Sicherer Umgang mit KI im Bildungsumfeld
Text: Henrik Sutter | Fotos: Rudolf Steiner Schule Luzern
Die grosse Welle
In den vergangenen zwei, drei Jahren ist eine regelrechte Welle von Anwendungen der sogenannten künstlichen Intelligenz über uns hereingebrochen. Im Alltag sind diese kleinen oder grösseren Werkzeuge omnipräsent, auch wenn wir diese vielleicht gar nicht selbst aktiv verwenden: Praktisch keine Webseite grösserer Dienstleistungsunternehmen beispielsweise, die nicht, meist unten rechts, einen KI-Chatbot aufpoppen lässt. In den Schulen, auch in unseren, ist das Thema KI allgegenwärtig, und zwar nicht erst ab der 7.Klasse, wo zumeist begonnen wird, sich mit Bildschirmmedien auseinanderzusetzen. Auf dem Pausenhof hört man allenthalben Schülerinnen und Schüler der 4. bis 6.Klasse reden, dies und das könne man ja einfach die KI fragen oder von der KI machen lassen.
Pädagogische Herausforderungen
Diese Entwicklung wirft viele Fragen auf, sie löst verständlicherweise bei vielen von uns Verunsicherung, wenn nicht gar Ängste aus. Wie gestalten wir unsere Zukunft mit einer um sich greifenden Technologie, die Assoziationen an Goethes Zauberlehrling wachruft? Ist das nicht eine Aufgabe, der sich allem voran die Pädagogik widmen muss, jetzt sofort, mit grosser Ernsthaftigkeit und mit wachem Bewusstsein? Mit all dem, was beispielsweise die Waldorfpädagogik schon lange tut auf Basis ihres ganzheitlichen Welt- und Menschenbildes, durch das Wissen um die «Allgemeine Menschenkunde» Rudolf Steiners und das daraus resultierende pädagogische Handeln. Hinzu kommt die Auseinandersetzung mit dem Wesenhaften, das uns hier begegnet – im Schulzimmer ganz konkret: Welche Mechanismen laufen hier eigentlich ab und wie können wir die KI nutzbringend und sicher einsetzen, ohne unsere menschlichen Qualitäten an den Nagel zu hängen?
Die Rudolf Steiner Schule Luzern hat im laufenden Schuljahr begonnen, sich dieser Auseinandersetzung intensiv zu widmen. Nicht nur, dass mit den Schülerinnen und Schülern eine KI-Nutzungsregelung vereinbart wird (ähnlich wie an der Steinerschule Zürich; mein Kollege Beat Richert berichtete davon im letzten «Schulkreis»). Nicht nur, dass im Rahmen des Informatikunterrichtes geführte Übungen mit KI-Tools gemacht werden. An der Steiner Schule Luzern läuft derzeit ein Pilotprojekt, eine eigene, vom Internet vollständig unabhängige KI zu betreiben. Aber bevor wir hier ins Detail gehen und erfahren, wozu das gut sein soll, fangen wir ganz am Anfang an.
Daten in der «Wolke»
Die allermeisten der aktuellen KI-Tools (ChatGPT, DeepL, Perplexity etc.) sind cloudbasiert: Unsere Anfragen und Aufträge (Prompts) werden an einen Anbieter gesendet, in einem grossen, zumeist fernen Rechenzentrum abgearbeitet und die Antworten erscheinen, vorerst ungeachtet ihrer Qualität, postwendend auf unseren Bildschirmen. Auch wenn dies längst zum Alltag gehört: Verblüfft darüber, wie hier wie von Geisterhand geschrieben, gemalt, komponiert, übersetzt wird, sind wir allemal.
Diese Art von Zugang zur KI mag sehr vorteilhaft erscheinen, denn die Benutzenden müssen sich um nichts kümmern und sie bekommen immer die jeweils bestmöglich verfügbare Leistung. Sehr viele dieser Dienste sind zwar in ihrer Basisversion nach wie vor kostenlos, verlangen aber inzwischen häufig ein Registrieren des Users.
