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01. November 2023

Die 15 besten KI-basierten Mathematik-Lernplattformen für Schüler und Lehrer im Jahr 2023

15 KI-basierte Mathematik-Lernplattformen für Studierende im Jahr 2023

Online-Bildung wird immer häufiger, insbesondere in MINT-Bereichen wie Mathematik. Aber der Fernunterricht bringt seine eigenen Schwierigkeiten mit sich. Neue, auf KI basierende Bildungstools können den Online-Matheunterricht intelligent unterstützen. Diese Ressourcen bieten interaktive Konzeptvisualisierung, automatisierte Bewertung, Einzelberatung und mehr. In diesem Leitfaden werden die 15 besten KI-gestützten Ressourcen zur Verbesserung des Mathematikunterrichts in virtuellen Umgebungen untersucht.

1. Photomath – Scannt und löst mathematische Probleme mithilfe fortschrittlicher Computer Vision

Photomath ist eine renommierte mobile App, die fortschrittliche Computer-Vision-Technologie nutzt, um handgeschriebene oder gedruckte Mathematikaufgaben in einem breiten Spektrum von Schwierigkeitsgraden zu scannen und automatisch zu erkennen. Anschließend werden Schritt-für-Schritt-Erklärungen und vollständige Lösungen bereitgestellt. Für Lehrkräfte kann dieses Tool den Zeitaufwand für die manuelle Überprüfung der Schülerarbeiten erheblich reduzieren und gleichzeitig wertvolle Einblicke in häufig gemachte Fehler liefern.

Photomath – Scannt und löst mathematische Probleme mithilfe fortschrittlicher Computer Vision

Photomath ist als sofortiger Begleiter für die Lösung mathematischer Probleme für Lernende und Lehrer konzipiert. Ziel ist es, die Frustration, bei einem Problem stecken zu bleiben, zu beseitigen, indem den Lernenden auf Abruf Unterstützung und Anleitung direkt über die Kamera ihres Smartphones geboten wird. Für Lehrer bedeutet dies eine enorme Zeitersparnis, die sonst für die Entschlüsselung, Überprüfung und Rückmeldung der Arbeit der Schüler aufgewendet würde. Die App nutzt fortschrittliche Technologie, um handschriftliche und getippte mathematische Ausdrücke zu einem breiten Themenspektrum zu erkennen, von grundlegender Mathematik bis hin zu fortgeschrittener Analysis und Trigonometrie. Es funktioniert sowohl mit Bild- als auch mit Textformaten.

Hauptmerkmale

  • Verwendet die Smartphone-Kamera, um mathematische Probleme zu scannen und sie fast sofort zu lösen
  • Erklärt jeden Schritt im Lösungsprozess deutlich und visuell
  • Völlig kostenlose Version mit kostenpflichtigen Upgrades verfügbar

Vorteile:

  • Spart Lehrern enorm Zeit, die sie mit der manuellen Überprüfung der Schülerarbeiten verbringen
  • Ermöglicht den Studierenden, ihre eigene Arbeit selbstständig zu überprüfen und Fehler zu erkennen
  • Anwendbar für ein breites Spektrum an Mathematikniveaus von Arithmetik bis Analysis

Nachteile:

  • Kann es Schülern ermöglichen, Probleme nicht selbst gründlich durchzudenken
  • Bietet derzeit begrenzte Optionen zum Anpassen der Lernerfahrung

2. Desmos – Interaktiver Online-Grafikrechner und Aktivitäten

Desmos ist ein kostenloser, leistungsstarker Online-Grafikrechner mit robusten interaktiven Visualisierungsfunktionen, der sich ideal zur Förderung des konzeptionellen virtuellen Mathematiklernens eignet. Außerdem können Lehrer damit problemlos digitale Mathematikaktivitäten erstellen und den Fortschritt der Schüler überwachen. Ziel von Desmos ist es, jedem Schüler durch interaktive Erkundung und Visualisierung dabei zu helfen, Mathematik zu lernen und Spaß daran zu haben, Mathematik zu lernen. Es wurde von einem Team gegründet, dem führende Entwickler der bahnbrechenden Mathematiksoftware GeoGebra angehören. Der Desmos-Grafikrechner bietet einen äußerst intuitiven und reaktionsschnellen digitalen Arbeitsbereich, der eine schnelle Funktionsdarstellung und -manipulation per Touch- oder Mauseingabe ermöglicht.

Desmos – Interaktiver Online-Grafikrechner und Aktivitäten

Die Schüler können Diagramme schwenken, zoomen und flüssig erkunden, um ein starkes Gespür für mathematische Konzepte und ihre visuellen Darstellungen zu entwickeln. Der Rechner kann auch symbolische mathematische Ausdrücke und abgeleitete Größen wie Steigungen, Tangenten, Integrale und Schnittpunkte verarbeiten. Dies ermöglicht die Bewältigung komplexerer Probleme. Für Lehrer bietet Desmos einen einfachen Aktivitäts-Builder zum Erstellen ansprechender, an Standards ausgerichteter Mathematikstunden, Tests, Aufgaben und mehr. Lehrer können Aktivitäten digital verteilen und aggregierte Antworten und Arbeiten der Schüler in Echtzeit anzeigen. Dies ermöglicht die Überwachung des Engagements und der Fortschritte sowohl beim Präsenz- als auch beim Fernunterricht.

Hauptmerkmale

  • Grafikrechner mit hochgradig interaktiven Grafiken, Plots und Geometrie
  • Erstellen Sie interaktive Online-Matheaktivitäten und weisen Sie sie digital zu
  • Lehrer-Dashboard mit Klassen- und Schüleranalysen.

