Station 1: Roboter-Robbe

Die fortschreitende Digitalisierung eröffnet Schulen vielfältige Möglichkeiten, Unterricht inklusiver und individueller zu gestalten. Der Begriff „Diklusion“ beschreibt die Verbindung von digitalen Medien und Inklusion, mit dem Ziel, die unterschiedlichen Lernbedürfnisse und Voraussetzungen aller Schüler:innen stärker zu berücksichtigen. Digitale Medien bieten hierbei die Chance, Lernprozesse zu personalisieren und Barrieren abzubauen, sodass Bildung für alle zugänglicher wird.

Ein zentraler Aspekt der Diklusion ist die Förderung von Chancengleichheit. Digitale Tools ermöglichen es, Lerninhalte flexibel und auf verschiedene Niveaus angepasst bereitzustellen, individuelles Feedback zu geben und unterschiedliche Ausdrucks- sowie Kommunikationsmöglichkeiten zu schaffen. Gleichzeitig unterstützen sie das selbstregulierte Lernen und fördern durch kollaborative Ansätze die sozialen und emotionalen Kompetenzen der Schüler:innen.

Die Verbindung von Digitalisierung und Inklusion bietet somit das Potenzial, Bildungsprozesse nachhaltiger und gerechter zu gestalten, indem sie den individuellen Lernbedürfnissen in einer zunehmend diverseren Schülerschaft gerecht wird.

Der Einsatz von Paro, einer KI-gesteuerten Roboter-Robbe, bietet eine innovative Möglichkeit, Schülern die Prinzipien und Potenziale von Künstlicher Intelligenz (KI) näherzubringen. Paro ist ein interaktiver Therapieroboter, der mit Sensoren seine Umgebung wahrnimmt, auf Berührungen, Stimmen und Licht reagiert und daraus mithilfe seiner KI eigenständiges Verhalten ableitet. Besonders faszinierend ist die Fähigkeit von Paro, durch maschinelles Lernen eine individuelle „Persönlichkeit“ zu entwickeln, die sich über die Zeit an die Interaktionen mit seiner Bezugsperson anpasst. Auf diese Weise kann Paro emotionale Bindungen fördern und therapeutische Effekte erzielen, die vergleichbar mit einem echten Haustier sind.

Schüler erhalten durch die Beschäftigung mit dieser Form von KI einen Einblick in ihre Funktionsweise. Sie lernen, wie Sensoren Daten aus der Umwelt erfassen und wie KI diese verarbeitet, um Entscheidungen zu treffen und dynamisches Verhalten zu erzeugen. Darüber hinaus wird erlebbar, wie KI nicht nur rein funktionale, sondern auch soziale und emotionale Aufgaben übernehmen kann – etwa durch Reaktionen auf Stimme, Namen oder Berührungen.

Ein weiterer zentraler Lernaspekt besteht darin, Schüler:innen die Möglichkeit zu geben, eine Roboter-Robbe mit wechselnden Merkmalen selbst zu gestalten oder zu simulieren. Indem sie Eigenschaften wie anpassen, gewinnen sie nicht nur technische Einblicke, sondern schärfen auch ihr Bewusstsein für die Auswirkungen von KI auf menschliche Interaktionen. Die Reflexion darüber, wie sich veränderbare Verhaltensmuster auf die Interaktion auswirken, fördert sowohl kreatives Denken als auch die Fähigkeit, technologische Entwicklungen kritisch zu hinterfragen.

Dieses Projekt dient also dazu, den Schüler:innen nicht nur technologische Grundlagen zu vermitteln, sondern auch soziale und ethische Themen aufzugreifen.

Die folgenden Kompetenzen sollen im Projekt ,,Roboter-Robbe Paro” weitgehend erreicht werden:

Lerninhalte und Kompetenzen

Einführung in die Funktionsweise von KI:

Schüler:innen erfahren, wie KI-Systeme gestaltet werden, um auf Umweltreize wie Berührungen, Licht oder Stimmen zu reagieren. Sie lernen die grundlegenden Mechanismen hinter Sensorik, Datenverarbeitung und maschinellem Lernen kennen und verstehen, wie sich durch diese Prozesse die “Persönlichkeit” einer Roboter-Robbe anpassen kann.

Dynamik und Personalisierung:

Durch die Beobachtung und Gestaltung von Verhalten, das sich individuell an Interaktionen und Umgebungen anpasst, lernen Schüler:innen, wie KI in Bereichen wie Therapie oder Unterhaltung personalisierte Erlebnisse schaffen kann.

