Künstliche Intelligenz

In Kooperation mit der Wissensfabrik haben wir im Rahmen des IT2School-Projekts vier Unterrichtsmodule zum Thema “Künstliche Intelligenz” entwickelt.

Die Materialien können entweder über das Webangebot der Wissensfabrik bezogen werden oder direkt hier heruntergeladen werden.

Modul KI-B3: Schlag den Roboter

In diesem Modul sammeln die Schülerinnen und Schüler an niederschwelligen Beispielen spielerisch Erfahrungen mit der Funktionsweise und Wirkung von KI-Systemen. Sie schlüpfen dafür in verschiedenen Spielen und „Unplugged“-Aktivitäten in die Rolle einer KI und erfahren die grundlegenden Ideen und Künstlicher Intelligenz.

Gesamtdownload des Moduls

Nach Abschluss des Teilmoduls können die Schülerinnen und Schüler…

• … KI charakterisieren und Beispiele für künstliche Intelligenz aus ihrer Lebenswelt einordnen. (Was ist Künstliche Intelligenz und wo begegnet sie mir?)
• …lernende und klassische KI-Ansätze gegenüberstellen. (Welche unterschiedlichen Ansätze von künstlicher Intelligenz gibt es und wie unterscheiden sie sich?)
• …die grundlegenden Prinzipien von überwachtem, unüberwachtem und verstärkendem Lernen erläutern und gegebenen Problemstellungen passende Ansätze zuordnen. (Wie kann ein Computer lernen?)

Modul KI-B4: Von Daten und Bäumen

In diesem Modul wenden die Schülerinnen und Schüler KI-Methoden (vorwiegend das Lernen von Entscheidungsbäumen) aktiv auf Datenan und analysieren die gesellschaftliche Wirkung von KI-Systemen. Aufbauend auf den niederschwelligen Beispielen, die auch im Modul “Schlag den Roboter” genutzt wurden, schlüpfen die Schülerinnen und Schüler in die Rolle eines Data Scientist und erzeugen mithilfe der freien Software Orange3 Modelle, um datenbasiert Entscheidungen abzuleiten oder Vorhersagen zu treffen. Die Schülerinnen und Schüler setzen damit nicht nur KI-Methoden aktiv ein, sondern lernen auch Berufsperspektiven wie die des Data Scientist kennen und diskutieren die gesellschaftliche Wirkung, die aus dem Einsatz ihrer Modelle resultieren würde.

Gesamtdownload des Moduls

Nach Abschluss des Teilmoduls können die Schülerinnen und Schüler…

• Probleme erläutern, in denen KI gewinnbringend eingesetzt werden kann. (Welche Probleme werden bereits mit KI gelöst?)
• Probleme unter Nutzung von KI-Methoden lösen. (Wie kann ich KI nutzen, um Probleme zu lösen?)
• Konsequenzen aus dem Einsatz von KI-Methoden diskutieren und bewerten. (Welche Konsequenzen hat der Einsatz von KI-Methoden auf uns und unsere Gesellschaft? Wo liegen die Gefahren von KI?)
• Einsatzmöglichkeiten von KI-Methoden als “Werkzeug” bspw. bei der beruflichen Tätigkeit beschreiben. (Wie arbeitet ein Data Scientist? Was kann ich mit KI später (beruflich) machen?)

Modul KI-A1: Die Bananenjagd

In diesem Aufbaumodul schlüpfen die Schülerinnen und Schüler selbst in die Rolle von KI-Entwicklern. Im Gegensatz zu vielen anderen Ansätzen wenden sie dabei nicht nur vortrainierte Modelle an oder setzen existierende Bibliotheken ein, um beispielsweise ihre Daten zu klassifizieren. Stattdessen implementieren die Schülerinnen und Schüler den tatsächlichen Algorithmus, der den Computer “lernen” lässt, in einer blockbasierten Programmiersprache selbst. Damit gestalten die Schülerinnen und Schüler selbst KI-Systeme und durch den Blick “hinter die Kulissen” wird die vermeintliche “Magie” solcher Verfahren demystifiziert.

Gesamtdownload des Moduls

Nach Abschluss des Teilmoduls können die Schülerinnen und Schüler…

• KI-Verfahren für überwachtes, unüberwachtes und verstärkendes Lernen in Snap! umsetzen. (Wie kann ein Computer lernen?)

Modul KI-A2: Mein persönlicher Assistent

In diesem Modul können die Schülerinnen und Schüler selbst einen (einfachen) digitalen Sprachassistenten entwickeln und gestalten. Dazu benötigen sie nur Bastelmaterialien, einen Computer mit Internetzugang und das eigene Smartphone. Das Modul zeigt, dass KI auch als kreatives Werkzeug für persönliche Projekte verwendet werden kann.

Gesamtdownload des Moduls

Nach Abschluss des Teilmoduls können die Schülerinnen und Schüler…

• … KI-Modelle in Anwendungen für intelligente Assistenten nutzen. (Wie kann ich KI nutzen, um einen intelligenten Assistenten zu erschaffen?)
• … die Interaktion zwischen KI-System und menschlichen Nutzern untersuchen und personale sowie gesellschaftliche Implikationen am Beispiel von intelligenten Assistenten erläutern. (Wie interagieren andere Nutzer mit einem von mir geschaffenen KI-System?)
• … Mensch-KI-Interaktionsprozesse gestalten. (Wie müssen intelligente Assistenten für eine natürliche Interaktion gestaltet werden?)
• … beurteilen, welche Daten von einem solchen System für den Betrieb notwendig sind und welche (z.B. aus ethischen Gründen) nicht erhoben werden sollten. (Welche Daten können und sollen von einem solchen System erfasst werden? Was verraten die Daten über mich?)