Rigitagung 2021 - Barcamp
Künstliche Intelligenz in der Informatikdidaktik
�http://link.phsz.ch/ki
Was wollen wir tun?
Über was austauschen?
Was sind die Themen im Bereich KI die man erklären / vermitteln will.
Wie können wir dieses Thema vermitteln?
Was für Unterrichtsmaterialien gibt es bereits? Und vor allem: was brauchen wir noch?
Welche Werkzeuge eignen sich für KI und die Vermittlung?
Welche Bereiche hat KI?
Beispiele für KI aus der Praxis / aus der Lebenswelt der SuS
Perspektive, wohin entwickelt sich das Thema KI?
Literatur und Quellen zum Thema für uns?
KI in der Bildung, LearningAnalytics, adaptive Systeme usw.?
Wie verändert KI den Informatikunterricht? �Wie relevant ist KI?
Vorwissen?
passend zum LP21?
KI als Lerninhalt oder KI zum Lehrzweck?
Erfahrungen?
Stefan Seegerer: taugt sein Material für uns?
Spiralcurriculum
Explainable AI als Thema?
Definitionen und Modelle
Künstliche Intelligenz
�
Was kann KI heute schon und was (noch) nicht?
Künstliche Intelligenz im �M+I Unterricht
Wie funktioniert KI?
Wie wirkt KI?
Wie nutze ich KI?
die verschiedenen Lernverfahren erklären
Spiel-Agent (KI Gegner)
Symbolische KI / maschinelles Lernen
schwache / starke KI
Datenaufbereitung
Wissensbasierte / datenbasierte Ansätze
Experten-Systeme
Neuronale Netze
Bias in Daten (Trainingsdaten nur mit weissen Männern usw.)
Erklärbarkeit in KI-Anwendungen
Deepfakes und Co.
Verantwortungs-�delegation an Maschinen
Jobs ersetzt durch KI
Singularität / Superintelligenz
Was ist Intelligenz (Turing-Test, Chinesisches Zimmer)
Manipulierbarkeit von KI-Systemen (Stoppschilder)
Classifier bauen mit Teachable-Machine und Co?
Alexa-Skills installieren und konfigurieren?
SIRI und Co im Alltag verwenden?
KI unterstützen muss damit sie hilfreicher wird
wie kann ich verhindern, dass mich die KI ...
Unterrichtsmaterialien Beispiele / Links
https://www.aiunplugged.org/ (Stefan Seegerer)
https://buch.informatik.cc/ki/ (Julian Dorn, Sachsen)
https://sites.google.com/view/mlforteachers/ (Thomas Zurfluh und Tobias Rikenmann)
https://teachablemachine.withgoogle.com/ (einfacher Baukasten für KI Experimente)
https://machinelearningforkids.co.uk/#!/pretrained (Scratch + KI)
https://ml4k.de�(Sammlung)
https://ai4k12.org/resources/list-of-resources/ (Demos, Kinderbücher usw.)
https://www.moralmachine.net (MIT?)
Snap-Demos von Jens Mönig (Link folgt)
Brain in a bag (higher quality)
Gehirn im Beutel
https://computingeducation.de/tags/ki/ (Stefan Seegerer und Co.)
Ansätze - CS-unplugged
Ansätze
Konstruktion von KI Modellen
AI + Ethics Curriculum for Middle School
GPT-3
PANDAS
BERT
TensorFlow
Aktuelle KI-Werkzeuge / KI-Beispiele
AutoDraw
MuseNet
iGAN
WEKA�(Waikato Environment for Knowledge Analysis)
Wie verändert KI die �Aus- und Weiterbildung für Informatikunterricht?
verliert “Programmieren” an Bedeutung?
Früher: �Bubble- vs. Quicksort�Zukünftig: KNN vs GAN?