Reflexion von Ethik und Verhalten:

Die Anpassung von Eigenschaften und Verhalten einer Roboter-Robbe führt zu Fragen, wie Technologie Emotionen beeinflussen kann und welche ethischen Überlegungen bei der Entwicklung solcher Systeme berücksichtigt werden müssen.

Kreatives Problemlösen:

Die Schüler:innen haben die Möglichkeit, die Eigenschaften der Roboter-Robbe eigenständig zu gestalten. Sie setzen sich dabei kreativ über die schulKI damit auseinander und bewerten, welche Anpassungen für spezifische Ziele – etwa emotionale Bindung oder therapeutische Unterstützung – am effektivsten sind.

Verknüpfung technischer und psychologischer Aspekte:

Das Projekt vermittelt, wie technologische Entwicklungen menschliches Verhalten beeinflussen und wie diese auf eine positive Interaktion zwischen Mensch und Maschine ausgerichtet werden können.

Die folgenden Ziele sollen im Projekt ,,Roboter-Robbe Paro“ weitgehend erreicht werden:

Ziele des Projekts

Technologische Grundlagen:

Das Projekt hilft den Schüler:innen, die Funktionsweise von KI-Systemen durch praxisnahe Anwendungen zu verstehen. Es stärkt ihre Kompetenzen in der Programmierung und im Umgang mit Sensoren und maschinellem Lernen.

Bewusstsein für den Einfluss von KI:

Die Schüler:innen setzen sich mit den Potenzialen und Grenzen von KI auseinander. Sie erkennen, wie Technologie soziale und emotionale Interaktionen beeinflussen kann, und lernen, diese kritisch zu bewerten.

Kreativität und Eigeninitiative:

Durch das Experimentieren mit verschiedenen Merkmalen der Roboter-Robbe werden Kreativität und eigenständiges Arbeiten gefördert. Schüler entwickeln eigene Ideen und setzen diese praktisch um.

Ethische Reflexion:

Das Projekt fordert die Schüler:innen auf, die ethischen Implikationen von KI zu diskutieren, beispielsweise die Frage, ob und wie emotionale Bindungen zu einer Maschine möglich und sinnvoll sind.

Interdisziplinäres Lernen:

Die Verbindung von Technologie, Psychologie und Ethik gibt den Schülern die Möglichkeit, ein ganzheitliches Verständnis für KI zu entwickeln, das technologische, soziale und emotionale Aspekte berücksichtigt.

1. Einführung

Beginnen Sie die Stunde mit einer kurzen Einführung in das Thema „Technikgestützte Therapie“. Stellen Sie die Roboter-Robbe „Paro“ vor, die als therapeutischer Roboter entwickelt wurde, um Menschen zu beruhigen und emotional zu unterstützen – ähnlich wie echte Tiere, jedoch ohne Pflegeaufwand. Stellen Sie die Leitfrage:

„Wie kann Technik Menschen in besonderen Lebenssituationen helfen?“

Vorgehen:

Zeigen Sie das verlinkte YouTube-Video zur Roboter-Robbe, um den Schüler:innen einen ersten Eindruck zu vermitteln.
Diskutieren Sie kurz gemeinsam, welche Funktionen oder Einsatzmöglichkeiten ein solcher Roboter haben könnte.
Geben Sie den Arbeitsauftrag für die nachfolgenden Aufgaben bekannt.

Betonen Sie, dass die Schüler:innen die Aufgaben ab diesem Punkt eigenständig und in ihrem eigenen Tempo bearbeiten sollen.

Hinweise für die Lehrkraft:

Das Aufzeigen der Roboter-Robbe anhand des Youtube-Videos hat sich als sehr wichtig herauskristallisiert, damit Schüler:innen sich überhaupt vorstellen konnten, was eine Roboter-Robbe ist.

2. Vorstellung des Arbeitsauftrags

Erklären Sie den Ablauf der Aufgaben, die selbstständig in Einzel- und Partnerarbeit bearbeitet werden:

Einzelarbeit: Die Schüler:innen erstellen ein KI-generiertes Bild der Roboter-Robbe.
Partnerarbeit: Die Schüler:innen analysieren die Vor- und Nachteile der Roboter-Robbe in einer Mindmap.
Zusatzaufgabe (optional): Die Schüler:innen entwickeln neue Roboterideen, falls sie schneller fertig sind.

Geben Sie den Zeitrahmen für jede Aufgabe an und betonen Sie, dass die Ergebnisse am Ende gemeinsam präsentiert und besprochen werden.