Was passiert eigentlich mit unseren Daten? Neben dem Umstand, dass im Hintergrund fleissig Nutzerprofile erstellt werden («der Nutzer wird zum Produkt»), verwendet man eingegebene Daten sowie Meta-Daten (Prompts, Verläufe von Threads, Cookies zum Surf-Verhalten etc.), um die KI weiter zu trainieren, das heisst, zu «verbessern». Dies kann einem egal sein oder nicht; dies mündet nicht zuletzt in ethisch-moralische Fragestellungen, welche anderswo Platz finden dürfen und sollen. Hingegen müssen die Aspekte des Datenschutzes von uns zwingend beachtet werden.
Spannungsfeld Datenschutz
Im Schulumfeld gilt es, besonders aufmerksam zu sein in Bezug auf den letztgenannten Punkt. Die Rechtslage im Zusammenhang mit der KI-Nutzung an Schulen ist nicht ganz einfach durchschaubar und leider auch nicht schweizweit einheitlich geregelt. Werden durch KI-Systeme beispielsweise Personendaten bearbeitet, so gilt für öffentliche Schulen das jeweilige kantonale Datenschutzrecht, hingegen für Schulen in privater Trägerschaft weitgehend das Bundes-Datenschutzgesetz. Dies alles beinhaltet bis hinunter auf die operative Ebene zahlreiche Verordnungen, Richtlinien, Weisungen oder sogenannte Datenschutz-Folgeabschätzungen etc., welche oftmals verwirrend und schwer zu handhaben sind, nicht nur für Laien, sondern auch für Schulleitungen, die diesbezüglich Entscheide treffen müssen und Verantwortung tragen. Am sichersten liegt man in diesem Dschungel mit der Regel: keine vertraulichen Informationen (z.B. personenbezogene Schülerdaten) in offene KI-Tools! Leichter gesagt als getan: Lädt in der Berufskunde eine Schülerin oder ein Schüler persönliche Texte wie Lebenslauf oder Motivationsschreiben zwecks Korrektur in ein KI-Tool hoch, so haben wir bereits ein Problem.
Wenn wir über unseren pädagogischen Tellerrand hinausschauen, ist übrigens interessant zu beobachten, dass in immer mehr Unternehmen, welche in sensiblen Bereichen tätig sind, Richtlinien gelten, die die Nutzung cloudbasierter KI-Dienste einschränken oder gar untersagen.
Aber: Geht es denn nicht auch anders als cloudbasiert?
Daten «zuhause» – Vor- und Nachteile
Doch, es gibt die Möglichkeit, KI ohne Anbindung an grosse Cloud-Dienste zu betreiben! Die RSS Luzern hat, soweit dem Autor bekannt ist, als erste Schule (bis Zyklus 3) in der Schweiz, diesen Frühling ein System aufgebaut, bei welchem auf einem Server lokal, also schulintern, und vollständig unabhängig vom Internet lizenzfreie KI-Sprachmodelle (LLMs, large language models) installiert sind. Der Server ist dabei ein handelsüblicher Computer, jedoch mit hoher Rechenleistung und grossem Arbeitsspeicher (128GB). Die Schülerinnen und Schüler können nun von einer ihrer zwölf Arbeitsstationen (Clients) auf die Sprachmodelle des Servers zugreifen. Das bedeutet, sie können per Webbrowser ein besonderes Chat-Fenster öffnen und dort ihren Prompt eingeben, der dann automatisch an den Server gesendet wird. Der Server übernimmt die aufwändige Rechenarbeit (wie das sonst in der Cloud geschieht) und sendet die Antworten an die jeweilige Arbeitsstation zurück, praktisch annähernd so schnell, wie wir dies von ChatGPT etc. gewohnt sind. So können KI-Chats genutzt werden (mögliche Anwendungen siehe unten), ohne datenschutzrechtlich auf dünnes Eis zu geraten, da sämtliche Daten im Hause bleiben.
Den offensichtlichen Vorteilen dieses Ansatzes stehen zwei Nachteile gegenüber: Erstens sind die lokalen Modelle in ihrem jeweiligen Trainingsstand «eingefroren», werden also nicht fortlaufend weiter trainiert. (KI-Training ist ein sehr zeit- und rechenaufwändiger Vorgang, der eine entsprechend leistungsfähige Infrastruktur voraussetzt, über die in der Regel nur Unternehmen verfügen.) Zweitens sind die lokalen Sprachmodelle deutlich weniger gross und damit einhergehend auch weniger leistungsfähig wie aktuelle cloudbasierte Modelle der grossen Anbieter.
