02 Recherche

Verständnis von KI in der Gesellschaft

Uns ist bewusst, dass nicht jeder in der Gesellschaft einen solchen Workshop absolvieren kann, um dem Thema künstliche Intelligenz näher zu kommen. Aktuell herscht eine Verunsicherung, gegenüber dieser Technologie vor, was sich gerade in sozialen Netzwerken und im Diskurs in der Politik widerspiegelt. Die Menschen sehen hier immer neue Meilensteine in der Technologieentwicklung und achten in der Hauptsache auf Nachteile, die zum Beispiel im Berufskontext entstehen, etwa im Bezug auf wegfallende Arbeitsplätze.

Jedoch bietet KI viele neue Chancen, ein aktuelles Beispiel ist hierbei in etwa die Entwicklung von Analyseverfahren in der Medizin. Künstliche Intelligenz schafft also auch neue Berufsfelder, dazu muss man jedoch verstehen, dass Umschulungen erforderlich sind.

Social Ranking & AlphaGo

Unbewusst interagieren wir bereits mit künstlichen Assistenzsystemen, wie den Smart Home Systemen von Amazon oder Google. Jedoch sind diese nicht so weit ausgeprägt, dass von tatsächlicher künstlicher Intelligenz die Rede sein kann. Diese Systeme sind noch in der Entwicklung und brauchen noch einige Jahre, damit mit ihnen wie mit einem Menschen interagiert werden kann. Generell ist zu sagen, dass aktuelle KI zumeist in ihren Teilbereichen weit fortgeschritten sind, ein gutes Beispiel hierfür ist die AlphaGo Software. Diese hat sich selbstständig Go spielen beigebracht und ist auch in der Lage die besten Menschen zu schlagen, jedoch kann keine andere Aufgabe eigenständig gelöst werden.

Lehrerinterview

Zu einem Interview haben wir Herrn Thomas Weigand (https://thomasweigand.de/) hinzugezogen, der aktuell Lehrer für Englisch, Georafie und Informatik an der Amorbachschule in Neckarsulm ist. Mit den ersten Ideen zum KI Unterricht wollten wir vor allem erfahren, wie der Unterrichtsaufbau ist und welche Rahmenbedingungen das Bildungsministerium vorgibt. Außerdem stellten wir Fragen zur didaktischen Herangehensweise und der Relevanz von KI im Bildungssektor. Mit ihm führten wir ein knapp zwei stündiges Gespräch mittels Skype und konnten uns so ausgiebig austauschen.
Unsere Haupterkenntnisse haben wir in kurzen Statements zusammengefasst:

Relevanz:
-“Uns allen ist bewusst, das Künstliche Intelligenz für die neue Generation immer wichtiger wird. Ich selbst bemerke an meinen Schülern, wie selbstverständlich Assistenzsysteme oder die Nutzung von sozialen Medien geworden sind.”
-“Deswegen sollte man immer Einführen was KI im Alltag eigentlich bedeutet und wo Sie vorkommt.”

Infrastruktur:
-“Leider unterscheiden sich die Schulen stark voneinander, was digitale Lernmittel betrifft. In meiner bisherigen Schule war ich stets auf dem neusten Stand der Technik, nach dem Wechsel zu meinem aktuellen Arbeitsplatz musste ich feststellen, das die digitale Infrastruktur nicht so weit ausgebaut ist.”
-“Trotzdem stehen dem Kollegium Beamer, iPads und Computer zur Verfügung.”
-“Viele Schulen bieten mittlerweile ein Bring-Your-Own Device System an, hier können die Schüler mitgebrachte Elektronik mit dem Internet der Schule verbinden und zum Beispiel zu Themen recherchieren.”