3. Arbeitsphase

Aufgabe 1: Bild der Roboter-Robbe erstellen (Einzelarbeit)

Arbeitsauftrag an die Schüler:innen:

Nutzt eure iPads und öffnet die Plattform „schulKI“.
Gebt Begriffe ein, um ein Bild der Roboter-Robbe zu erstellen. Ihr könnt Begriffe wie „glatt“, „weich“, „weiß“, „Flossen“ oder eigene Ideen verwenden.
Experimentiert mit den Eingaben, bis die KI ein Bild erzeugt, das eurer Vorstellung entspricht.
Achtet auf den Timer (z. B. 10 Minuten), um rechtzeitig mit der Aufgabe fertig zu sein.

Hinweise für die Lehrkraft:

Während die Schüler:innen arbeiten, gehen Sie durch die Klasse, um bei technischen Problemen oder Verständnisfragen zu helfen. Greifen Sie jedoch nur unterstützend ein und lassen Sie die Kinder möglichst eigenständig arbeiten.

Aufgabe 2: Mindmap zu Vor- und Nachteilen erstellen (Partnerarbeit)

Arbeitsauftrag an die Schüler:innen:

Bildet Zweiergruppen.
Diskutiert gemeinsam, welche Vor- und Nachteile die Roboter-Robbe haben könnte.

Vorteile: z. B. Emotionale Unterstützung, pflegeleicht, kein Allergierisiko.

Nachteile: z. B. hohe Kosten, mangelnde Echtheit, begrenzte Interaktion.

Erstellt eine Mindmap, um eure Gedanken zu visualisieren.
Nutzt die bereitgestellte Muster-Mindmap, falls euch keine weiteren Ideen einfallen oder der Timer abgelaufen ist.

Hinweise für die Lehrkraft:

Auch hier arbeiten die Schüler:innen eigenständig. Unterstützen Sie lediglich, wenn es Unklarheiten gibt, und achten Sie darauf, dass der Zeitrahmen eingehalten wird (z. B. 15 Minuten). Ein Hinweis auf eine bereitgestellte Info-Box ist zu empfehlen, da sie dort Impulse für den Anfang erhalten.

Zusatzaufgabe (optional): Kreative Roboterkonzepte entwickeln

Arbeitsauftrag an die Schüler:innen:

Falls ihr mit den Aufgaben frühzeitig fertig seid, könnt ihr mit der KI neue Roboter entwerfen, die andere Tiere darstellen, z. B. Hunde oder Vögel.
Überlegt euch, welche zusätzlichen Funktionen diese Roboter haben könnten und in welchen Bereichen sie nützlich wären.

Hinweise für die Lehrkraft:

Die Zusatzaufgabe ist optional und eignet sich besonders für schnell arbeitende Gruppen. Fördern Sie hier die Kreativität der Schülerinnen und Schüler und geben Sie Impulse, falls sie Ideen benötigen.

4.Ergebnissicherung

Arbeitsauftrag an die Schüler:innen:

Präsentiert eure Ergebnisse

Zeigt die Bilder der Roboter-Robbe und erklärt, welche Begriffe ihr verwendet habt.
Stellt eure Mindmaps vor und diskutiert die Vor- und Nachteile in der Klasse.
Präsentiert bei der Zusatzaufgabe eure kreativen Roboterideen.

Hinweise für die Lehrkraft:

Leiten Sie die Präsentationen und die Diskussion. Sammeln Sie die wichtigsten Erkenntnisse zu Vor- und Nachteilen der Roboter-Robbe an der Tafel oder am Smartboard. Nutzen Sie die Diskussion, um die Reflexionsphase einzuleiten

Ergebnisse der Schüler:innen Zusatzaufgabe

5.Reflexion

Arbeitsauftrag an die Schüler:innen:

Denkt gemeinsam über die heutige Unterrichtseinheit nach:

Was habt ihr über den Einsatz von Technik in der Therapie gelernt?
Welche Vor- oder Nachteile haben euch besonders beeindruckt oder überrascht?
Welche Aspekte technischer Entwicklungen findet ihr spannend oder kritisch?
Was würdet ihr an den Aufgaben oder der Unterrichtsmethode verbessern?

Hinweise für die Lehrkraft:

Notieren Sie die Rückmeldungen und diskutieren Sie, wie solche Technologien in anderen Bereichen eingesetzt werden könnten. Nutzen Sie das Feedback der Schüler:innen für die Weiterentwicklung Ihrer Unterrichtseinheiten.

Diese strukturierte Handreichung ermöglicht es den Schüler:innen, eigenständig zu arbeiten, während die Lehrkraft eine unterstützende Rolle einnimmt. Das selbständige Arbeiten fördert die Eigenverantwortung und Kreativität der Kinder.

Redaktionelle Überarbeitung: Dr. Lea Schulz