Im Test: Socratic – die App für Hausaufgaben
Das kennen sicher viele Schüler und Studenten: Einmal im Unterricht kurz abgelenkt gewesen, kurz aus dem Fenster geschaut und schon sitzt man am Nachmittag vor den Hausaufgaben oder der Nachbereitung einer Vorlesung und weiß nicht weiter. Abhilfe schafft seit jüngster Zeit die App „Socratic“: Die Anwendung löst selbst komplizierte Gleichungen, beantwortet Fragen zur Weltgeschichte, zur Grammatik und ist sogar in Astrophysik bewandert. Zauberei? Eher eine ausgeklügelte künstliche Intelligenz. Was die Hausaufgaben-App tatsächlich kann, zeigt Ihnen unser ausführlicher Test.
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Socratic löst Hausaufgaben aus fast allen Fächern
Auf den ersten Blick scheint die App „Socratic“ die wildesten Träume eines jeden Schülers wahr werden zu lassen: Man muss lediglich ein Foto von einer Matheformel schießen und schon präsentiert die App die richtigen Ergebnisse zur Hausaufgabe. Doch Socratic ist mehr als nur ein digitaler Spickzettel. Statt lediglich das Ergebnis anzuzeigen, erklärt die App auch den Lösungsweg und schlägt weitere Recherchequellen für tiefergehende Studien vor. Sie beantwortet Fragen zu Themenbereichen zahlreicher Fächer: Darunter auch Deutsch, Geschichte, Erdkunde, Biologie oder Physik. Statt einer simplen Antwort erhält man umfassende Erläuterungen. Fragen Sie Socratic beispielsweise nach der mittelalterlichen Ständeordnung, sammelt die App passende Suchergebnisse aus dem Web. Gleiches bei einer komplizierten Gleichung aus der Matheklausur, die von der App in kürzester Zeit gelöst wird. Die ursprünglich für iOS konzipierte Hausaufgaben-App hat es zu einer enormen Popularität gebracht. Grund dafür ist nicht zuletzt die Tatsache, dass die App inzwischen auch für Android-Geräte verfügbar ist und nicht mehr nur Englisch, sondern Deutsch, Spanisch, Französisch, Indonesisch und Portugiesisch versteht.
So funktioniert die „Socratic“-App
Socratic findet die Ergebnisse zu Hausaufgaben auf zwei unterschiedlichen Wegen: Zum einen kann man einfach ein Foto von der Frage oder einer Matheaufgabe machen. Dank ihrer ausgefeilten Texterkennung kann die App sogar mathematische Gleichungen mit Wurzeln und Brüchen identifizieren und den Lösungsweg aufschlüsseln. Das funktioniert besonders gut, wenn die Aufgabe in Maschinenschrift vorliegt. Möchte man handschriftliche Fragen oder Aufgaben an die Socratic-App weiterreichen, sollte man auf Schönschrift achten. Andernfalls kann es passieren, dass ähnlich aussehende Buchstaben wie ein „R“ oder ein „K“ verwechselt werden.
Sollte die App eine handschriftliche Frage nicht entziffern können, besteht noch die Möglichkeit, diese manuell einzutippen. Das ist zwar etwas mühselig – besonders bei mathematischen Gleichungen –, hilft aber, wenn man seine unleserlichen, handschriftlichen Notizen aus dem Unterricht oder der Vorlesung später überprüfen möchte.
Grundlage für die künstliche Intelligenz der App sind unzählige Beispiele gelöster Hausaufgaben, die den Datengrundbestand ausmachen, und ein in Kooperation mit Lehrern und Experten ausgearbeiteter Machine-Learning-Algorithmus. Damit bricht die Socratic-App Hausaufgaben auf das jeweils notwendige Grundkonzept herunter, das zur Beantwortung nötig ist, und kann dem Anwender das Lösungsprinzip anhand seiner jeweiligen Beispielaufgaben verdeutlichen. Die App kann sogar mathematische oder physikalische Textaufgaben lösen: Anhand gefilterter Schlagworte wird der Rechenweg ermittelt und mit den jeweiligen Werten vorgeführt. Das folgende Video der Entwickler veranschaulicht dies anhand eines Beispiels:
Zur Anzeige dieses Videos sind Cookies von Drittanbietern erforderlich. Ihre Cookie-Einstellungen können Sie hier aufrufen und ändern. Dank umfassender Community-Features lernt die Hausaufgaben-App auch stetig Neues. So können Lehrer und Schüler aktiv mitarbeiten und den Frage-Antwort-Fundus weiter ausbauen. Inzwischen sind nach eigenen Angaben der Entwickler bereits über 350.000 Fragen aus 21 Fächern bzw. Themenfeldern beantwortet. Die getestete Android-App lässt jedoch eine Speicher- und Archivfunktion für bereits gestellte Fragen vermissen. Möchte man später nochmal auf einen früheren Lösungsweg zugreifen, bleibt nur, die Frage erneut zu fotografieren bzw. einzutippen. Wie gut der zugrundeliegende Algorithmus wirklich funktioniert, zeigt unser ausführliche Test in drei Unterrichtsfächern.
