Künstliche Intelligenz im Unterricht

Hier gibt es Tipps zur Einbindung des Themas Künstliche Intelligenz sowie des Spielkonzeptes VEGA im Unterricht. Zudem gibt es weiterführende Informationen und Links zu KI.

Inhaltsverzeichnis:

Grundkonzept

Nach wochenlanger Planung, ständiger Reflexion und Rücksprachen mit LehrerInnen der Oberstufe haben wir ein spannendes Unterrichtskonzept zum Thema Künstliche Intelligenz entworfen. Auch wenn das Thema noch nicht in jedem Lehrplan vorgeschrieben ist, ist es doch sehr relevant in der heutigen, von der Digitalisierung geprägten Gesellschaft. Daher halten viele LehrerInnen das Thema insbesondere geeignet, um die Unterrichtseinheiten vor den Ferien oder nach den Abiturprüfungen zu füllen.

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Um den heutigen SchülerInnen und damit auch der zukünftigen Generation in der Arbeitswelt die besten Kenntnisse weiterzugeben, zielt unser Lernspiel auf verschiedene Themenaspekte ab. Insgesamt besteht unser Konzept aus drei Teilen, die teilweise aufeinander aufbauen und als eine Art Baukastensystem betrachtet werden können. Teil A umfasst ein Quiz und soll eine gemeinsame Wissensgrundlage für den weiteren Unterricht schaffen. Darauf aufbauend beschäftigt sich Teil B mit den konkreten Funktionsweisen und Anwendungsgebieten und Teil C mit den Konsequenzen und Chancen von KIs für die Zukunft. Obwohl die Grundform des Konzeptes die Spiele dementsprechend in der eben aufgezählten Reihenfolge andenkt, kann je nach Unterrichtsfach und verfügbarer Zeit variiert werden.

Aufgrund der thematisierten Inhalte sind die verschiedenen Spiele für verschiedene Unterrichtsfächer besonders geeignet. Wie sie in den jeweiligen Unterrichtsfächern Mathematik, Informatik, Religion oder Ethik angewendet werden können, kannst du in den folgenden Abschnitten genau nachlesen. Natürlich wäre auch eine Kooperation von zwei Kursen mit separaten Unterrichtseinheiten (z. B.: Mathematik und Religion) denkbar. Falls eine solche Kooperation nicht möglich ist, empfehlen wir in jedem Unterrichtsfach zunächst mit dem Quiz (Teil A) zu beginnen, um Grundlagenwissen für die weiteren Aufgaben bzw. Diskussionen zu schaffen. Auch wenn die SchülerInnen eine Antwort nicht wissen, wird nach Beendigung des Quiz für jede Frage eine ausführliche Antwort mit Hintergrundwissen präsentiert, aus der gelernt werden kann.

Anwendung im Mathematik- und Informatikunterricht

Schritt 1: Quiz

Einen guten Einstieg für jedes Unterrichtsfach bietet unser Quiz (Teil A), damit alle SchülerInnen zu Beginn der Lektion den gleichen Wissenstand haben.

Eine Übersicht der Fragen im Quiz (Teil A) für deine Unterlagen kannst du hier im Downloadbereich herunterladen. Auf Rückfrage schicken wir dir auch gerne die Lösungen der Fragen als PDF für deine Unterlagen zu.

Falls die im Quiz thematisierten Inhalte den SchülerInnen bereits bekannt sind, d. h. bereits im Unterricht behandelt wurden, kann dieser erste Schritt natürlich weggelassen werden.

Schritt 2: Minispiele

Um die durch das Quiz gelernten Inhalte anzuwenden und tief in das Thema Künstliche Intelligenz einzusteigen, empfehlen wir verschiedene Minispiele (Teil B). Die Minispiele beschäftigen sich mit unterschiedlichen Aspekten aus dem Themenbereich KI und können in beliebiger Reihenfolge gespielt werden. So kann man die Länge des Spiels auch ideal an die vorhandene Unterrichtszeit anpassen, indem beispielswiese nur zwei der Minispiele gespielt werden.

Die Arbeitsblätter zu den Minispielen kannst du hier im Downloadbereich herunterladen. Auf Rückfrage schicken wir dir auch gerne die Lösungen der Minispiele zu.

Spezieller Hinweis für InformatiklehrerInnen:
Obwohl die SchülerInnen in den Minispielen die Möglichkeit haben, KIs anzuwenden und zu verstehen, ist Programmierung kein Bestandteil unserer Minispiele. Falls du nach einem solchen Unterrichtskonzept gesucht hast, empfehlen wir dir die von App Camps zusammengestellten Unterrichtseinheiten.

