Die Abwasserwirtschaft zählt zur unverzichtbaren Infrastruktur: Kläranlagen, Kanalisationen und die effiziente Abwasserbewirtschaftung sind für das tägliche Leben essenziell. Dennoch wird der Beruf des Umwelttechnologen für Abwasserbewirtschaftung, in dem bundesweit gerade mal 350 bis 400 neue Auszubildende pro Jahr starten, in seiner Bedeutung oft unterschätzt.

Dieser eher kleine Kreis von Auszubildenden trifft auf einen Beruf, der immer technisierter wird – und altersbedingt viele erfahrene Ausbilder verliert. Damit wächst der Bedarf an digitalen und innovativen Ausbildungswerkzeugen. Und gerade in einer kleinen und oft stigmatisierten Branche wie der Abwasserbewirtschaftung muss die Ausbildung attraktiver und moderner werden, um neue Fachkräfte zu gewinnen.

Um die Ausbildung zukunftsfähig zu gestalten und dem drohenden Fachkräftemangel entgegenzuwirken, entwickelt das InnoVET PLUS-Projekt AZUKIT einen innovativen KI-Tutor für die Ausbildung in der Abwasserwirtschaft.

Ein adaptives Lernsystem für die Praxis

Dieser KI-Tutor bietet den Lernenden individuelle Feedbacks und Hinweise in Echtzeit, passend zum jeweiligen Wissensstand und der aktuellen Aufgabenstellung. Diese unterstützen die Auszubildenden bei der Aufgabenlösung und verweisen auf Lernmaterialien auf der Lernplattform zur Vertiefung.

Ein zentrales Feature des KI-Tutors ist die Simulation von authentischen beruflichen Situationen. Dadurch können Auszubildende auf reale Szenarien im Berufsalltag vorbereitet werden. Ein Beispiel ist der Kanaleinstieg: In dieser Aufgabe müssen Auszubildende nicht nur die richtigen Schritte einhalten, sondern auch auf unvorhergesehene Herausforderungen reagieren, etwa auf schwierige Wetterbedingungen oder andere Sicherheitsrisiken wie auftretende Gase.

Entscheidungskompetenz stärken

Der KI-Tutor simuliert realitätsnahe Arbeitssituationen mit unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden und stärkt so gezielt die Entscheidungskompetenz der Lernenden. In den Szenarien müssen Auszubildende unter wechselnden Rahmenbedingungen handeln: Was passiert, wenn der Kanal durch ein Starkregenereignis überflutet wird? Wie reagiert man auf Gefahren in der Situation richtig? Dabei geht es nicht nur um korrektes Fachwissen, sondern um performantes Entscheiden unter realen Sicherheits- und Zeitbedingungen.

Mehrwert für Auszubildende und Ausbildungspersonal

Der KI-Tutor wird nicht nur als individuelles Lernwerkzeug eingesetzt, sondern bietet auch für schulisches und betriebliches Ausbildungspersonal zahlreiche Vorteile. Die Nachbereitung von Unterrichtseinheiten und die Prüfungsvorbereitung sind zwei der wichtigsten Einsatzszenarien. Der Tutor ermöglicht es den Auszubildenden, die erlernten Inhalte zwischen den Unterrichtseinheiten zu vertiefen und praxisnah anzuwenden. Durch die individualisierte Lernförderung wird jeder Auszubildende nach seinem aktuellen Wissensstand und seinen Lernbedarfe unterstützt.

Das Projektteam denkt dabei konzeptionell auch die Nutzung von Lernstandsinformationen durch Ausbildungspersonal mit. Perspektivisch könnte der KI-Tutor auf dieser Grundlage bei der Lernstandskontrolle und der Qualitätssicherung des Lernprozesses unterstützen. Auch für die Auszubildenden selbst bietet die Darstellung des Lernfortschritts einen klaren Mehrwert, da sie den individuellen Lernstand sichtbar macht und die eigenständige Steuerung des Lernens unterstützt. Der Tutor wird vor allem auf mobile Endgeräte zugeschnitten, soll aber auch am Computer nutzbar sein.

Verlässlichkeit als Trumpf

Hinter dem KI-Tutor steht ein intelligentes tutorielles System (ITS), das auf symbolischer KI basiert. Während viele heutzutage bei „KI“ an maschinelles Lernen oder große Sprachmodelle wie ChatGPT denken, arbeitet der KI-Tutor regel- und wissensbasiert.

Ausblick – Der Weg zur flächendeckenden Nutzung

In den kommenden Monaten wird die Prototyp-Version des KI-Tutors vorgestellt, um das innovative digitale Lernangebot in der Branche zu verbreiten. Das Ziel ist dabei ganz klar die deutschlandweite Einführung in der Ausbildung. Mit dem Bildungszentrum für die Ver- und Entsorgungswirtschaft (BEW) als Projektpartner ist eines der vier überbetrieblichen Bildungszentren in Deutschland bereits mit an Bord. Der Vorteil der kleinen Branche: Nur drei weitere müssen überzeugt werden, um den Einsatz flächendeckend zu ermöglichen. Das Tool soll auch in den beteiligten Berufsschulen eingeführt werden. Erste interessierte Einrichtungen haben sich bereits gemeldet. Um den Einsatz in Ausbildung und Unterricht zu gewährleisten, sind Train-the-Trainer-Maßnahmen in Planung.

Ein Autoren-Tool soll ermöglichen, dass Expertinnen und Experten weiteres Fachwissen in das System integrieren. Damit könnte die Entwicklung weiterer Szenarien erheblich beschleunigt werden. Der KI-Tutor ist damit nicht auf die Abwasserwirtschaft beschränkt, sondern bietet auch das Potenzial für den Transfer in andere technische Berufe.

Fragen, Anregungen und Zusammenarbeit

Das Projektteam ist offen für fachlichen Austausch sowie für die gemeinsame Erprobung und Weiterentwicklung des KI-Tutors gemeinsam mit Wasserfachexpert:innen, Ausbildungspersonal in Schulen und Betrieben, Vertreter:innen der Branche, Prüfungsverantwortlichen sowie Auszubildenden aus dem Bereich der Abwasserbewirtschaftung. Darüber hinaus können Impulse aus weiteren technischen Berufs- und Bildungsbereichen für die Weiterentwicklung des Systems von Interesse sein und einen zusätzlichen inhaltlichen Mehrwert für das Projekt schaffen.

Zentrale Ansprechpartnerin ist:

Darya Padbiarezskaya 
Projektkoordinatorin AZUKIT
inter 3 GmbH - Institut für Ressourcenmanagement
padbiarezskaya@inter3.de
030 34 34 74 47