Vorteile:

  • Ideal zur Förderung des konzeptionellen visuellen Lernens und Erkundens
  • Für Lehrer ist es sehr einfach, ansprechende, an Standards ausgerichtete Mathematikinhalte zu erstellen
  • Überwachen Sie die Arbeit und den Fortschritt der Schüler in Echtzeit

Nachteile:

  • Der starke Fokus auf die grafische Darstellung schränkt den Einsatz für umfassendere konzeptionelle Mathematikthemen ein
  • Schüler und Studenten Datenschutzbedenken weil es sich um Dritte handelt

3. GeoGebra – Visualisierung und Erkundung von Mathematik und MINT

GeoGebra ist ein kostenloses, plattformübergreifendes Tool, das auf einzigartige Weise dynamische Geometrie, Algebra, Tabellenkalkulation, Grafik, Statistik, Computeralgebra und Analysis-Tools in einer zusammenhängenden App vereint. Dies macht es äußerst wertvoll für die interaktive MINT-Visualisierung, Erkundung und Fernunterricht. GeoGebra wurde vom Mathematikprofessor Markus Hohenwarter entwickelt, um Schülern dabei zu helfen, ein tieferes konzeptionelles und konzeptionelles Verständnis zu entwickeln visuelles Verständnis der Mathematik und ihrer Verbindungen über verschiedene Zweige wie Geometrie, Algebra und Infinitesimalrechnung. Die Software wird von über 100 Millionen Benutzern weltweit in 195 Ländern verwendet.

GeoGebra – Visualisierung und Erkundung von Mathematik und MINT

Die Plattform vereint die Analyseleistung von Computeralgebrasystemen, Grafikrechnern, Tabellenkalkulationen und dynamischen Diagrammen in einem benutzerfreundlichen Tool. Dadurch können Schüler aktiv mathematische Objekte wie Gleichungen, geometrische Konstruktionen, Diagramme, Tabellenkalkulationsdaten, Statistiken und mehr konstruieren, manipulieren, visualisieren und analysieren. Die Ergebnisse werden dynamisch in Echtzeit aktualisiert. Obwohl GeoGebra eine beträchtliche Lernkurve aufweist, schaffen seine unübertroffene Tiefe und Breite in Kombination mit der intuitiven visuellen Benutzeroberfläche eine ansprechende Umgebung, die die Schüler nutzen können interaktive Erfahrung in Bereichen wie Algebra, Geometrie, Analysis, Statistik und mehr.

Hauptmerkmale

  • Leistungsstarke, eng integrierte Tools für Geometrie, Algebra, Tabellenkalkulation, Grafik, 3D-Mathematik, CAS usw.
  • Benutzerfreundliche Apps, die über das Internet, Tablet und Telefon verfügbar sind
  • Integrierte Community-Plattform für den Austausch von Inhalten und Aufgaben

Vorteile:

  • Äußerst ansprechende Möglichkeit für Schüler, Mathematikkonzepte aktiv visuell zu erkunden
  • Plattformübergreifende Apps funktionieren nahtlos auf allen Schülergeräten
  • Enthält vorgefertigte Aktivitäten und Bewertungen sowie das Teilen von Inhalten

Nachteile:

  • Erheblicher Lernaufwand für die Beherrschung der gesamten Bandbreite an Fähigkeiten
  • Für erweiterte Funktionen zur Zusammenarbeit ist eine kostenpflichtige Version erforderlich

4. Maplesoft – Symbolische Berechnungs- und Kurserstellungstools

Maplesoft bietet eine breite Palette mathematischer Softwareprodukte an, die speziell für die MINT-Ausbildung und -Forschung entwickelt wurden. Maple, sein Flaggschiffprodukt, bietet leistungsstarke symbolische Berechnungsfunktionen, die für die einfache Handhabung abstrakter mathematischer Konzepte unerlässlich sind. Es ermöglicht außerdem die automatische Benotung von Aufgaben, die interaktive Erstellung von Kursinhalten und die anpassbare Kursdurchführung. Maplesoft wurde in den 1980er Jahren von einem Team gegründet, zu dem auch die Entwickler des ursprünglichen Maple-Computeralgebrasystems gehörten. Maple bietet heute eine der weltweit robustesten symbolischen Berechnungsmaschinen für die Mathematik. Es wird branchenübergreifend von der Bildung über das Finanzwesen bis hin zum Ingenieurwesen für Anwendungen wie mathematische Modellierung, Visualisierung und Simulation eingesetzt.

Maplesoft – Symbolische Berechnungs- und Kurserstellungstools

Im Bildungsbereich ermöglicht Maple den Schülern, fortgeschrittene mathematische Konzepte symbolisch und visuell zu erkunden. Es enthält Werkzeuge zur Unterstützung von Analysis, linearer Algebra, Zahlentheorie, Differentialgleichungen, Graphentheorie, Geometrie, numerischer Analyse und mehr. Diese Tools generieren automatisch interaktive Kursinhalte wie Tests, Hausaufgaben, interaktive Beispiele und Studienführer, um die Studierenden einzubeziehen. Maplesoft bietet außerdem umfassende Tools zur Kurserstellung, mit denen Pädagogen vollständig angepasste interaktive Mathematiklehrbücher erstellen können, die für die Online-Bereitstellung optimiert sind. Dazu gehören Funktionen wie interaktive Widgets, automatisch bewertete Aufgaben, Kursforen und benutzerdefinierte Feedback-Optionen.

