@book {, title = {Generative AI Chatbots for relf-regulated learning while balancing cognitive load: perceptions, interaction patterns, and instructional designs in K-12 learning}, series = {DuEPublico - Dissertationen}, year = {2025}, publisher = {University of Duisburg Essen}, organization = {University of Duisburg Essen}, address = {Essen}, abstract = {

Lernende haben heute Zugang zu einer Vielzahl von Werkzeugen, die selbstreguliertes Lernen (SRL) unterst\ützen \– ein komplexer und oft anstrengender Prozess. SRL kann zu hoher kognitiver Belastung f\ühren, aber auch helfen, diese auszugleichen. Generative K\ünstliche Intelligenz (genKI) in Form von Chatbots ist eine relativ neue, vielseitige Erg\änzung zur Medienumgebung von Lernenden. Sch\üler:innen nutzen sie bereits regelm\ä\ßig f\ür Aufgaben wie Recherche. Es gibt jedoch nur wenig Forschung dar\über, wie Sch\üler:innen genKI-Chatbots w\ährend der Recherche wahrnehmen und mit ihnen interagieren. Ohne zus\ätzliche Anleitung erkennen sie m\öglicherweise nicht alle Potenziale, wie etwa Anpassungsprompts (z.B. \„Sag das einfacher\“, \„Gib mir eine Zusammenfassung\“), die helfen k\önnen, kognitive Belastung auszugleichen, oder die M\öglichkeit des Gespr\ächs, durch das Lernende ihr Verst\ändnis \überwachen und vertiefen k\önnen. Statt mit ihrer Standardkonfiguration und -oberfl\äche eingesetzt zu werden, k\önnen Chatbots so gestaltet werden, dass sie Sch\üler:innen beim Erkennen und Nutzen dieser Potenziale unterst\ützen.

Drei Studien wurden iterativ durchgef\ührt, um Einblicke in die Wahrnehmung von Chatbots durch Sch\üler:innen, ihre Interaktion mit ihnen und unterst\ützende Chatbot-Designs zu gewinnen. Die Pilotstudie untersuchte, wie acht Sch\üler:innen in einem authentischen Unterrichtssetting einen Chatbot zur Recherche nutzten. Es zeigte sich eine gro\ße Bandbreite an Interaktionsstilen, aber auch wiederkehrende Muster, etwa dass Prompts zur Anpassung selten genutzt wurden. In Studie 1 wurde daher eine Unterst\ützung zur Nutzung solcher Prompts als\ value-added design\ getestet. 106 Sch\üler:innen der 9. und 10. Klasse f\ührten eine 20-min\ütige Recherche mit einem Chatbot (ChatGPT-3.5) durch. Die Experimentalgruppe (EG) erhielt Tipps zu Anpassungsprompts und ein Interface mit Vorschl\ägen und Sprachoptionen. Die EG verwendete tats\ächlich doppelt so viele Anpassungsprompts, w\ährend ein Drittel der Kontrollgruppe (KG) keinen einzigen nutzte. Die EG zeigte mehr SRL-Verhalten, z. B. durch mehr Anpassungen, Folgefragen und weniger themenfremden Chat. Beide Gruppen bewerteten den Chatbot als leicht bedienbar und sch\ätzten ihre Selbstwirksamkeit hoch ein \– trotz begrenzter Vorerfahrung. Da dies darauf hindeuten k\önnte, dass sie zu wenig Anstrengung investierten und zu viel des Lernprozesses an den Chatbot auslagerten, wurde in Studie 2 der Chatbot der EG so angepasst, dass er Fragen stellte, um die Sch\üler:innen anzuregen ihr Verst\ändnis zu reflektieren. 71 Sch\üler:innen f\ührten eine 15-min\ütige Recherche mit einem Chatbot (ChatGPT-4o) durch. Die Ergebnisse zeigen, dass die EG in vielen F\ällen auf die Fragen antwortete \– obwohl dies optional war. Wie angenommen nutzte die KG signifikant mehr Anpassungsaufforderungen. Dies wird als mehr Koregulation in der EG und mehr SRL in der KG interpretiert.

Insgesamt nahmen Sch\üler:innen die Chatbots als leicht bedienbar wahr, und es zeigten sich Interaktionsmuster: Sie \übertrugen keine Suchmaschinenstrategien, f\ührten selten Gespr\äche, nutzten das Potenzial der Anpassungsm\öglichkeiten oft nicht und verwendeten den Chatbot haupts\ächlich als Inhaltsgenerator. Niederschwellige Interventionen f\örderten selbst- und koreguliertes Lernen deutlich, doch um kognitive Aspekte wie Belastung, Aufwand oder Lernerfolg signifikant zu beeinflussen, sollten alternative Chatbot-Designs erprobt werden.

}, keywords = {GenAI}, doi = {https://doi.org/10.17185/duepublico/83878}, author = {Maria Klar} }