Effects of Adaptive Feedback Bots in the Simulated Classroom on Procedural Professional Knowledge (FiSK)

University teacher education combines the transmission of theoretical knowledge with practice-oriented elements; at the same time, closer integration of theory and practice continues to be discussed as a goal. Simulated learning environments offer the opportunity to embed knowledge in authentic situational contexts and to foster practical skills. The “Simulated Biology Classroom” (SKRBio) was developed to simulate interactions between (prospective) biology teachers and students. In this digital learning environment, teacher education students interact with virtual students whose responses are based on individual ability and trait profiles. Analyzing the students’ responses allows for insights into their procedural subject-specific, subject-didactic, and pedagogical knowledge. The project expands the Simulated Biology Classroom (SKRBio) to include an AI-based feedback system that provides adaptive feedback on the students’ actions. The objectives are to (1) develop a theory-based feedback system, (2) integrate it into the simulation, (3) investigate its learning-promoting effects, (4) expand its application to other subject areas, and (5) establish its use in university teaching. Effectiveness was examined in seven experimental studies using a pretest-intervention-posttest design.The effectiveness was examined in seven experimental studies using a pretest-intervention-posttest design. Overall, the assessments were conducted in the subject areas of evolution, experimentation, and argumentation. The chatbot was not used in all seven studies. The available datasets do not contain any information on the teacher candidates’ use of the chatbot. The results provide insights into which factors promote or hinder teacher candidates’ diagnostic skills and contribute to the further development of digital learning environments in teacher education. Die universitäre Lehramtsausbildung verbindet theoretische Wissensvermittlung mit praxisorientierten Elementen; zugleich wird eine stärkere Verzahnung von Theorie und Praxis weiterhin als Desiderat diskutiert. Simulierte Lernumgebungen bieten hier die Möglichkeit, Wissen in authentische Handlungssituationen einzubetten und praxisnahe Kompetenzen zu fördern. Zur Simulation von Interaktionen zwischen (angehenden) Biologielehrkräften und Schülerinnen und Schülern wurde der „Simulierte Klassenraum Biologie“ (SKRBio) entwickelt. In dieser digitalen Lernumgebung interagieren Lehramtsstudierende mit virtuellen Schülerinnen und Schülern, deren Antworten auf individuellen Fähigkeits- und Eigenschaftsprofilen basieren. Die Analyse der Reaktionen der Studierenden erlaubt Rückschlüsse auf ihr prozedurales fachliches, fachdidaktisches und pädagogisches Wissen. Das Projekt erweitert den simulierten Klassenraum für Biologie (SKRBio) um ein KI-basiertes Feedbacksystem, das adaptive Rückmeldungen zu den Handlungen der Studierenden gibt. Ziel ist es, (1) ein theoriegeleitetes Feedbacksystem zu entwickeln, (2) dieses in die Simulation zu integrieren, (3) dessen lernförderliche Effekte zu untersuchen, (4) die Anwendung auf weitere Themenbereiche auszuweiten und (5) den Einsatz in der universitären Lehre zu verstetigen. Die Wirksamkeit wurde in sieben experimentellen Studien im Pretest-Intervention-Posttest-Design untersucht. Insgesamt wurden die Erhebungen in den Themenbereichen Evolution, Experimentieren und Argumentieren durchgeführt. Der Chatbot wurde nicht in allen sieben Studien eingesetzt. Die vorliegenden Datensätze enthalten keine Informationen zur Nutzung des Chatbots durch die Lehramtsstudierende. Die Ergebnisse liefern Hinweise darauf, welche Faktoren die Diagnosefähigkeit von Lehramtsstudierenden fördern oder hemmen, und tragen zur Weiterentwicklung digitaler Lernumgebungen in der Lehrkräftebildung bei.