Hauptmerkmale

  • Robuste Mathematik-Engine für symbolische und numerische Berechnungen
  • Automatische Bewertungsfunktionen für Aufgaben und Beurteilungen
  • Intuitive Tools zum Verfassen vollständig interaktiver Kurse

Vorteile:

  • Ermöglicht die einfache symbolische Handhabung abstrakter mathematischer Konzepte
  • Reduziert die Arbeitsbelastung der Pädagogen bei der Benotung erheblich
  • Vollständig anpassbarer Kursaufbau für jedes Mathematikfach

Nachteile:

  • Für manche Budgets unerschwinglich teures Lizenzmodell
  • Die Nutzung erweiterter Funktionen erfordert eine umfassende Schulung

5. Matific – Spielbasierte Grundschulübungen in Mathematik

Matific bietet eine umfangreiche Bibliothek interaktiver, spielbasierter K-6-Matheressourcen, die darauf ausgelegt sind, konzeptionelles Verständnis und Faktenkompetenz durch intuitive visuelle Lektionen zu fördern, die in einen kohärenten Lehrplan gegliedert sind. Es bietet auch automatisierte Tools zur Überwachung des Schülerfortschritts. Ziel von Matific ist es, das Erlernen von Mathematik so spannend und unterhaltsam wie das Spielen zu gestalten, indem visuelles Lernen und motivierende Spieldesigntechniken genutzt werden. Ihr Lehrplan umfasst über 400 interaktive Mathe-Spiele und Aktivitäten, die grundlegende Mathematikkompetenzen der K-6-Klasse abdecken – vom frühen Zählen und Formen bis hin zu Brüchen, Messen, Algebra-Grundlagen und mehr.

Matific – Spielbasierte Grundschulübungen in Mathematik

Anstelle traditioneller Arbeitsblätter durchlaufen die Schüler die Aktivitäten von Matific, bei denen interaktive visuelle Modelle zur Darstellung von Konzepten verwendet werden. Die Studierenden erhalten unmittelbar eine Rückmeldung über ihre Fortschritte. Die Reihenfolge und das Tempo der Aktivitäten werden auf der Grundlage der nachgewiesenen Stärken und Schwächen jedes Schülers personalisiert. Berichte halten Lehrer und Eltern kontinuierlich über den Lernfortschritt auf dem Laufenden. Von Zahlenlinien über Millimeterpapier bis hin zu 3D-Formen simulieren die Spiele von Matific aktiv mathematische Konzepte visuell und interaktiv. Dieses erfahrungsbasierte Lernen zielt darauf ab, ein tieferes konzeptionelles mathematisches Verständnis zu entwickeln. Die Schüler sind intrinsisch motiviert, durch die Aktivitäten Fortschritte zu machen, wobei im Laufe der Zeit neue Spiele freigeschaltet werden. 

Hauptmerkmale

  • Über 400 interaktive Mathe-Spiele und Aktivitäten für K-6
  • Adaptiver Lernpfad, der auf die sich entwickelnden Fähigkeiten jedes Schülers zugeschnitten ist
  • Automatisierte Überwachung und Berichterstattung über den Fortschritt der Schüler

Vorteile:

  • Hochinteressantes spielbasiertes Lernen verbessert die Motivation
  • Personalisierte Fortschrittsverfolgung der Mathematikfähigkeiten von Schülern
  • Erstellt umsetzbare Analyseberichte für Lehrer

Nachteile:

  • Der Inhalt ist auf Mathematik auf Grundschulniveau beschränkt
  • Aktivitäten priorisieren Engagement gegenüber expliziter konzeptioneller Anleitung

6. Carnegie Learning – Adaptive 1-zu-1-Mathe-Nachhilfe

Das Mathia Die Software-Suite von Carnegie Learning nutzt fortschrittliche adaptive Nachhilfetechnologie, um personalisierten Einzelunterricht in Mathematik zu simulieren, der speziell auf die sich entwickelnden Bedürfnisse und Fähigkeiten jedes einzelnen Schülers zugeschnitten ist. Es bietet ansprechende Videolektionen in Kombination mit abgestimmten Übungsaufgaben für die Klassen 1 bis 1. Seit über 6 Jahren erforscht Carnegie Learning, wie Schüler mathematisch denken, und nutzt diese Erkenntnisse in Kombination mit Kognitionswissenschaft und KI, um die adaptive MATHia-Software zu entwickeln. Das Nachhilfesystem modelliert, wie ein erfahrener menschlicher Mathematiklehrer die Fähigkeiten eines Schülers einschätzt, Wissenslücken erkennt und mit personalisierter Anleitung und Übung reagiert.

Carnegie Learning – Adaptive 1-zu-1-Mathe-Nachhilfe

Die Schüler beginnen mit einer Benchmark-Bewertung, bei der Stärken und Schwächen in allen Mathematikthemen diagnostiziert werden. Anschließend erhalten sie einen personalisierten Lernpfad, der sie durch videobasierte Mathematikstunden von erfahrenen Lehrern führt. Übungsaufgaben werden strategisch geordnet, um das richtige Maß an Herausforderung und Meisterschaft zu bieten. Während die Schüler Fortschritte machen, aktualisiert das System kontinuierlich seine Fähigkeitsmodelle für Schüler und passt den Unterricht entsprechend an. Dashboard-Analysen bieten Lehrern Einblicke in den Klassen- und individuellen Fortschritt. Studien haben gezeigt, dass Schulen, die Carnegie Learning einsetzen, bei standardisierten Tests deutlich bessere Ergebnisse erzielen.

