Detailansicht

Fachbereich: Microbial Population Biology, Scientific Computing

Künstliche Intelligenz (KI) ist in aller Munde. Von autonomen Staubsaugern, Rasenmähern und Autos, über sprachgesteuerte Assistent*innen bis hin zu Meinungs- und Wahlmanipulationen – überall begegnen wir den hellen und den dunklen Seiten der KI. Daher ist es wichtig, in dieser Domäne Expertise zu entwickeln, wozu diese Unterrichtsstunde beitragen soll. Anhand eines gut bekannten Beispiels, dem maschinellen Erkennen von handgeschriebenen Zahlen, werden wir die grundlegenden Prinzipien des Maschinellen Lernens mit Neuronalen Netzen (ML/NN) erarbeiten. Dabei wird herauskommen, dass es sich bei ML/NN letztlich um ein hochdimensionales Optimierungsproblem handelt. Hier kommt die Evolutionstheorie ins Spiel, die uns Wege aufzeigt, wie man durch Selektion und zufällige Mutation der Optimierungsparameter zu zuverlässigen Modellen kommen kann. Abschließend werden die Schülerinnen und Schüler ein Computerexperiment durchführen, um ihr eigenes Neuronales Netzwerk zu optimieren. Dabei können sie verschiedene Optimierungsstrategien durchprobieren.

Vorbereitung der Schulklasse:
Die Einheit eignet sich dazu, 2–3 Kurzreferate von Schülerinnen und Schülern einzubauen. Themen z. B. Aufbau und Funktion von Nervenzellen, Mendelsche Regeln, Berechnung einer Ausgleichsgeraden durch Messpunkte, Vektoren und Matrizen, Evolutionstheorie (Selektion, Mutation, Vererbung)

Unterrichtsformat: Vortrag, Gruppenarbeit

Schulfach

• Mathematik
• Biologie
• Informatik

Klassenstufen

• 11-13

Einsatztage

• Montag, 20.09.
• Freitag, 24.09.

Zeitfenster

• 8-11 Uhr
• 11-14 Uhr

Dauer der Unterrichtsstunde: 90 Minuten

Einsatzort

• Gesamte Region (Kiel, Kreis Rendsburg-Eckernförde, Kreis Plön)
• Kiel und Umgebung
• Kreis Rendsburg Eckernförde
• Kreis Plön

Organisatorische Anforderungen: WLAN, Beamer, Leinwand, Arbeitsplatzrechner, die in Kleingruppen (2-3 Schüler*innen) genutzt werden