Unterrichtsmaterialien Künstliche Intelligenz: Ganze Werke Seite 1/1
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Informatik
Gymnasium
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Gesamtwerk
Einheit: Maschinelles Lernen mit neuronalen Netzen
Diese Einheit zum maschinellen Lernen mit neuronalen Netzen spannt fächerübergreifend und praxisbezogen, ausgehend von einer intelligenten Smartphone-App, den Bogen vom menschlichen Lernen und Gehirn bis hin zur Modellierung künstlicher neuronaler Netze. Versetzen Sie Ihre Lernenden in die Lage, maschinelles Lernen in ihrem Alltag zu erkennen und zu verstehen. An Beispielen und Gedankenexperimenten erwerben sie Praxiswissen und theoretische Grundlagen zu Funktionsweise, Modellen und elementaren Algorithmen künstlicher neuronaler Netze. Mit interaktiven LearningApps erweitern sie die Kenntnisse. So vermitteln Sie Ihrer Klasse optimale, breitgefächerte Kompetenzen zu intelligenten Apps mit neuronalen Netzen.
Gesamtwerk
Einheit: Prinzip, Erstellung und Manipulation von Pixelgrafiken
In dieser Einheit erfahren die Lernenden mehr über die Technik hinter Bilddarstellungen mit Pixeln auf Monitoren, den Bildaufbau von Raster- bzw. Pixelgrafiken, das RGB-Farbschema sowie den Zusammenhang zu Bits und Bytes. Dabei erstellen sie nicht nur kreativ eigene Pixelgrafiken, sondern hinterfragen auch kritisch die Wirkung von Auflösungen, Bildbearbeitungen und Fotofiltern. Schließlich erkunden sie die Unterschiede zwischen der additiven und subtraktiven Farbmischung mit dem RGB- und CMYK-Farbschema in digitalen Bildern und dem Farbdruck.
Gesamtwerk
Einheit: Erstes Arbeiten mit Entscheidungsbäumen
Die Ampel ist grün – ich kann über die Straße gehen. Wenn heute die Sonne scheint und ich früh nach Hause komme, dann kann ich noch in die Eisdiele gehen. Entscheidungen im Alltag werden abgewägt, nachdem die Bedingungen durchdacht, Handlungsspielräume erst hinsichtlich möglicher Folgen überprüft wurden. Oft dient dabei eine einfache wenn-dann-Bedingung als sinnstiftendes Element um eine Handlung spontan durchzuführen. In dieser einführenden Unterrichtseinheit setzt sich Ihre Klasse mit einfachen Algorithmen auseinander, die in Entscheidungsbäumen eingebettet sind. Dabei lernen die Schüler Entscheidungsbäume auszulesen und zu erstellen.
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Gesamtwerk
Was ist künstliche Intelligenz?
Künstliche Intelligenz umgibt uns bereits heute überall in unserem Alltag. Auch Kindern ist unter anderem klar, dass „Alexa“ nicht einfach irgendein Mädchenname ist, sondern sie mit dieser Ansprache beispielsweise ihre Lieblingsmusik abspielen können. Die Entwicklung unserer Gesellschaft zu einer Mediengesellschaft, die zunehmend von künstlicher Intelligenz geprägt wird, macht Medienbildung zu einem wichtigen Bestandteil allgemeiner Bildung. Ziel dieser Unterrichtseinheit ist die Einführung und erste reflektierte Auseinandersetzung mit künstlicher Intelligenz. Ihre Klasse gewinnt einen Überblick über vorhandene Einsatzgebiete und beleuchtet diese kritisch.
Gesamtwerk
Einheit: Künstliche Intelligenz und ihr Nutzen
Kühlschränke, die fehlende Lebensmittel einkaufen, Spracherkennung, die nahezu jede Frage beantwortet oder zum Konsumentengeschmack passende Musik vorschlägt, oder Saugroboter, die unsere Arbeit übernehmen. All diese Smarthome-Beispiele funktionieren wegen ihrer künstlichen Intelligenz.. Aber was ist überhaupt künstliche Intelligenz? In dieser einführenden Unterrichtseinheit setzt sich Ihre Klasse mit der künstlichen Intelligenz auseinander und gewinnt einen ersten Überblick über vorhandene Einsatzgebiete. Dabei sollen diese auch kritisch beleuchtet werden.
