BRAINCON2: Ein skalierbares, KI-gestütztes Lernsystem entsteht – Erfahrungen aus einem geförderten Bildungsprojekt

Wie wir ein mobiles, interoperables Lernsystem entwickelt haben – und was wir dabei gelernt haben 
Ein Erfahrungsbericht zur Umsetzung eines BMBF-Förderprojekts im Bildungsbereich 

Einleitung: Bildung neu denken – technologieoffen, interoperabel und skalierbar 

Bildungssysteme stehen unter hohem Innovationsdruck: 
Die Anforderungen an Lernplattformen wachsen – technisch, didaktisch und organisatorisch. Lernangebote sollen orts- und geräteunabhängig funktionieren, sich an individuelle Lernwege anpassen und gleichzeitig in übergeordnete Plattformstrukturen integrierbar sein. 

Diese Herausforderungen waren für uns Anlass, BRAINCON2 zu starten: 
Ein gefördertes Entwicklungsprojekt mit dem Ziel, ein mobiles, cloudbasiertes Lernsystem zu realisieren, das sowohl technologisch als auch didaktisch neue Wege geht. Unterstützt wurde das Vorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderlinie zur Nationalen Bildungsplattform. 

Die Ausgangsfrage: Wie muss ein zukunftsfähiges Lernsystem heute gebaut sein? 

Unsere zentrale Fragestellung: 
Wie schaffen wir ein System, das sowohl skalierbar als auch anschlussfähig an föderale Bildungsstrukturen ist – und gleichzeitig echten didaktischen Mehrwert bietet? 

Unsere Anforderungen waren dabei hoch: 

• Technologisch wollten wir auf offene, moderne und wartbare Architekturen setzen. 

• Didaktisch sollte das System kollaboratives, adaptives und selbstgesteuertes Lernen fördern. 

• Organisatorisch musste es flexibel genug sein, um verschiedene Bildungskontexte bedienen zu können. 

Der technologische Unterbau: neue Wege mit Flutter, Keycloak und Kubernetes 

Flutter als Framework für maximale Geräteunabhängigkeit 

Wir entschieden uns früh, den Client mit Flutter umzusetzen – eine Cross-Plattform-Technologie, die es erlaubt, mit einer Codebasis Anwendungen für Web, Android, iOS und Desktop zu erstellen. 
Diese Entscheidung war mutig, da Flutter zu Projektbeginn im Bildungskontext wenig verbreitet war. Rückblickend war es jedoch die richtige Wahl: 

• Sie ermöglichte eine einheitliche Codebasis, 

• vereinfachte die Wartung, 

• und erhöhte die Konsistenz über alle Plattformen hinweg. 

Keycloak für datensouveräne Authentifizierung 

Ein weiteres zentrales Element war die Integration von Keycloak als Identity- und Access-Management-Lösung. 
Damit konnten wir eine prototypische Anbindung an die Open-Beta-Schnittstellen des Nationalen Bildungsraums realisieren – inklusive pseudonymisiertem Login und rollenbasiertem Zugriff auf Inhalte. 
Die Architektur ist so vorbereitet, dass eine spätere produktive Anbindung jederzeit möglich ist. 

Kubernetes: Infrastruktur mit Weitblick 

Unsere Services wurden vollständig containerisiert und in einer Kubernetes-Umgebung orchestriert. 
Das erlaubt uns: 

• automatische Skalierung bei wachsender Nutzung, 

• einfache Updates durch Continuous Deployment, 

• und die Möglichkeit, einzelne Systemkomponenten unabhängig voneinander weiterzuentwickeln. 

Funktionale Highlights: Von kollaborativem Lernen bis hin zu KI-gestützter Content-Erstellung 

Kollaboration: Lerngruppen, geteilte Inhalte und Gruppenprozesse 

Ein zentrales Ziel war die Abbildung von Peer-Learning-Szenarien: 
Lernende sollten die Möglichkeit erhalten, gemeinsam Inhalte zu erstellen, zu kommentieren und zu nutzen. 
Wir entwickelten dafür: 

• ein Gruppen- und Rollenkonzept, 

• ein Freigabesystem für Inhalte, 

• sowie kollaborative Editierfunktionen. 

Prüfungsmodul: Digital, sicher, skalierbar 

Das integrierte Prüfungsmodul erlaubt die Erstellung und Durchführung strukturierter digitaler Tests. 
Geplant war ursprünglich eine produktive Anbindung an eine Bildungs-Wallet – diese konnte aufgrund externer Einschränkungen nicht realisiert werden. 
Die Schnittstelle ist jedoch vorbereitet und kann nachträglich aktiviert werden. 