Hauptmerkmale

  • Sehr anpassungsfähige Nachhilfeerfahrung, die kontinuierlich auf jeden Schüler zugeschnitten ist
  • Verbindet interaktive, videobasierte Direktanweisung mit abgestimmter Praxis
  • Inhalte, die von Mathematikpädagogen speziell für die Mittel- und Oberstufe entwickelt wurden

Vorteile:

  • Personalisierter Mathematikunterricht zur Optimierung des Lernens und der Beherrschung
  • Regelmäßig aktualisierte Lehrerberichte, die den Fortschritt der Schüler verfolgen
  • Nachgewiesene Ergebnisse bei der Schließung von Leistungslücken aus Eigenkapitalproblemen

Nachteile:

  • Um den vollen Nutzen zu erzielen, ist eine umfassende Umsetzung erforderlich
  • Einige Schüler finden Videolektionen möglicherweise weniger ansprechend als Spiele

7. Microsoft Math Solver – KI-gestützte mathematische Problemlösung

Microsoft Math Solver ist ein KI-gestütztes Tool, das Schritt-für-Schritt-Erklärungen zu mathematischen und naturwissenschaftlichen Problemen in allen Klassenstufen bereitstellt. Mit einer intuitiven Benutzeroberfläche kann es den Schülern helfen, Konzepte besser zu verstehen und ihre Fähigkeiten zur Problemlösung zu verbessern. Microsoft Math Solver nutzt modernste KI, um Probleme in einfache, leicht verständliche Schritte zu zerlegen. Es unterstützt Abfragen in natürlicher Sprache und kann handgeschriebene und gedruckte mathematische Gleichungen erkennen. Das Tool deckt Themen wie Algebra, Analysis, Chemie, Biologie, Physik und mehr ab.

Microsoft Math Solver – KI-gestützte mathematische Problemlösung

Schüler können Probleme per Text, Bild oder Handschrift einreichen und die KI generiert vollständige Erklärungen. Math Solver zielt darauf ab, konzeptionelles Verständnis und Wachstumsmentalität zu fördern. Es soll den Lehrplan ergänzen und den Schülererfolg fördern.

Hauptmerkmale

  • Über 5500 hochwertige Videolektionen mit umfassenden K-12-Matheinhalten
  • Abgestimmte Mastery-Tests zur Bewertung verfahrenstechnischer Fähigkeiten und konzeptioneller Überprüfungen
  • Lehreranalysen und Coaching-Dashboards zur Überwachung des Schülerfortschritts

Vorteile:

  • Bietet kostenlosen Zugriff auf vollständige Mathematikinhalte aller Klassenstufen
  • Nützliche Lehrertools zum Coachen und Überwachen der Schülerentwicklung
  • Gemeinnütziges Modell mit Schwerpunkt auf der Maximierung des Zugangs zu öffentlichem Lernen

Nachteile:

  • Qualität und Format des Unterrichts können je nach Thema erheblich variieren
  • Bietet derzeit begrenzte Anpassungsmöglichkeiten für Schulen

8. ASSISTments – Gerüstgestützte Mathematikaufgaben mit Nachhilfe

UNTERSTÜTZUNGEN ist eine adaptive Lernplattform für Mathematik, die strukturierte Online-Aufgaben bereitstellt, die Unterrichtsunterstützung und Nachhilfe strategisch mit formativen Beurteilungen integrieren. Während die Schüler Aufgaben bearbeiten, erhalten sie sofortige Nachhilfehilfe und Lehrer erhalten umsetzbare Daten für gezielte Interventionen. ASSISTments wurde über Jahrzehnte von Forschern am Worcester Polytechnic Institute entwickelt, um Schülern strategisch strukturierte Mathematikaufgaben zu bieten und ihnen bei Bedarf Hilfe und Hinweise zu geben. Wenn sie Schwierigkeiten haben, gibt ihnen das System sofort Nachhilfe, bevor es ihnen erlaubt, ähnliche Probleme auszuprobieren, bis sie es meistern.

ASSISTments – Gerüstgestützte Mathematikaufgaben mit Nachhilfe

Jeder Schüler erhält eine personalisierte Unterrichts- und Übungssequenz, die auf sein nachgewiesenes Verständnis zugeschnitten ist. Das patentierte Gerüst von ASSISTments zielt darauf ab, die Frustration der Schüler zu minimieren, indem ihnen Hilfe dann bereitgestellt wird, wenn sie diese am meisten benötigen. Dies hilft den Schülern, sich weiterhin schwierige neue mathematische Konzepte und Fähigkeiten anzueignen. Lehrer erhalten Zugriff auf regelmäßig aktualisierte Berichte, die den Fortschritt und die Leistungen einzelner Schüler sowie der gesamten Klasse verfolgen Trends. Dadurch werden zeitnahe Daten bereitgestellt, die ein gezieltes Eingreifen ermöglichen. Studien haben schlüssig gezeigt, dass Schulen, die ASSISTments einsetzen, bei standardisierten Tests im Vergleich zu herkömmlichen Hausaufgaben bessere Ergebnisse erzielen.