Gesamtwerk
Einheit: Menschliches und maschinelles Lernen
Wie lernen wir und was unterscheidet menschliches von maschinellem Lernen? Ausgehend von einer Alltagsgeschichte beschäftigen sich die Lernenden mit Beispielen des Lernens sowie Lernstrategien und definieren den Begriff „Lernen“. Ihre Klasse beschäftigt sich anschließend mit dem menschlichen Lernen durch Sinneswahrnehmungen sowie durch Ordnen und überträgt diese Lernmethoden auf das maschinelle Lernen (supervised learning, unsupervised learning, reinforcement learning). So lernen Ihre Schülerinnen und Schüler Sensoren sowie die Objektorientierung als Grundmethoden des maschinellen Lernens kennen.
Gesamtwerk
Einsatz künstlicher Intelligenz für mehr Nachhaltigkeit in Industrie und Alltag
Diese Unterrichtseinheit gibt im Sinne der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) facettenreiche Einblicke, wie künstliche Intelligenz (KI) heute und in Zukunft die UN-Nachhaltigkeitsziele umzusetzen hilft. Fachtermini, charakteristische Bereiche und typische Merkmale von KI für nachhaltige Ziele werden anschaulich vermittelt. Lassen Sie die Lernenden Kenntnisse zu zukunftsweisenden Methoden der Datenerfassung und -aufbereitung für die KI-Algorithmen erwerben, z. B. Crowdsourcing und digitale Zwillinge. Von der gedanklichen Konferenzteilnahme bis hin zu Expertenteams lernen die Jugendlichen KI-Anwendungen zur Unterstützung der globalen Nachhaltigkeit kennen, beschreiben fachkundig die technischen Abläufe und Voraussetzungen und geben eine fundierte Einschätzung zur gesellschaftlichen Bedeutung.
Gesamtwerk
Wie nachhaltig sind KI-Anwendungen?
Diese Unterrichtsmaterialien vermitteln einen Einblick in aktuelle Anwendungen künstlicher Intelligenz des alltäglichen Lebens und analysieren im Sinne der Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE) deren Nachhaltigkeitscharakter. Versetzen Sie Ihre Lernenden in die Lage, Aufbau und Funktion der KI-Anwendungen zu verstehen und einzuschätzen, in welchem Verhältnis der persönliche Nutzen der Anwendungen zu deren Nachhaltigkeit steht. Dabei erarbeitet sich die Klasse Fachtermini der Nachhaltigkeit ebenso wie Elemente „grüner“ Digitalisierung. Lassen Sie Ihre Schülerinnen und Schüler als Expertinnen und Experten die Nachhaltigkeit ausgewählter KI-Anwendungen analysieren.
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Künstliche Intelligenz
Was bedeutet Intelligenz, was macht uns intelligent? Während die Wissenschaft auf diese Frage noch keine endgültige Antwort gefunden hat, wird im Bereich der künstlichen Intelligenz bereits seit mehreren Jahrzehnten versucht, Maschinen mit Intelligenz auszustatten. Dabei orientieren sich die Forschenden am menschlichen Gehirn. Werden Maschinen also nun bald so intelligent sein wie wir? Diese Einheit macht künstliche Intelligenz auch praktisch erfahrbar. Die Lernenden führen z. B. selbst einen Turing-Test durch und trainieren ein künstliches neuronales Netz.
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Grundvorstellungen zum maschinellen Lernen
Systeme, in denen maschinelles Lernen eine Rolle spielt, dringen in immer mehr unserer Lebensbereiche vor. Oftmals ist es uns gar nicht bewusst, dass diese Systeme maschinelles Lernen nutzen. Ziel dieser Unterrichtseinheit für den Informatikunterricht der Sekundarstufe I ist es, die Lernenden dafür zu sensibilisieren, wie Systeme mit künstlicher Intelligenz arbeiten, und Grundvorstellungen auszubilden, wie maschinelles Lernen und Mustererkennung funktionieren. Ein Einstieg über das Spiel Tic-Tac-Toe motiviert die Lernenden für die Thematik und wiederholt die Erstellung von Entscheidungsbäumen. Selbstständige Begriffsrecherchen im Internet, kurze Erklärvideos sowie eine interaktive Selbstlerneinheit runden die schülerzentrierte Erarbeitung ab.
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MINT Zirkel – Ausgabe 4, Dezember 2021
Was es Neues aus der Milchstraße gibt, wie unsere Gedanken entstehen und warum wir sie lesen können, wie man einen Robotergreifarm aus günstigen Materialien bauen kann und viele weitere spannende Themen erwarten euch in der neuen Ausgabe von MINT Zirkel. Ein paar Zusatzmaterialien sind auch wieder dabei. Jetzt reinschauen!