Der große Innovationsschritt: ein KI-gestützter Editor 

Ein absolutes Highlight war die Integration generativer KI in unseren Editor. 
Lehrkräfte können damit: 

• Inhalte aus PDFs, Fachtexten oder bestehenden Aufgaben importieren, 

• über ein KI-Modul automatisch didaktisierte Aufgaben generieren lassen (z. B. Multiple Choice, Lückentexte), 

• und diese direkt im System weiterbearbeiten oder veröffentlichen. 

Der Editor verbindet technische Effizienz mit didaktischer Kontrolle – ein echter Fortschritt in der Erstellung digitaler Lerninhalte. 

Erkenntnisse aus der Umsetzung 

Was gut funktioniert hat 

• Die Kombination aus neuen Technologien und modularem Aufbau war goldrichtig. 

• Der konsequente Fokus auf Schnittstellen und Interoperabilität macht das System anschlussfähig. 

• Die Entscheidung, KI nicht als Add-on, sondern als integralen Bestandteil zu begreifen, war entscheidend für den späteren Mehrwert. 

Was wir gelernt haben 

• Abhängigkeiten von externen Betas (z. B. Wallet-Systeme) bergen Risiken – sie sollten nur optional geplant werden. 

• Experimentelle Entwicklung braucht Zeitpuffer – das haben wir anfangs unterschätzt. 

• Förderprojekte profitieren von mutigen Entscheidungen, aber brauchen auch eine gewisse Flexibilität im Plan. 

Wie es weitergeht – Verwertung und Transfer 

Der BRAINCON2-Prototyp wird aktuell in unser kommerzielles System überführt. 
Geplant ist: 

• die produktive Nutzung des KI-gestützten Editors, 

• die Weiterentwicklung des Prüfungssystems, 

• sowie der Transfer der technischen Komponenten in bestehende Lernplattformstrukturen. 

Die Architektur, die Schnittstellenlogik und die Erfahrung mit der Integration generativer KI können als Modell für technologische Entwicklungen im Bildungsbereich dienen – insbesondere für Projekte, die: 

• mit verteilten Cloud-Architekturen arbeiten, 

• eigene Plattformlösungen aufbauen oder modernisieren, 

• oder NBP-kompatible Schnittstellen und Authentifizierungsprozesse integrieren wollen. 

Auch für andere Fördervorhaben, die Technologien wie Flutter, Keycloak oder Kubernetes erproben möchten, bietet BRAINCON2 wertvolle Erkenntnisse zur Machbarkeit und Skalierbarkeit. 

Ein echtes Highlight: Die Projektvorstellung im BMBF 

Ein besonderer Moment zum Abschluss des Projekts war die Einladung zur abschließenden Fachkonferenz des BMBF in Berlin. 
Im Rahmen eines Gallery Walks im Ministerium präsentierten wir unser Projekt anhand eines gestalteten Posters und einer Live-Demo des Prototyps. 

Der direkte Austausch mit Vertreter:innen des BMBF, dem Projektträger und den anderen geförderten Teams war für uns hochgradig inspirierend. 
Es war nicht nur eine schöne Bestätigung der geleisteten Arbeit, sondern auch ein starkes Signal, dass der Bedarf an realisierten, anschlussfähigen Bildungsinnovationen hoch ist – und dass wir mit BRAINCON2 genau hier einen Beitrag leisten konnten. 

Fazit: Was bleibt vom Projekt BRAINCON2? 

BRAINCON2 war für uns mehr als ein Technologieprojekt. 
Es war ein Praxistest für viele Fragen, die aktuell in der Bildungsdigitalisierung diskutiert werden – von Interoperabilität über KI bis hin zu Plattformstrategien. 

Wir haben gelernt, dass mutige Entscheidungen belohnt werden – wenn man bereit ist, unterwegs dazuzulernen. 
Und dass echte Innovationssprünge entstehen, wenn Technologie nicht Selbstzweck ist, sondern funktional, offen und didaktisch begründet gedacht wird. 

Wir danken dem BMBF für die Förderung, dem Projektträger für die Begleitung – und allen, die Bildung neu denken wollen. 
Der Weg geht weiter – mit realen Anwendungen, neuen Partnerschaften und viel Lust auf Weiterentwicklung.