Socratic: So gut löst die Hausaufgaben-App Mathe-, Geschichts- und Englischaufgaben
Mathematik
Gleich in der „ersten Stunde“ steht das von vielen Schülern gefürchtete Fach Mathematik auf dem Stundenplan des Socratic Härtetests. Dabei zeigt Socratic, dass es Mathehausaufgaben aller Art akkurat lösen kann: Ob einfache Additionen oder komplexe Gleichungen, die Hausaufgaben-App hat alle Aufgaben im Test korrekt gelöst und zudem einen detaillierte Beschreibung des Lösungsvorgangs geliefert. Lediglich in der deutschen Sprachversion waren zum Testzeitpunkt nicht alle Lösungswege vollständig übersetzt. So lagen vereinzelt Beschreibungen nur auf Englisch vor, was den durchweg positiven Eindruck des Inhalts jedoch kaum trübt.
Mit einer Beispielgleichung des mittelalterlichen Mathematikers al-Chwarizmi (latinisiert: Algorismi), von dessen Namen sich der heutige Begriff „Algorithmus“ ableitet, sollte die Qualität der Mathefunktion überprüft werden: Bereits um das Jahr 825 stellte der iranische Universalgelehrte sechs unterschiedliche Typen quadratischer Wurzeln auf. Eines dieser Schemata lautet „x² + bx = c“. Gesucht ist jeweils das „x“. Mit konkreten Werten gefüllt, könnte die Gleichung folgendermaßen aussehen: „x² + 10x = 39“. Fotografiert man diese Gleichung mit der Socratic-App erhält man wenige Sekunde später die richtige Lösung: x = 3 bzw. x = -13 und dazu den Lösungsweg. Das folgende YouTube-Video der App-Entwickler zeigt noch ein weiteres Beispiel – mit der Texterkennung einer handschriftlich formulierten Aufgabe:
Zur Anzeige dieses Videos sind Cookies von Drittanbietern erforderlich. Ihre Cookie-Einstellungen können Sie hier aufrufen und ändern. Socratic ist ein echtes Mathematik-Genie. Von simplen Rechnungen bis hin zu komplexen Gleichungen hat die App den Mathetest vollends bestanden.
Geschichte
Kaum erholt vom Grübeln über mathematische Gleichungen ist in der zweiten Stunde Geschichte dran. Ob sich die künstliche Intelligenz der Hausaufgaben-App auch in den Geisteswissenschaften auskennt? Das bloße Erkennen bzw. „Verstehen“ der Frage funktioniert jedenfalls ähnlich zuverlässig wie bei Matheaufgaben – die Präsentation der Lösungen unterscheidet sich hingegen: Fragt man Socratic beispielsweise, wann das Mittelalter begann, sucht die App unterschiedliche, mehr oder minder zuverlässige Quellen im Netz, um die Frage zu beantworten. Unabhängig von der Qualität der Quellen ist das Vorgehen vorbildlich: Schließlich werden auch in der Geschichtswissenschaft unterschiedliche Quellen zurate gezogen. Die Qualität der Quelle einzuschätzen, bleibt jedoch Aufgabe des Anwenders.
Die Antworten stammen oft von der Community-Plattform „Yahoo! Clever“ oder aus der eigenen community-basierten Fragen-Datenbank von Socratic. Doch auch passende Auszüge aus Wikipedia findet die App mühelos. Mitunter sind auch weniger brauchbare Seiten in der Auswahl, die teilweise nicht für mobile Endgeräte optimiert sind. Das erschwert die Recherche. Ist absolut nichts Brauchbares dabei, bietet Socratic immerhin einen Verweis auf Google an und fügt die Frage in die Suchmaske der beliebten Suchmaschine ein. So kann man aus der App heraus auch selbstständig weiterrecherchieren.
Mit Abstrichen ist die Socratic-App auch für Geschichte zu gebrauchen. Allerdings funktioniert die App bei den im Test erprobten Fragen eher wie eine Suchmaschine mit Texterkennungsfunktion. Praktisch ist das trotzdem.
Sprachen: Deutsch und Englisch
Bleibt noch zu klären, ob Socratic auch ein Sprachtalent hat und für Fächer wie Englisch oder Deutsch in Frage kommt. In diesen Fächern ist besonders interessant, ob die Hausaufgaben-App auch Aufgaben versteht und Lösungswege anbieten kann, die nicht direkt als Frage, sondern als Aufforderung formuliert sind. Ein Beispiel aus dem klassischen Grammatikunterricht in unteren Jahrgangsstufen:
1. Unterstreiche in dem folgenden Satz Subjekt (rot) und Prädikat (blau):
Peter kaufte sich gestern einen neuen Computer.