Hauptmerkmale

  • Die Aufgaben verbinden Unterricht, Übung, Nachhilfe und schnelle Beurteilung nahtlos miteinander
  • Echtzeit-Gerüst, Hinweise und Just-in-Time-Mikroerklärungen
  • Regelmäßige Fortschrittsberichte der Studierenden mit umsetzbaren Daten

Vorteile:

  • Strategische Gerüste tragen dazu bei, die Frustration der Schüler zu minimieren
  • Optimiert den Hausaufgaben-Feedback-Datenzyklus für Lehrer
  • Es steigert nachweislich die Mathematikleistungen von Schülern erheblich

Nachteile:

  • Eine stark strukturierte Erfahrung mag manchen Lernenden als einschränkend erscheinen
  • Erfordert umfangreiche Vorabkonfiguration und -einrichtung

9. Fishtree – Adaptiver KI-gesteuerter Mathematiklehrplan

Fischbaum bietet einen adaptiven K-12-Mathelehrplan für das ganze Jahr, komplett mit unterstützenden Lehrmaterialien. Auch ihr ELA-Programm wird hoch bewertet. Fishtree verwendet fortschrittliche KI-Algorithmen, um Unterrichtserfahrungen, Aktivitäten und Bewertungen an die individuellen, sich entwickelnden Stärken und Bedürfnisse jedes Schülers anzupassen und so das Wachstum zu fördern.

Ziel von Fishtree ist es, mithilfe künstlicher Intelligenz eine kontinuierliche Personalisierung in großem Maßstab zu ermöglichen. Ihre Programme fungieren als digitale Tutoren, die jedem Schüler einen personalisierten, auf seine Bedürfnisse zugeschnittenen Lernweg bieten. Dies reduziert den Aufwand, den Lehrer für die manuelle Differenzierung des Unterrichts benötigen.

Fishtree – Adaptiver KI-gesteuerter Mathematiklehrplan

Der Mathematiklehrplan umfasst videobasierte Lektionen, interaktive Manipulationen, adaptives Üben, formative Beurteilungen und mehr. Die Studierenden erhalten die richtigen Inhalte zur richtigen Zeit, basierend auf ihrem Wissen, ihren Fähigkeiten, ihrer Motivation und ihren Zielen. Das System bietet Lehrern Einblicke, um den Unterricht in Kleingruppen effizient zu gestalten. Sowohl die Mathematik- als auch die ELA-Lehrpläne werden von unabhängigen Forschungsgruppen als stark an staatliche Standards angepasst und wirksam für die Schülerentwicklung eingestuft. Die Kombination von adaptiver KI mit pädagogischem Design zielt darauf ab, differenzierten Unterricht skalierbar zu machen.

Hauptmerkmale

  • Kontinuierlich anpassungsfähige und personalisierte Schülererlebnisse
  • Integrierte formative und summative Beurteilungen zur Generierung umsetzbarer Analysen
  • Umfassende Unterrichtsressourcen für Lehrer

Vorteile:

  • Mathe-Inhalte werden kontinuierlich auf das Niveau jedes einzelnen Schülers zugeschnitten
  • Reduziert den Arbeitsaufwand und den Aufwand für die Differenzierung
  • Spannende und pädagogisch abwechslungsreiche studentische Aktivitäten

Nachteile:

  • Ermöglicht eine begrenzte Anpassung der Lehrplaninhalte
  • Erfordert eine umfassende Annahme und Implementierung

10. ALEKS – Adaptive Mathematikpraxis und -bewertung

ALEKS ist ein angesehenes adaptives webbasiertes Lernsystem, das auf Kognitionswissenschaft und KI basiert. Es nutzt adaptive Fragen, um die mathematischen Fähigkeiten jedes Schülers schnell und genau zu bestimmen. ALEKS passt dann die Lerninhalte und -praktiken an ihre persönlichen Bedürfnisse an und unterstützt einen meisterbasierten Ansatz. ALEKS steht für Assessment und LEarning in Knowledge Spaces. Es basiert auf jahrzehntelanger Forschung von Kognitionswissenschaftlern und Mathematikern der New York University und der University of California, Irvine. Das System verwendet adaptive Fragen, um den Wissens- und Fähigkeitsstand jedes Schülers basierend auf seiner Leistung abzubilden.

ALEKS – Adaptive Mathematikpraxis und -bewertung

Basierend auf der generierten Wissenskarte bietet ALEKS jedem Schüler einen personalisierten Lernpfad durch den Mathematiklehrplan. Das System konzentriert sich auf die Beherrschung, indem es Inhalte kontinuierlich an die Stärken und Schwächen der Schüler anpasst. Regelmäßige Neubewertungen aktualisieren das Wissensmodell. ALEKS bietet Kursprodukte von der 3. Klasse über die High School bis hin zur College-Vorbereitung an. Die Kurse orientieren sich an Common Core- und Landesstandards. Das System wird weltweit von Millionen von Schülern der Grund- und Oberstufe genutzt. Studien zeigen, dass ALEKS dabei hilft, Engagement, Selbstvertrauen und Testergebnisse zu verbessern.

Hauptmerkmale

  • Individualisiertes Lernen und Üben mithilfe adaptiver KI-Algorithmen
  • Integrierte regelmäßige Bewertungen, die das sich entwickelnde Wissen der Schüler ermitteln
  • Umfangreiche Inhaltsbibliotheken für die Klassen 3–12

Vorteile:

  • Personalisiertes Mathe-Üben, Lernen und Wiederholungstempo
  • Bietet Lehrern unglaublich detaillierte Schüleranalysen
  • Verbessert nachweislich die Leistung und das Selbstvertrauen in Mathematik

Nachteile:

  • Dem verhaltensorientierten Ansatz mangelt es an menschlicher Kreativität und Nuancen
  • Erheblicher Zeitaufwand im Vorfeld für die Einrichtung von Kursen

11. Symbolab – Erweiterter mathematischer Problemlöser

Symbolab ist ein fortschrittliches Taschenrechner-Tool zur Lösung mathematischer Probleme und zur grafischen Darstellung, das Themen von grundlegender Mathematik bis hin zu Analysis, Algebra, Trigonometrie und mehr abdeckt. Es bietet Schritt-für-Schritt-Erklärungen sowie Grafiken, Plots und Diagramme, um das Verständnis zu verbessern. Symbolab nutzt künstliche Intelligenz, um Probleme in logische Schritte zu zerlegen, die auf einem für den Schüler angemessenen Niveau gelöst werden. Es fungiert als kompetenter Mathematiklehrer, der in der Lage ist, Konzepte auf eine für den Lernenden zugeschnittene, verständliche Art und Weise zu erklären.