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Automaten und Künstliche Intelligenz
Anhand von lebensweltnahen Beispielen lernen die Schülerinnen und Schüler in dieser Unterrichtseinheit die Definition des Begriffs Automatisierung und die Grundlagen der Funktionsweise von Automaten ihres Alltagslebens ebenso kennen wie die Voraussetzungen und Kennzeichen für Künstliche Intelligenz. Sie arbeiten dabei auch grafisch mit Zustandsübergangsdiagrammen und Entscheidungsbäumen. Die Lernenden erstellen selbst Handlungsvorschriften zu Alltagsbeispielen und lernen Grundprinzip und Funktionsweise eines neuronalen Netzwerkes kennen.
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Bewertung und Funktionsweise von Suchmaschinen für Erwachsene und Kinder
Das Internet ist groß und unübersichtlich. Mithilfe von Suchmaschinen ist es möglich, jede gewünschte Information schnell zu finden. In dieser Unterrichtseinheit erarbeitet sich Ihre Klasse den Aufbau und die Funktionsweise von Suchmaschinen als spezielles Datenbanksystem und übt sich selbst in der zielgerichteten und kritischen Suchmaschinenrecherche. Sie lernen dabei wichtige Begriffe wie Indexer, Geodaten, Metadaten kennen und hinterfragen die Macht von Suchmaschinen.
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Automatisierung, Künstliche Intelligenz und künstliche neuronale Netze
Die Themen Automatisierung und Künstliche Intelligenz werden in unserem Alltag und damit auch in dem alltäglichen Leben Ihrer Schülerinnen und Schüler immer wichtiger. Genau aus diesem Grund sind diese Themen auch Inhalt des Kernlehrplans im Fach Informatik. Um sich einen fundier-ten theoretischen Hintergrund zu der Thematik anlesen zu können, gibt Ihnen dieses Lehrerhand-out mit Hintergrundinformationen zu Automatisierung, Künstlicher Intelligenz und Neuronalen Netzen einen Überblick über die wesentlichen Fakten. Passende Unterrichtsmaterialien finden Sie ebenfalls in Ihrem Portalmodul Informatik & Medienbildung.
Gesamtwerk
Natürliche Intelligenz vs. künstliche Intelligenz (KI)
Die menschliche Intelligenz hat etwas Faszinierendes. Was macht uns eigentlich intelligent, und was ist unter Intelligenz überhaupt zu verstehen? Während die Wissenschaft auf diese Frage noch keine endgültige Antwort gefunden hat, wird im Bereich der künstlichen Intelligenz bereits seit mehreren Jahrzehnten versucht, Maschinen mit Intelligenz auszustatten. Dabei orientieren sich die Forscher auch ganz konkret am menschlichen Gehirn. Werden Maschinen also nun bald so intelligent sein wie wir? Was kann diese künstliche Intelligenz, was kann sie nicht? Diese Lernaufgabe widmet sich der komplexen Thematik und macht künstliche Intelligenz (KI) auch praktisch erfahrbar. Ihre Schülerinnen und Schüler führen beispielsweise selbst einen Turing-Test durch und trainieren ein künstliches neuronales Netz.
Gesamtwerk
MINT Zirkel - Ausgabe 1, Januar 2021
Wer sich einmal gefragt hat, wie die Erforschung der Viren begann, ein Abschleppdienst im All aussehen könnte und wie man erfolgreich einen MINT-Cup in der Schule organisiert und umsetzt wird in der aktuellen Ausgabe fündig. Diese und weitere spannende Artikel erwarten euch. Zusätzlich dürft ihr euch auch über ein kleines KI-Rätsel und zwei Arbeitsblätter zur Ergänzung der Artikel „Verwendung digitaler Modelle im naturwissenschaftlichen Unterricht“ und „MINT-Cup organisieren und umsetzen“ freuen. Probiert es doch mal aus!
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MINT Zirkel - Ausgabe 3, September 2017
Schlaue Maschinen auf dem Vormarsch, Zu wem gehört das Fischfilet?, Das große Bitcoin 1x1, Verschwörungstheorien anders betrachtet, Ausbildung 4.0: Ohne Digitalisierung geht es nicht, Neue Elemente im Periodensystem, Korrosion aktiv erleben - eine Idee für den naturwissenschaftlichen Unterricht, Volumenberechnung - Prozentrechnen, Konfuzius an der CNC-Fräse, Schülerwettbewerb macht Lust auf Mathematik, Mathematik(er) auf Banknoten - Leonard Euler, Rätsel: Quadrate und Diagonalen, Spielerisch programmieren lernen mit Open Roberta und dem Calliope mini, Multimedial protokollieren und präsentieren, Relevante Fähigkeiten vermitteln - Chancen eröffnen, Mit Fußball wrid MINT-Unterricht zur runden Sachen, "Der positive Fußabdruck" - gestalten Sie ein Lehrwerk, Empirie statt Ignornz
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