Schritt 3 (optional): Reflexion

Unser dritter Teil beschäftigt sich mit ethischen Fragestellungen rund um das Thema Künstliche Intelligenz und soll die SchülerInnen zum Reflektieren und Nachdenken anregen. Um sich eine begründete und differenzierte Meinung bilden zu können, ist eine solche Sicht für die SchülerInnen ebenso wichtig wie die technologischen Funktionsweisen. Ob du diese Sichtweise in deinen Unterricht integrieren möchtest, bleibt dir als Lehrkraft jedoch selbst überlassen. Nähere Informationen hierzu findest du bei Schritt 3 unter dem Abschnitt „Anwendung im Ethik- und Religionsunterricht“.

Außerdem haben wir noch einige Empfehlungen und Materialien zusammengestellt, die Denkanstöße für deinen Unterricht bieten können.

Anwendung im Ethik- und Religionsunterricht

Schritt 1: Quiz

Einen guten Einstieg für jedes Unterrichtsfach bietet unser Quiz (Teil A), damit alle SchülerInnen zu Beginn der Lektion den gleichen Wissenstand haben. Besonders für reflektierte Diskussionen im Ethik- oder Religionsunterricht ist es wichtig, dass die SchülerInnen zunächst ein grundlegendes Verständnis für die behandelten Themen besitzen.

Eine Übersicht der Fragen im Quiz (Teil A) für deine Unterlagen kannst du hier im Downloadbereich herunterladen. Auf Rückfrage schicken wir dir auch gerne die Lösungen der Fragen für deine Unterlagen zu.

Falls die im Quiz thematisierten Inhalte den SchülerInnen bereits bekannt sind, d. h. bereits im Unterricht behandelt wurden, kann dieser erste Schritt natürlich weggelassen werden.

Schritt 2 (optional): Minispiele

In unserem Basiskonzept sind als zweiter Schritt Minispiele angedacht, die sich mit den konkreten Funktionsweisen schwacher künstlicher Intelligenzen und den technologischen Grundlagen beschäftigen. Um den SchülerInnen dieses Wissen bestmöglich näher zu bringen, müssen sie in den Minispielen unter anderem Rechenaufgaben bearbeiten oder logische Denkaufgaben lösen. Ob du diese technologische Sichtweise in deinen Unterricht integrieren möchtest, bleibt dir als Lehrkraft jedoch selbst überlassen und ist keine zwingende Voraussetzung für den nächsten Schritt. Nähere Informationen zu den Minispielen findest du bei Schritt 2 unter dem Abschnitt „Anwendung im Mathematik- und Informatikunterricht“.

Schritt 3: Reflexion

Nachdem in den vorherigen Schritten die Funktionsweisen von KIs behandelt wurden, soll Teil C das Entstehen einer Diskussion im Unterricht anregen. Die SchülerInnen werden hier mit verschiedenen, teils realen und teils ausgedachten Szenarien konfrontiert und müssen entscheiden, welche wahr und welche gelogen sind. Zusätzlich gibt es zu jedem Szenario passende Diskussionsfragen zur Reflexion in der Gruppe. Diese Fragen zielen darauf ab, das Thema aus verschiedenen Perspektiven zu beurteilen.
Die Szenarien beschäftigen sich mit unterschiedlichen Anwendungsbereichen und können in beliebiger Reihenfolge gespielt werden. So kann man die Länge des Spiels auch ideal an die vorhandene Unterrichtszeit anpassen, indem beispielswiese nur zwei der Szenarien behandelt werden.

Eine Übersicht über die Szenarien und Fragestellungen sowie das Arbeitsblatt für Teil C kannst du im Downloadbereich herunterladen.

Außerdem haben wir noch einige Empfehlungen und Materialien zusammengestellt, die Denkanstöße für deinen Unterricht bieten können.

Download

Für alle Spielteile

Spielanleitung
Checkliste
AB Punktekarte
Alle Arbeitsblätter (für Schüler)
Alle Begleitmaterialien (für Lehrer)

Zu Teil A: Quiz

Übersicht Quiz

Zu Teil B: Minispiele

Übersicht Minispiele
AB Minispiel 1
AB Minispiel 2
AB Minispiel 3
AB Minispiel 4
AB Minispiel 5
AB Minispiel 6

Zu Teil C: Reflexion

Übersicht Reflexion
AB Reflexion

Lösungen

Um ein Schummeln zu vermeiden, sind die Lösungen zu den Minispielen und der Reflexion nicht auf der Webseite integriert. Auf Anfrage senden wir dir gerne kostenlos und unverbindlich die Lösungen als PDF.