Symbolab – Erweiterter mathematischer Problemlöser

Das Tool ist webbasiert und verfügt über Funktionen zur Erkennung mathematischer Eingaben. Es akzeptiert Fragen in natürlicher Sprache und kann handgeschriebene, gedruckte oder LaTeX-Gleichungen interpretieren. Ziel von Symbolab ist es, den Schülern dabei zu helfen, Selbstvertrauen in Mathematik zu gewinnen, Lernhindernisse zu vermeiden und den Bedarf an Einzelnachhilfe zu reduzieren. Symbolab wird von Millionen von Studenten weltweit verwendet. Während der grundlegende Grafikrechner kostenlos ist, ist zum Freischalten von Schritt-für-Schritt-Lösungen und zusätzlichen Funktionen ein kostenpflichtiges Abonnement ab 6.99 $ pro Monat erforderlich. Dies gewährt jedoch Zugriff auf einen leistungsstarken KI-Mathe-Lehrer.

Hauptmerkmale

  • Detaillierte Schritt-für-Schritt-Erklärungen zur Lösung mathematischer Probleme
  • Intelligente, auf jeden Schüler zugeschnittene Nachhilfe
  • Handschriftliche und natürliche Spracheingabe

Vorteile

  • Entwickelt ein tieferes konzeptionelles Verständnis
  • 24/7-Hilfe auf der richtigen Ebene verfügbar
  • Reduziert den Bedarf an Einzelunterricht

Nachteile

  • Mögliche übermäßige Abhängigkeit ohne Anleitung
  • Für erweiterte Funktionen ist ein kostenpflichtiger Zugriff erforderlich

12. Cognii – Virtuelle Mathematiklehrer mit KI-Unterstützung

Erkenntnisse bietet preisgekrönte Technologie der künstlichen Intelligenz, um virtuelle Mathe-Nachhilfeanwendungen für jede Plattform zu ermöglichen. Ihre Konversationsdialogalgorithmen ermöglichen Chatbots, virtuelle Avatare, Lern-Apps und Sprachassistenten, um die Arbeit der Schüler anzuerkennen, das Verständnis gründlich zu bewerten und personalisiertes Feedback in großem Umfang zu geben. Die virtuellen Nachhilfeplattformen von Cognii nutzen die Verarbeitung natürlicher Sprache. Maschinelles Lernen und Fachwissen, um personalisierte, menschenähnliche Nachhilfedialoge zu simulieren, die auf die aktuellen Fähigkeiten und Kenntnisse jedes Schülers zugeschnitten sind. Ziel ist es, jedem Lernenden jederzeit einen auf seine Bedürfnisse zugeschnittenen KI-Tutor zur Verfügung zu stellen.

Cognii – Virtuelle Mathe-Lehrer mit KI-Unterstützung

Die virtuellen Tutoren verwickeln die Studierenden automatisch in mündliche oder textliche Gespräche, analysieren ihre Arbeitsproben, bewerten Stärken und Schwächen, geben Hinweise und Erklärungen und passen Folgeprobleme entsprechend an. Dies modelliert die Interaktivität menschlicher Experten-Tutoren.

Die Technologie von Cognii hat nachweislich Lerngewinne bei Anwendungen wie Chatbots, intelligenten virtuellen Übungssystemen und Konversationstrainern gezeigt. Während der Schwerpunkt derzeit auf der Grundlagenmathematik liegt, zielen die personalisierten Dialoge darauf ab, das Lernen ansprechender zu gestalten und gleichzeitig die Merkfähigkeit zu erhöhen.

Hauptmerkmale

  • KI-gesteuerte Konversationsdialogtechnologie
  • Erkennt handschriftliche und mündliche studentische Arbeiten an
  • Simuliert personalisierte 1-zu-1-Menschen-Mathe-Nachhilfedialoge

Vorteile:

  • Stets verfügbare Mathe-Unterstützung, dynamisch auf Einzelpersonen zugeschnitten
  • Modelle personalisierter Anleitung durch erfahrene menschliche Tutoren
  • Einfache Integration in jede App, jedes Gerät oder jede Plattform

Nachteile:

  • Konzentriert sich derzeit nur auf grundlegende frühe Mathematikkenntnisse
  • Interaktionen mangelt es an Nuancen menschlicher Konversation

13. Gradescope – KI-gestützte Benotung und Feedback

Gradeskop ist eine KI-gestützte Bewertungs- und Feedbackplattform, die von führenden Universitäten weltweit genutzt wird. Es kann schriftliche Mathematikarbeiten automatisch benoten und ermöglicht es Pädagogen dennoch, personalisiertes qualitatives Feedback zu geben. Gradescope generiert außerdem maßstabsgetreue Leistungsanalysen, um klassenweite Trends aufzudecken. Gradescope zielt darauf ab, den Dozenten Zeit zu sparen, die sie für die routinemäßigen und mechanischen Aspekte der Benotung aufwenden müssen, damit sie sich auf die Bereitstellung umsetzbaren individuellen Feedbacks konzentrieren können. Die Plattform ermöglicht die automatische Bewertung von Mathematikaufgaben und Berechnungen durch digitale Erkennung handschriftlicher Arbeiten und Formelarbeiten.