Schulstundenaufbau:
-“Aufgrund des Bildungsplanes lässt sich schlecht ein eigenständiges Fach KI etablieren. Schule bedeutet immer noch eine allgemeine Bildung aller Wissensbereiche.”
-“Jedoch kann in einzelne Fächer eine Unterrichtseinheit integriert werden, die den Lehrinhalt im Kontext der KI betrachtet. Ein Beispiel hierfür könnte das generieren von Bildern mittels maschinellem Lernen im Kunstunterricht sein.”
-“Um KI zu einem wesentlichen Bestandteil der Bildung zu machen, muss man einen Übertrag von Fach zu Fach schaffen, damit nicht nur ein Aspekt beleuchtet wird, sondern ein breites Spektrum an möglichen Einsatzgebieten.”
-“Eine abschließende Diskussion kann positive, sowie negative Seiten von KI beleuchten. Dies empfinde ich als äußerst wichtig um die Gedanken der Schüler anzustoßen.”

Didaktik:
-“Für die Schüler ist es wichtig in kollaborativen Gruppen zusammenzuarbeiten, es sollte also jeder sehen können was der andere gerade macht. Dies hilft ihnen mehr Inhalt zu erfassen und Aspekte zu verstehen, an die sie vielleicht noch nicht gedacht haben.”
-“Das selbstständige Erarbeiten zu einem gewissen Thema vermittelt den Unterrichtsstoff oftmals besser als stupider Frontalunterricht.”
-“Das gemeinsame Lernen und der Austausch untereinander fördert das Verständnis, erreicht wird dies durch Spaß und einen Überblick.”

Das Interview bestätigte unsere Annahme, wie wichtig das Lehren von KI im Unterricht ist. Dennoch sollte diese als nur ein Teilaspekt angesehen werden und eher die aktuelle Welt erklären, als zum Beispiel in der Sekundarstufe tief in neuronale Netzwerke einzusteigen.

Schulstruktur

Informatik wird an der Schule nur in 2 Schulstunden angeboten. Die Unterrichtsstruktur im Computerkurs ist abhängig von der Schulen, hierbei ist der Unterschied von hochgerüsteten Schulen, hin zu welchen die gar nichts haben dramatisch.
Ab Klasse 8 ist der Informatikunterricht Bestandteil des Unterrichts, jedoch unterscheidet er sich stark, zum Beispiel werden Grundkenntnisse in Form von MS Office vermittelt. In Schulen mit richtigem Informatikunterricht werden schon Algorithmen erklärt. Als Devices sind in vielen Schulen schon iPads vorhanden, des weiteren kann über einen “Bring your own device”-Zugang auf das Internet zugegriffen werden.

In Klasse 7-8 fangen die Schüler an, sich mit dem Fach Informatik in Verbindung zu setzen. Die Auswirkung der Digitalisierung auf die Gesellschaft hat in den vergangenen Jahren zugenommen. Deswegen ist es immer wichtiger, den Schülern die relevanten Kenntnisse über die Digitalisierung zu vermitteln, damit sie ihr Leben in zukünftiger Gesellschaft selbstbestimmt führen und gestalten können.

Gleichzeitig ist die Informatik heutzutage ein Teil vieler anderer Bereichen. Im Informatikunterricht werden immer wieder Inhalte aus anderen Fächern aufgegriffen, etwa aus der Musik, Kunst, Deutsch, usw.

Ein wichtiger Ziel für den Informatikunterricht in 7-8 Klasse ist, dass die Schüler ein Interesse für Informatik bekommen. Es soll vermittelt werden, wie unser Alltag von neuer Technik durchdrungen ist.

Marktrecherche

KI ist heutzutage nicht nur ein Zukunftsthema. Es ist sinnvoll, inititativ ein breites Verständnis von KI zu vermitteln. Momentan gibt es schon viele Anwendungsbeispiele, die uns besseres Verständnis von KI beibringen können.

Okai KI-Visualisierung

“Okai” (https://okai.brown.edu/)ist ein Projekt von einem Team unter Leitung von Jiaju Ma.
Das Projekt zielt darauf ab, Konzepte der künstlichen Intelligenz einen breiteren Publikum mit begrenztem oder keinem Hintergrund in der Informatik vorzustellen. Interaktive Grafiken und Animationen werden verwendet, um die Funktionsprinzipien der KI zu visualisieren und darzustellen.

