Eine Einführung in das Thema künstliche Intelligenz für Schülerinnen und Schüler

Die Bedeutung von künstlicher Intelligenz wächst in der heutigen Welt. Doch wie funktioniert KI? Es hat zumindest nichts mit Magie zu tun – auch wenn KI gerne damit assoziiert wird.

Normalerweise beantworte ich diese Frage ausführlich bei uns im IT Consulting unseren Kunden und helfe ihnen dabei, die Potenziale der künstlichen Intelligenz zu erschließen. Doch aufgrund der wachsenden Relevanz von KI sowohl in der Arbeitswelt als auch der Gesellschaft bin ich der Ansicht, dass KI und Datenkenntnisse mittlerweile zu den grundlegenden Fähigkeiten gehören, die jeder Mensch in der heutigen Welt beherrschen sollte. Insbesondere junge Menschen leben in einem Technologie-geprägten Alltag (nur ein kleiner Auszug):

• Ihre Welt in den sozialen Medien ist gesteuert durch Empfehlungsalgorithmen
• Texte formulieren sie mithilfe von ChatGPT
• Für den schnellsten Weg von A nach B wird ein online Routing-Planer befragt, um zu entscheiden, ob das Ziel zu Fuß, mit dem Rad oder mit ÖPNV optimal zu erreichen ist.

Im Januar 2024 habe ich daher einmal eine andere Rolle eingenommen und war nicht als IT Consultant unterwegs, sondern stand vor einer 12. Klasse des beruflichen Gymnasiums mit Schwerpunkt Betriebsinformatik am Berufskolleg Werther Brücke in Wuppertal. In einem zweistündigen Workshop habe ich ein Grundverständnis für künstliche Intelligenz vermittelt. Schülerinnen und Schülern sollten verstehen, in welchen Bereichen KI Mehrwerte stiften kann, aber auch Risiken verstehen. Die Klasse kannte bereits Algorithmen und hatte den Begriff Machine Learning kennengelernt, doch es fehlte ihr der Zusammenhang und auch die Unterscheidung zwischen den drei Begriffen Algorithmus, Machine Learning und künstliche Intelligenz.

Was ist eine künstliche Intelligenz?

Es war spannend, diese Frage durch Schülerinnen und Schüler beantworten zu lassen und zu sammeln. Anschließend hatten wir eine gemeinsame Definition erarbeitet und Methoden dazu sortiert.

Wie trifft eine KI selbständig Entscheidungen?

Eine häufige Aufgabe von KI ist es, Dinge zu klassifizieren: Ist ein Werkstück kaputt, ja oder nein? Ist die E-Mail Spam, ja oder nein? Versucht jemand beim Online-Shopping zu betrügen, ja oder nein? Um zu erklären, wie eine KI Dinge klassifiziert, habe ich das Beispiel „Monkey Cards“ von aiunplugged.org eingesetzt, die Beschreibung und Affendarstellungen findet ihr hier. Es handelt sich dabei um vereinfachte Comic-Abbildungen von verschiedenen Affengesichtern. Ein Teil davon waren freundliche, nicht beißende Affen. Der andere Teil gehörte zu beißenden Affen.

Die dargestellten Affen wurden unterteilt in Trainings- und Testdaten. Gemeinsam mit der Klasse wurde überlegt, welche Merkmale innerhalb der Trainingsdaten zur Klassifizierung „beißender Affe“ und „nicht beißender Affe“ verwendet werden können. Das wurde in einen Entscheidungsbaum überführt. Anhand der Testdaten wurde gezeigt, dass unser Modell funktioniert und in der Mehrheit richtige Entscheidungen getroffen hatte, aber auch nicht perfekt ist.

Was sind die Grenzen von KI?

Um uns den Grenzen der KI anzunähern, habe ich dann ein Bild eines Affen gezeigt, dessen Merkmale deutlich von den Merkmalen der Trainingsdaten abgewichen ist. Es wurde schnell klar, dass eine KI bei unbekannten Merkmalen anfängt zu raten, um eine Entscheidung zu treffen.

Abschließend wurden Anwendungsfälle aus meiner beruflichen Praxis vorgestellt und in einem Gespräch über Begegnungen der Schülerinnen und Schüler mit KI in ihrem Alltag gesprochen. Mir war dabei wichtig, nicht nur theoretisches Wissen zu vermitteln, sondern auch die praktische Anwendbarkeit von KI-Kenntnissen. Die Schülerinnen und Schüler wurden von mir ermutigt, selber kreativ zu werden und innovative Lösungen für reale Probleme mithilfe von KI zu entwickeln. Sie hatten auch direkt die Möglichkeit dazu: Im Anschluss haben die Schülerinnen und Schüler mit der Bearbeitung ihrer praktischen Lernaufgabe begonnen, ein Lager-Assistenzsystems im Rahmen der Konzeption smarter Logistik-Prozesse zu programmieren. Ich bin gespannt auf die Ergebnisse, die hier entstehen werden!