Gradescope – KI-gestützte Benotung und Feedback

Die Lehrer behalten jedoch weiterhin die Kontrolle darüber, die automatische Benotung durch qualitatives Feedback durch Anmerkungen direkt zur Arbeit der Schüler zu ergänzen. Analytics-Dashboards bieten außerdem einen umfassenden Überblick über die Leistungen der Schüler und der gesamten Klasse bei verschiedenen Lernzielen und helfen so bei der Planung des weiteren Unterrichts. Während sich die optimierte Erfahrung in erster Linie auf effiziente summative Beurteilungen und Analysen konzentriert, bietet Gradescope eine zeitsparende KI-gestützte Plattform für die maßstabsgetreue Benotung von Mathematikaufgaben, während gleichzeitig die Feedback-Funktionen der Lehrer erhalten bleiben.

Hauptmerkmale

  • Automatische Benotung von Mathematikaufgaben mithilfe der KI-Handschrifterkennung
  • Plattform für qualitative Benotung und Feedback von Lehrern
  • Dashboard zur Analyse der Leistungstrends der Schüler

Vorteile:

  • Spart viel Zeit durch die Automatisierung der routinemäßigen quantitativen Einstufung
  • Ermöglicht die Konzentration auf die Bereitstellung aussagekräftigen personalisierten Feedbacks
  • Analysen bieten Einblicke auf Makroebene in das Klassenverständnis

Nachteile:

  • Die Handschrifterkennung und -bewertung bleibt mangelhaft
  • Kann sich gegenüber Schülern, die eine Verbindung wünschen, unpersönlich anfühlen

14. Acadly – ​​Intelligente Nachhilfe durch Mathe-Spiele

Akademie bietet einen künstlich intelligenten Mathe-Lern-Chatbot, der durch interaktive Spiele, Übungsaufgaben und geführte Lektionen personalisierte Nachhilfeunterstützung bietet. Ihre wunderschön gestaltete App soll das Lernen von Mathematik ansprechender und unterhaltsamer machen. Ziel von Acadly ist es, eine KI-gestützte Alternative zum persönlichen Einzelunterricht in Mathematik durch einen Experten bereitzustellen. Die Schüler unterhalten sich mit einem freundlichen Chatbot in natürlicher Sprache, um jederzeit Hilfe zu erhalten oder Hilfe anzufordern. Der Nachhilfeunterricht deckt mathematische Konzepte ab, die typischerweise die Klassen 1 bis 1 umfassen.

Acadly – ​​Intelligente Nachhilfe durch Mathe-Spiele

Basierend auf den spezifischen Bedürfnissen der Schüler kann der Chatbot interaktive Spiele, individuelle Übungsaufgabensätze, Mini-Lektionen mit strukturierten Hinweisen und Anleitungen sowie ausgearbeitete Beispiele zur Festigung von Konzepten empfehlen. Ziel ist es, Lernen mit Engagement und Motivation in Einklang zu bringen. Durch die Nutzung von Gesprächen in natürlicher Sprache und Simulationen menschlicher Nachhilfestrategien bietet Acadly einen KI-Mathebegleiter, der jederzeit zugänglich ist. Es kann zwar nicht vollständig sein den Menschen ersetzen Lehrern modelliert das System die Vorteile von Einzelunterricht, der auf jeden Lernenden zugeschnitten ist.

Hauptmerkmale

  • KI-gestützter Konversations-Chatbot für den Mathematikunterricht
  • Mathematiklernen durch spannende Spiele, Übungen und Lektionen in Byte-Größe
  • Erkennt die Arbeit der Studierenden an und gibt individuelles Feedback

Vorteile:

  • Kombiniert Mathematiklernen mit unterhaltsamem Gameplay für mehr Engagement
  • Immer verfügbare Mathe-Unterstützung, Übung und Motivation
  • Modelle natürlicher Konversations-Mathe-Nachhilfe

Nachteile:

  • Der Inhalt ist derzeit auf grundlegende Mathematikkenntnisse beschränkt
  • Kann nicht vollständig ersetzt werden menschlicher Lehrer die Vermittlung von Kompetenzen,

15 Maple-Rechner – Intelligenter Online-Rechner

Ahorn-Rechner ist ein intelligenter Online-Rechner, der mithilfe künstlicher Intelligenz Schritt-für-Schritt-Lösungen für mathematische Probleme bereitstellt. Es deckt ein breites Themenspektrum ab, darunter Algebra, Trigonometrie, Analysis, Ableitungen, Integrale und mehr. Das Tool akzeptiert eingegebene mathematische Ausdrücke und gibt detaillierte Lösungsschritte zusammen mit begleitenden Diagrammen und Diagrammen zurück, um das Verständnis zu erleichtern. Es soll den Schülern helfen, Konzepte zu visualisieren.

Maple-Rechner – Intelligenter Online-Rechner

Maple Calculator verwendet symbolische KI-Berechnungen gepaart mit mathepädagogischen Prinzipien, um Lösungen in leicht verständliche Schritte zu unterteilen, die auf der Ebene des Schülers erklärt werden. Ziel ist es, die Beherrschung durch Übung zu fördern und den Schülern sofort Orientierung zu geben, wenn sie Schwierigkeiten haben oder nicht weiterkommen.