KInsigth! - Alltagsauswirkungen

KInsight! (https://www.kinsights.de/) ist eine Webseite, welches verschiedene Anwendungsszenarien von KI bietet. Man kann auf Kinsight! entdecken, wo KI heute im Alltag schon eingesetzt wird und wie sie unser Leben beeinflusst. Zudem wird eine Orientierung zu jedem Szenario angeboten. Es bietet jedem einen interaktiven Zugang zu KI.

Scratch - Programmieren lernen

Außerdem wird die Vermittlung von KI-Grundlagen in Schule und Ausbildung so stark gefordert. Scratch (https://scratch.mit.edu/) ist ein tolles Unterrichtsmaterial für den Einstieg das Thema Programmierung. Scratch hat eigene grafische Programmiersprache, mit der die Schüler erst die Grundlage lernen bzw. logisches Denken von Programmierung bekommen und können ihre eigenen Ideen schnell umsetzen. Durch interaktive Geschichten und Spielen von Scratch bekommen die Schüler die Fähigkeiten im Umgang mit dem Computerprogramm. Es hilft Schüler zu verstehen, wie der Computer funktioniert.

Zusammenfassend kann man sagen, dass durch die Entwicklung von KI immer mehr Produkte und Dienstleistung in Zukunft auf dem Markt uns erwartet wird.

Zielgruppendefinition

Schüler:
Aus den Interviews mit den Lehrenden und durch die Recherche, haben wir unsere erste Zielgruppe definiert, diese sind in der Klassenstufe 7 und 8 angesiedelt. Dies geht aus dem Unterrichtsplan des Bildungsministerium hervor, es werden im Informatikunterricht bereits Algorithmen unterrichtet. Dies erfolgt auch Schulübergreifend, also parallel in Gesamtschulen und Gymnasien.
In Klasse 7 beinhaltet der Stoff zum Beispiel Daten und Codierung, Algorithmen, Rechner und Netze, Informationsgesellschaft und Datensicherheit. Das Verständnis gegenüber der regulären Funktionsweise ist somit also gegeben. Besonders der Punkt Algorithmen bietet die Möglichkeit zusätzliches Wissen rund um künstliche Intelligenz zu lehren. Mit Informationsgesellschaft und Datensicherheit bekommen die Schüler einen Block, der als Grundlage für eine Diskussion fungiert. Künstliche Intelligenz hat das Potenzial schon im jüngeren Alter auf positive, sowie negative Aspekte geprüft zu werden. Diese Diskussion im gesellschaftlichen Kontext ist gerade für die Schüler sehr wichtig, da in Deutsch und auf anderen Sprachen in dieser Klassenstufe, Argumentationsketten aufgebaut werden müssen und anschließend abgewägt.
Das Alter in Klasse 7 und 8 befindet sich zwischen 13 und 14 Jahren, diese Generation wächst selbstverständlich mit sämtlichen digitalen Medien auf. Das bietet hauptsächlich den schnellen Zugang zum Internet und den von ihnen genutzten Diensten, in der Hauptsache Soziale Medien wie Snapchat oder Instagram. Die sozialen Netzwerke nutzen bereits Machine Learning oder KI, um ihre Dienstleistungen immer weiter zu verbessern.

Lehrer:
Der Lehrer ist einer der wichtigsten Komponente im Unterricht, er kennt seine Schüler am besten und weiß wie er seine Schüler motivieren kann. Das gelingt ihm stellenweise nur bedingt. Durch den hohen Altersunterschied ist es schwierig eine generelle Medienaffinität oder einen bewussten Umgang mit digitalen Lehrmitteln zu schaffen. Viele Lehrer unterrichten seit Jahrzehnten nach den gleichen Methoden und vermittelten ihr Wissen so an viele Generationen. Die ältere Geneeration von heute, sollte den einfachen Zugang zum Thema der künstlichen Intelligenz haben, um damit die Hemmschwelle zu überwinden, wenn es zu KI-Unterricht kommt. Generell ist zu sagen, dass Lehrer das Thema der künstlichen Intelligenz nicht uninteressiert gegenüberstehen, jedoch ist kein Wissen vorhanden, wie der Inhalt am besten vermittelt werden kann.