Fotografiert man eine solche Aufgabe, sind die Ergebnisse ernüchternd: Socratic scheint die Anfrage lediglich wie eine Suchmaschine als gewöhnliche Longtail-Suchanfrage zu behandeln. Dementsprechend bekommt man wenig hilfreiche Webergebnisse eingeblendet: Das Brauchbarste war noch ein allgemeingehaltener Artikel über Satzglieder. Zugegeben: Die Frage ist doppelt gemein gewesen, da das Fach Deutsch offiziell (noch) nicht als zur App kompatibles Fach gelistet wird. Besser funktionieren aber auch auf Deutsch klassische Fragen zur Grammatik. Fragt man Socratic beispielsweise: „Was ist ein Prädikat?“, zeigt die Hausaufgaben-App an erster Stelle Informationen aus dem entsprechenden Wikipedia-Artikel an – immerhin!
Erwartungsgemäß versteht Socratic Hausaufgaben aus dem Fach Englisch besser als solche aus dem Fach Deutsch. Die Aufgabe: „Underline the verb in the following sentence“ (Unterstreiche das Verb in dem folgenden Satz), bringt in der Socratic-App unter anderem eine Definition von Verben und eine zumindest ähnliche Frage-Antwort-Kombination aus der Datenbank von socratic.org hervor. Damit lässt sich in jedem Fall arbeiten.
Bei Fächern wie Deutsch oder Englisch ist anders als bei mathematischen Aufgaben deutlich mehr Eigeninitiative des Anwenders notwendig: Zwar versteht die künstliche Intelligenz die Fragen und erkennt halbwegs, auf welches Wissen es bei der Beantwortung ankommt, doch die angezeigten Informationen muss der Anwender noch selbst filtern.
Socratic: Die App – ihre Stärken und Schwächen im Überblick
Die Beispiele aus unserem Test der Socratic-App zeigen, dass es ganz auf die Frage und das Fach ankommt, ob eine Aufgabe von der künstlichen Intelligenz vollständig gelöst werden kann. Während die App Matheaufgaben und naturwissenschaftliche Fragen relativ akkurat beantwortet, hapert es bei Geistes- und Sprachwissenschaften noch ein bisschen – vor allem im Fach Deutsch, das allerdings auch noch nicht als unterstütztes Fach auf der Website von Socratic gelistet wird. Dennoch: Die angezeigten Recherche-Ergebnisse reichen auch bei diesen Fachgebieten aus, um mit ein bisschen Eigeninitiative selbst auf die konkrete Lösung zu kommen. Zudem lernt die künstliche Intelligenz der App dank einer großen Community, die ständig neue Fragen und Antworten liefert, schnell dazu und schließt so via Machine-Learning bestehende Wissenslücken.
Stichwort „Eigeninitiative“: Bei der Hausaufgaben-App besteht trotz aller Bemühungen der Entwickler, Lösungswege auch zu erklären, die Gefahr, dass Schüler die detaillierte Aufzeichnung von Lösungswegen für schnelle Abschriften missbrauchen, ohne dabei Bemühungen anzustellen, die Aufgabenstellung methodisch zu verstehen. Insofern könnte man es der Socratic-App fast als Pluspunkt anrechnen, in geisteswissenschaftlichen Fächern komplexe Fragen nicht auf allzu simple Antworten herunterzubrechen.
Eltern sollten ihren Kindern einen verantwortungsvollen Umgang mit Socratic beibringen. Einfach den Lösungsweg abschreiben, wird sich spätestens in der Klassenarbeit rächen. Für Eltern selbst kann die Hausaufgaben-App ein nützliches Kontroll- und Korrekturinstrument sein, wenn sie abends über die Hausaufgaben der Kinder schauen.
Letztlich bleibt ein überwiegend sehr positiver Eindruck bestehen: Die Texterkennung funktioniert bei Maschinenschrift äußerst präzise und erkennt sogar kurze und sehr sauber geschriebene handschriftliche Fragen. Inzwischen ist die App auch für Android verfügbar, sodass die allermeisten Smartphone-Nutzer Zugang haben. Zum Abschluss noch einmal die Vor- und Nachteile im tabellarischen Überblick:
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| Verfügbar für iOS und Android | Weniger präzise Antworten bei geisteswissenschaftlichen und sprachlichen Fächern |
| Datenbank umfasst bereits über 350.000 Fragen | App könnte zum Schummeln verleiten |
| Derzeit 21 offiziell verfügbare Fächer | Keine Speicher- und/oder Archivfunktion für bereits gestellte Fragen |
| Gute Texterkennung via Smartphone-Kamera | Vor allem bei Webergebnissen auch viele unbrauchbare Quellen (Website offline, nicht für mobile Geräte optimiert etc.) |
| Zusätzlich manuelle Eingabe von Fragen möglich | |
| Sehr präzise Lösungswege für Mathematikaufgaben und naturwissenschaftliche Fragestellungen | |
| Große Community liefert stetig neue Fragen und Antworten | |
| Auch für Eltern bestens als Korrekturwerkzeug geeignet |