Blick in die Zukunft
Wir stellen fest, dass die Qualität der Resultate bei der Wahl eines guten Sprachmodelles trotz beschränkter Grösse erstaunlich hoch und somit für die alltägliche Verwendung absolut brauchbar ist. Der Server-/Client-Betrieb funktioniert dabei reibungslos. Die Problematik des gelegentlichen Halluzinierens oder Konfabulierens, also das «Ausspucken» objektiv falscher Antworten, ist natürlich grundsätzlich dieselbe wie bei der cloudbasierten KI; um das kritische Begutachten der Ergebnisse kommt man also nicht herum – auch dies eine Herausforderung, die mit den Schülerinnen und Schülern im Unterricht angegangen werden muss.
Wenn man weder auf Inhalte angewiesen ist, die absolut aktuell sind (auch grosse cloudbasierte Modelle sind dies nur bedingt), noch auf Verlinkungen zu Material und Quellen im Internet, und wenn man dem Datenschutz einen besonderen Stellenwert zumisst, so kann die lokale KI eine sehr interessante Ergänzung oder gar Alternative darstellen.
Anwendungsbeispiele für die lokale KI im Bildungsbereich könnten sein: Generieren von vielfältigen Übungs- oder Prüfungsaufgaben für Mathematik und andere Fächer, Überprüfen selbst gefundener Lösungswege, Recherche für Facharbeiten, erweitertes Korrigieren von Texten oder Abhandlungen aus dem Bereich des Sachwissens. Zudem kann im Kontext des Informatikunterrichtes mit den lokalen (und zumeist quelloffenen) Sprachmodellen viel flexibler und vor allem im geschützten Rahmen experimentiert werden.
Da es sich um einen reinen Testbetrieb handelt, wurde bisher nur die 9.Klasse im Umgang damit instruiert. Das System auf das Generieren von Bildern auszuweiten wäre zwar technisch möglich, ist aber nicht vorgesehen, da wir damit wohl eher unserem pädagogischen Ansatz ein Bein stellen würden, als einen Nutzen herbeizuführen.
Nun schliesst sich im Übrigen auch der oben geöffnete Kreis: Unternehmen, die cloudbasierte KI in ihren Richtlinien ausschliessen, arbeiten genau nach diesem Prinzip: lokale, respektive Intranet basierte KI-Server mit freien (oder auch lizensierten) Sprachmodellen.
Informatikaffine Leserinnen und Leser seien ermutigt, die lokale KI doch einmal selbst bei sich zu installieren und auszuprobieren (siehe Infobox unten). Lehrpersonen könnten dies beispielsweise im Rahmen eines kleinen Schülerprojektes tun und verschiedene Sprachmodelle qualitativ vergleichen.
Technische Hinweise
Wer sich für das Experimentieren mit lokalen KI-Sprachmodellen interessiert und das einmal selbst ausprobieren möchte, mit oder auch ohne Server (denn diesen braucht es nur, wenn der Dienst einem ganzen Netz zur Verfügung gestellt werden soll), der oder die darf sich gerne per Mail an den Autor wenden für ein paar initiale Tipps und eine Kurzanleitung. Im einfachsten Fall ist dazu nichts weiter notwendig als ein beliebiger Computer (Mac/Windows/Linux) auf technisch aktuellem Stand mit mindestens 16GB Arbeitsspeicher. Die notwendige Software ist kostenlos und, wenn ohne Server gearbeitet wird, sehr leicht zu installieren. Einrichten von Server und Clients in der Schule nur in vorgängiger Absprache mit der IT-verantwortlichen Person!
henrik.sutter@steinerschule-luzern.ch
Zum Autor: Henrik Sutter ist Klassenlehrer der 9.Klasse an der Rudolf Steiner Schule Luzern mit Schwerpunkt Medien/Informatik, Mathe, Naturwissenschaften.