Während der Basisrechner kostenlos ist, erfordern Premiumfunktionen wie zusätzliche Problemtypen, Anpassungen und fachmännisch erläuterte Schritte erschwingliche kostenpflichtige Abonnements ab 2.99 $ pro Monat. Insgesamt bietet Maple Calculator einen KI-gestützten Mathematikassistenten zur Ergänzung des Lernens.

Hauptmerkmale

  • Schritt-für-Schritt-Erklärungen zu KI-gestützten Mathematikproblemen
  • Interaktive Grafiken und Visualisierungen
  • Intuitiv auf Benutzerschulung ausgerichtet

Vorteile:

  • Hilft beim Aufbau konzeptioneller mathematischer Intuition
  • Jederzeit zum selbstbestimmten Üben verfügbar
  • Reduziert den Bedarf an Einzelunterricht

Nachteile:

  • Mögliche Überabhängigkeit ohne Anleitung
  • Für erweiterte Funktionen ist ein kostenpflichtiger Zugriff erforderlich

Online-Vergleichstabelle zu den besten KI-Tools für den Mathematikunterricht

WerkzeugHauptvorteilKostenlos VersionBezahlversionIdeal geeignet für
PhotomathSofortige Lösung mathematischer ProblemeBegrenzte NutzungPremium-AbonnementHausaufgabenhilfe
DesmosInteraktiver GrafikrechnerVoller ZugriffFreiMathematische Visualisierung
GeoGebraMathematik- und MINT-VisualisierungBegrenzte VersionBezahlte PlattformInteraktives Mathematiklernen
MaplesoftSymbolische BerechnungTrial VersionKostenpflichtige LizenzMathematikkurse auf höherem Niveau
MatificSpielbasierte GrundmathematikTrial VersionSchulabonnementFrühe mathematische Konzeptentwicklung
Khan AcademyVideo-Lektionen und ÜbungenVollständiger BibliothekszugriffFreiSelbstgesteuerte Überprüfung
UNTERSTÜTZUNGENAdaptive MathematikaufgabenBegrenzte VersionSchulabonnementPersonalisierte Mathe-Hausaufgaben
FischbaumLehrplan für adaptive KINeinSchullizenzierungPersonalisierte Mathematikkurse
ALEKSAdaptive MathematikpraxisBegrenzte TestversionSchullizenzierungDifferenzierte Mathematikpraxis
Microsoft Math SolverKI-gestützte ProblemlösungFree AccessFreiGeführte Mathematikpraxis
SymbolabErweiterter mathematischer ProblemlöserBasiszugriffBezahltes AbonnementGezieltes Mathematiklernen
Ahorn-RechnerIntelligenter Online-RechnerBasiszugriffBezahltes AbonnementMathematik intuitiver gestalten

Zusammenfassung

KI verfügt über ein enormes, größtenteils ungenutztes Potenzial, das Lehren und Lernen von Mathematik in Online-Umgebungen deutlich zu verbessern, wie diese vielfältigen Tools deutlich belegen. Die Vorteile für Lehrer und Schüler sind enorm und reichen von der Bereitstellung individueller, adaptiver Nachhilfe rund um die Uhr bis hin zur Automatisierung von Benotung und Beurteilung. Auch wenn sie immer unverzichtbar sein werden, können menschliche Lehrer dank KI-Bildungstechnologien mehr Zeit darauf verwenden, ansprechende, erlebnisreiche Unterrichtsstunden zu erstellen, die auf jeden Schüler zugeschnitten sind. Die weiterhin rasante Entwicklung der KI wird zweifellos neue Wege zur Verbesserung der globalen Zugänglichkeit, des Engagements und der Effektivität einer hervorragenden virtuellen Mathematikausbildung eröffnen.

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Damir ist Teamleiter, Produktmanager und Redakteur bei Metaverse Post, behandelt Themen wie KI/ML, AGI, LLMs, Metaverse und Web3-bezogene Felder. Seine Artikel ziehen jeden Monat ein riesiges Publikum von über einer Million Nutzern an. Er scheint ein Experte mit 10 Jahren Erfahrung in SEO und digitalem Marketing zu sein. Damir wurde in Mashable, Wired, Cointelegraph, The New Yorker, Inside.com, Entrepreneur, BeInCrypto und andere Publikationen. Als digitaler Nomade reist er zwischen den Vereinigten Arabischen Emiraten, der Türkei, Russland und der GUS. Damir hat einen Bachelor-Abschluss in Physik, der ihm seiner Meinung nach die Fähigkeiten zum kritischen Denken vermittelt hat, die er braucht, um in der sich ständig verändernden Landschaft des Internets erfolgreich zu sein. 

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Damir Jalalow
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Damir ist Teamleiter, Produktmanager und Redakteur bei Metaverse Post, behandelt Themen wie KI/ML, AGI, LLMs, Metaverse und Web3-bezogene Felder. Seine Artikel ziehen jeden Monat ein riesiges Publikum von über einer Million Nutzern an. Er scheint ein Experte mit 10 Jahren Erfahrung in SEO und digitalem Marketing zu sein. Damir wurde in Mashable, Wired, Cointelegraph, The New Yorker, Inside.com, Entrepreneur, BeInCrypto und andere Publikationen. Als digitaler Nomade reist er zwischen den Vereinigten Arabischen Emiraten, der Türkei, Russland und der GUS. Damir hat einen Bachelor-Abschluss in Physik, der ihm seiner Meinung nach die Fähigkeiten zum kritischen Denken vermittelt hat, die er braucht, um in der sich ständig verändernden Landschaft des Internets erfolgreich zu sein. 

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