Wie lernt eine Maschine? KI-Lektionen für die Luzerner Sekundarschule
Inhalt dieses Artikels (6 Abschnitte)
Eine KI-Reihe für die Sekundarschule braucht keine Programmierkenntnisse. Vier Lektionen reichen für Merkmale, Trainingsdaten, Testdaten und Verzerrung. Die Lernenden arbeiten mit Fallkarten, vergleichen Ergebnisse und begründen ihre Urteile. Die Reihe passt zu Medien und Informatik, wie die Seite zu Medien und Informatik zeigt.
Lektion 1: Merkmale und Klassen
Lassen Sie die Klasse zu Beginn Gegenstände beschreiben: Wie unterscheidet man einen Apfel von einer Birne, wenn man nur Zahlen angeben darf? Es entstehen Merkmale wie Farbe, Form und Gewicht. Ordnen Sie die Gegenstände danach Klassen zu. Das ist die Grundidee eines lernenden Systems.
Der erste Baustein von Wie lernt eine Maschine? führt Merkmale und Klassen mit Aufgaben ein, die ohne Vorwissen funktionieren. Das Material ist für die 1. bis 3. Sek geschrieben. Planen Sie in der Gruppe fünf Minuten ein, in denen alle ihre Merkmalslisten vergleichen. Unterschiede sind hier erwünscht, denn sie zeigen, dass die Wahl der Merkmale Einfluss auf das Ergebnis hat. Halten Sie die besten Listen an der Wandtafel fest.
Lektion 2: Trainingsdaten und Testdaten
Ein System lernt aus Beispielen. Teilen Sie die Karten in zwei Stapel: einen zum Lernen, einen zum Prüfen. Die Gruppen leiten aus dem ersten Stapel eine Regel ab und testen sie am zweiten. Meist stimmt die Regel nicht ganz, und genau daraus ergibt sich die Einsicht, warum man ein System an neuen Beispielen prüfen muss. Lassen Sie die Gruppen die Trefferquote an der Wandtafel eintragen und vergleichen.
Dieselbe Idee lässt sich auf Datenbanken übertragen: Wer saubere Daten hat, kann bessere Aussagen treffen. Das Material Daten und Datenbanken bietet dafür eine Übungsdatenbank mit überprüfbaren Beispieldaten. Eine weitere Fortsetzung bietet die Unterrichtsfolge zu Datenbanken im Zyklus 3. Sie zeigt, wie Abfragen in vier Lektionen aufgebaut werden können. Auch dort gilt, dass Ergebnisse überprüfbar sein sollten.
Lektion 3: Fehlerarten und Verzerrung
Nicht jeder Fehler ist gleich. Ein System kann etwas fälschlich als zugehörig einstufen oder eine zugehörige Sache übersehen. Die Fallkarten lassen die Lernenden solche Fehler benennen und gewichten, und die Gruppen begründen ihre Wahl mit einem Satz. Fragen Sie: Welcher Fehler ist hier schlimmer, und für wen?
Danach folgt die Verzerrung: Wenn die Trainingsdaten einseitig sind, fällt das Ergebnis unfair aus. Die Lernenden prüfen Aussagen auf den Karten und begründen ihr Urteil schriftlich in ein bis zwei Sätzen. Sammeln Sie einige Begründungen und besprechen Sie sie am Ende der Lektion. Achten Sie auf einen sachlichen Ton, damit die Diskussion bei Daten bleibt und nicht bei Personen im Raum. Das Lehrmaterial enthält Lösungen und Hinweise zur Differenzierung.
Lektion 4: Sprachmodelle und Verantwortung
Zum Abschluss lohnt der Blick auf Sprachmodelle, weil viele Jugendliche sie bereits ausserhalb der Schule nutzen. Die Lernenden stellen einem System dieselbe Sachfrage und vergleichen die Antwort mit einer verlässlichen Quelle. Sie erkennen, dass Texte plausibel klingen können und trotzdem falsch sind. Besprechen Sie, wer für einen Text verantwortlich ist, der mit Unterstützung eines Systems entstand. Lassen Sie die Klasse Regeln für den eigenen Umgang festhalten und im Zimmer aufhängen.
Einen Anschluss in die Medienbildung finden Sie im Beitrag Deepfakes erkennen in Medien und Informatik. Für Gruppen, die schon in der Primarschule mit Codes gearbeitet haben, knüpft Informatik Klasse 5/6 an dieser Stelle an. Die Reihe ist keine Produktschulung, sie vermittelt Grundideen, die auch dann gelten, wenn sich Programme ändern.
Hinweise zur Planung im Kanton Luzern
Ob KI in Ihrem Kanton und auf Ihrer Stufe vorgesehen ist, regeln die kantonalen Vorgaben. Prüfen Sie die Auswahl der Bausteine mit der Fachschaft. Wer wenig Lektionen hat, kann mit den Bausteinen Trainingsdaten und Verzerrung beginnen und die Sprachmodelle später behandeln. Halten Sie am Ende fest, was die Klasse gelernt hat, damit die nächste Lehrperson anknüpfen kann. Für die Abstimmung der Reihen über mehrere Jahre eignet sich FachKomplett Informatik.
Das Material ist passend zum Lehrstoff aufgebaut – und falls etwas doch nicht zu euren Vorgaben passt, greift die stifo-Garantie: Wir passen es individuell für euch an.
Häufige Fragen
Brauche ich Programmierkenntnisse?
Nein. Die Reihe arbeitet mit Merkmalen, Fallkarten und Beispielen.
Für welche Stufe ist das Material gedacht?
Für die 1. bis 3. Sek. Die Auswahl gleichen Sie mit den kantonalen Vorgaben ab.
Wie viele Lektionen brauche ich?
Vier Lektionen reichen für den Kern. Mit allen acht Bausteinen benötigen Sie mehr Zeit.
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