Zeitempfehlung für die Unterrichtsgestaltung

Das Spielkonzept ist sehr flexibel aufgebaut, sodass je nach verfügbarer Zeit und Schwerpunktsetzung alle drei Spielteile durchgespielt oder nur bestimmte Teile ausgewählt werden können.
Um die Planung des Unterrichts zu vereinfachen, haben wir im Folgenden Zeitempfehlungen für die einzelnen Spielteile aufgeführt. Diese sind natürlich nur als Richtlinie zu betrachten.

  • Einstieg: 15 Minuten (Gruppeneinteilung, Arbeitsblätter verteilen, Schüler gehen auf die Webseite und lesen sich die Spielanleitung durch)
  • Teil A - Das Quiz: 10-15 Minuten (Quiz durchspielen)
  • Teil B - Die Minispiele: pro Minispiel 10-15 Minuten; für Minispiel 3 bis zu 30 Minuten für eine intensive Auseinandersetzung mit den einzelnen KI-Bausteinen einplanen (Arbeitsblatt lesen, Aufgabe bearbeiten, Lösung überprüfen)
  • Teil C - Die Reflexion: pro Szenario ca. 3-5 Minuten (Infotext und Szenario lesen, Entscheidung wahr oder gelogen treffen); für die Diskussionsrunden jeweils mindestens 15 Minuten einplanen

Materialien zur Vor- und Nachbereitung

Unabhängig von unserem Lernspiel haben wir hier noch eine Sammlung an Filmen zu KI, weiterführende Links mit zusätzlichen Informationsmaterialien sowie zu anderen Unterrichtskonzepten zusammengestellt. Vielleicht findest du dort noch weitere Anregungen, die du in deinen Unterricht integrieren kannst oder Materialien, mit denen du dich selbst besser mit dem Thema vertraut machen kannst.

Filmempfehlungen zu KI
I, Robot (2004)

Themen: Kontrollverlust, Macht, Freiheit

Eva (2011)

Themen: Emotionen, Kindheit, menschliches Aussehen

Robot & Frank (2012)

Themen: Pflege, Alter, Stehlen, Freundschaft

Transcendence (2014)

Themen: Superintelligenz, Allgegenwärtigkeit, Heilung

Her (2014)

Themen: Einsamkeit, Liebe, Smart Speaker

Ex Machina (2015)

Themen: Manipulation, Turing-Test

CHAPPiE (2015)

Themen: Gewalt, Sozialisierung, Seele, Bewusstsein, ewiges Leben

Tau (2018)

Themen: Macht, Kontrolle, Lernen

I Am Mother (2019)

Themen: Erziehung, Vertrauen, perfekter Mensch

Informationsmaterialien

Zum Thema Künstliche Intelligenz gibt es viele gute Webseiten und Artikel. Wir haben dir in dieser Übersicht einige Links zusammengestellt:

  • In diesem Essay (Juli 2020) wird das Thema Intelligenz weiter ausgeführt, indem menschliche und künstliche Intelligenz gegenübergestellt werden: Was KI über unsere Intelligenz lehrt
  • Das Thema "KI und Robotik" wird in folgender Broschüre von der Industrie 4.0 ausführlich betrachtet (Sep 2019): KI und Robotik im Dienste der Menschen
  • In unserem Minispiel 4 thematisieren wir "Quick, draw!" von Google. Weitere AI Games findest du auf dieser Seite: AI Experiments
  • In diesem Artikel der Zeit (April 2019) werden die ethischen Leitlinien für KI diskutiert: Eine Frage der Ethik
  • Auf die Frage, ob Maschinen Moral haben, gibt der Theologe Matthias Braun Antworten (März 2019): Haben Maschinen Moral?
  • Ende März 2020 wurde GPT-3 erstmals vorgestellt. Die Kolumne (Aug 2020) beleuchtet, was das Sprachproduktionssystem kann, wo Schwächen liegen und welche Rolle wir Menschen spielen: Wir Menschen sind die Messlatte, und sie hängt niedrig
Unterrichtskonzepte

Wir möchten dir auch nicht vorenthalten, dass es neben unserer Webseite noch einige weitere Unterrichtskonzepte zu KI gibt. Unserer Ansicht nach sind diese häufig sehr umfangreich oder betrachten nur einen speziellen Aspekt, weshalb wir mit VEGA ein kompaktes Konzept anbieten möchten. Falls du jedoch nach weiteren Anregungen suchst, haben wir dir hier einige Webseiten aufgeführt:

  • Die "Inf-Schule" erklärt Algorithmen und ihre Eigenschaften: Algorithmen
  • "Medien in die Schule" bietet 4 Module speziell zu Machine Learning an: Machine Learning
  • Zudem findet man hier auch eine Erklärung zu grundlegenden Begriffen: Glossar
  • Umfassendes Unterrichtsmaterial zur Programmierung im Bereich KI ist auf der Seite von "App Camps" nach einer kostenlosen Registrierung erhältlich: Programmierung