Pain Points

Die Schwierigkeiten der Thematik liegen für uns hauptsächlich im Vermitteln des komplexen Themengebietes, künstliche Intelligenz umfasst beinahe genau so viele Punkte wie ein reguläres Schulfach. Nicht ohne Grund gibt es weltweit eigene Studiengänge und Berufszweige zu dem Thema.

01: Umfang der KI Unterrichtseinheit abwägen.
02: Auf Informatik aufbauende Wissensvermittlung schaffen.
03: Selbstbestimmung des Lehrers in seiner eigenen Schulstunde.
04: Relevante Themen für Jugendliche zwischen 13-14 finden.
05: Interesse außerhalb des Unterrichts generieren.Italic text

Top Findings

Angst vor KI
Die Angst vor der Entwicklung der künstlichen Intelligenz ist in der Gesellschaft stark verankert. Viele verstehen nicht, wie die Technologie funktioniert und welche Auswirkungen sie auf unser Leben haben wird. Die Komplexität eines selbstlernenden Algorithmus wird vonseiten der Hersteller und Unternehmen nicht visualisiert, dadurch entsteht ein Unverständnis.

Verständnis ist das Stichwort
Künstliche Intelligenz braucht viel Verständnis. Verständnis über KI wird notwendig sein, um mit unserer “neuen Umwelt” zu interagieren. Dazu müssen wir Verständnis für die Wirkung von künstlichen Intelligenzen schaffen.

Neue Generation
Die neue Generation wird mit der neuen Technologien aufwachsen. Für junge Generation ist es daher wichtig, mit der neuen Technologie umzugehen zu können.

Interaktiver Umgang mit künstlicher Intelligenz
Um solche komplexe Technologie wie KI zu erklären, müssen dieses Thema in verständlicher und leicht zugänglicher Form vermittelt werden.

KI in der Bildung
Mit der Entwicklung neuer Technologien wird KI heutzutage immer wichtiger im Informatikunterricht. Allerdings ist KI bereits stark mit unserer Tätigkeiten verbunden und wird in vielen verschiedenen Bereichen erfolgreich eingesetzt. Deswegen sollte KI nicht nur als Thema im Informatikunterricht eingeführt werden, sondern zudem in den weiteren Schulfächern thematisiert und praxisbezogenen Beispiele gelehrt werden.

Opportunity Areas

Aus der Recherche haben wir folgende „Opportunity Areas“ definiert, welche zur Konzepterstellung beitragen.

Machine Learning Lernspiel
Machine Learning sind in viele Bereiche unseres Lebens integriert. Die Algorithmen dahinter sind den meisten Menschen noch fremd. Lernspiele mit dem Thema Machine Learning ermöglichen den Menschen, ein Verständnis dazu aufzubauen und mehr Transparenz zu schaffen.

Interaktives Lernmaterial für Schüler
Der Umgang mit künstlichen Intelligenz sollte im Schulalter vermittelt werden. Zur Vermittlung kann interaktives Lernmaterial gestaltet werden, welches das Grundwissen der KI zeigt und verständlich wiedergibt.

Berufsfindung im Kontext KI
Die neue Technologie hat großen Einfluss auf zukünftige Berufe. Die Schüler sollten wissen, wie unsere Welt sich in Zukunft verändert und wie die zukünftige Arbeit aussieht. Jeder Schüler sollte in der Oberstufe mit Berufswahl konfrontiert werden. Der Berufswahl nach aktuellem Wissen und Zukunftsaussichten ist daher notwendig.

Future Wheel
Wir glauben, dass in Zukunft ein emphatisches Verständnis für KI erforderlich sein wird. Alltagsbeispiele und zukünftige Szenarien sollten aufgezeigen und die Möglichkeit bieten direkte Auswirkungen einer entwickelten KI auf die Gesellschaft und Leben herauszufinden.