Literatur / Quellen
Aktuelles
Vergleich des Originalfotos (links) und des durch Real-ESRGAN hochskalierten Fotos.
https://www.thispersondoesnotexist.com/
generiert mit StyleGAN2
Generative Adversarial Networks (GANs)
Zwei Netzwerke kämpfen gegeneinander :-)
Lehrplan 21 - KI
Unterstufe Zyklus 1 | | Dinge Sortieren nach Merkmalen, Sortierroboter (Entscheidungsbaum), wie verhält sich der Roboter mit unbekannten |
Mittelstufe Zyklus 2 |
| Umgang mit Daten, Was ist Maschinelles Lernen und KI und wo wird es verwendet (leichte Anschauungsbeispiele wie Instagram Filter, Siri, Google Translate), Bots, Gesichtserkennung, Filter Fehlerkultur |
Sekundarstufe Zyklus 3 | | Umgang mit Daten, Datenschutz Benötigte Datenmengen |
Sek II | | |
Ideen Zyklus 2:
Künstliche Intelligenz versucht, menschliches Lernen und Denken auf den Computer zu übertragen.
→ Beispiel Tiere: Wiederholung, Merkmale zuordnen, Nachahmung, Aussehen,
Ein System wird künstlich intelligent, indem es viele Alltagsbeispiele analysiert, beurteilt und automatisiert.
In unserem Alltag ist künstliche Intelligenz bereits verankert. Sie unterstützt und hilft uns in verschiedenen Lebensbereichen.
Künstliche Intelligenz versucht uns bei der Entscheidungsfindung zu unterstützen, was auch Probleme mit sich bringt.
KI sortiert nach unkontrollierten Merkmalen, z.B. KI sortiert nach Massstab im Zellenbild. Es gibt verschiedene Arten des Sortierens.“ Das ist falsch sortiert, man muss der Grösse nach sortieren” Es gibt Regeln, aber diese können teilweise für einige “unlogisch” sein. Es kann auch Merkmale, die nicht zwingend sichtbar sind. Je besser die Ausgangsdaten sind, umso besser wird das Modell.
Visualisierung von Daten, explainable AI,
Vorstufe von neuronalen Netzen. Kürzeste Wege, nächste Nachbarn.
Einzahlungsscheine mit Smartphone fotografieren, Zahl mit KI erkennen und mit Algorithmus überprüfen, ob die eingescannte Zahl überhaupt stimmen kann (Prüfziffer). Solange Zahl erkennen, bis Prüfziffer stimmt.
Die Wörtersortieremaschine: Flow Charts, CS Unplugged: Maschine bauen die aufgrund von Ja/Nein Regeln Hunde von Katzen unterscheiden kann.
KI ist eine Art, wie man Daten sortieren kann. Das dies passt ist offensichtlich.
INFORMATIK
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KI-gestützte Recommendationsysteme beim Streaming vs. kuratiertes Fernseh- Radiopprogramm (Individualisierung des Programms) → Gefahr der Verzerrung: Filterblase,
Strukturierung der Timeline bei Social Media, Empfehlungen, eigene Darstellung auf Algorithmen ausrichten, Intransparenz der Algorithmen
Microsoft Twitter Chatbot Tay und was lernt die KI? moralische Dilemma bei KI-Anwendungen (autonomes Fahren!), Programmierung eines Chatbots → Turing-Test → Ist ein Account ein Bot?
zunehmende Bedeutung von KI für wichtige Entscheidungen (Kredite, Sicherheit, Gesundheit) und damit zusammenhängende Probleme (sozialer Bias, Fehlbarkeit), wann ist eigentlich KI im Einsatz? (Transparenz des Einsatzes), Unausweichlichkeit und Unvermeidbarkeit, Fragen der Handlungsfreiheit
MEDIEN
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Wie kann die KI Entscheidungen treffen? | Chatroboter der auf Schlüsselwörter reagiert (Regelbasiertes System, Entscheidungsbäume) | 6 Lektionen |
| Nim-Spiel Beispiel oder Tic-Tac-To Spielstrategien und Spielbäume -> wie könnte man diese Wissenrepresentation dem Computer bearbeiten lassen | |
Wie kann der Computer lernen? | Maschinelles Lernen mit einem Datensample (z.B. handgeschriebene Ziffern) | |
Was ist KI was ist Intelligenz? | Turing-Test | |