Station 5: Denken wie eine Maschine

Autorinnen: Lena Kapell, Iris Makowka

Thema

Beim Arbeiten mit diesen Materialien entdecken die Schüler:innen auf spielerische Art, wie eine Maschine lernt. Sie sollen verstehen, dass eine Künstliche Intelligenz durch Wiederholungen zu besseren Ergebnissen kommt. Dies wird anhand des NIM-Spiels ausprobiert.

Das folgende Video erklärt den Ablauf des Spiels.

Lernen über KI

Das Lernen über KI und digitale Medien ist in der heutigen Zeit ein wichtiger Teil schulischer Bildung. Das liegt daran, dass wir in einer Welt leben, in der diese Themen eine zunehmend große Rolle spielen (vgl. Böttinger & Schulz, 2023, S.2). Wie in der Studie „Eltern im Fokus 2024“ festgestellt wurde, gibt es in den Haushalten in denen die Kinder aufwachsen jedoch große Unterschiede in Bezug auf Erfahrung und Umgang mit KI. Einerseits geben 48% der Eltern an, sich unter KI bloß etwas vorstellen zu können. Andererseits haben 40% der Eltern KI schon genutzt. Auch in Bezug darauf, wie Eltern mit ihren Kindern künstliche Intelligenz thematisieren, zeigen sich Unterschiede. Gut die Hälfte gibt an, mit den Kindern über Chancen und Risiken von KI zu sprechen, während etwa ein Viertel der Eltern das Thema garnicht bespricht.

Kinder aus all diesen Haushalten sitzen nun in der Schule gemeinsam in ihren Klassen. Wenn KI und digitale Medien im Unterricht nicht behandelt werden, bleibt der Unterschied in Bezug auf Wissen und Fähigkeiten, der von zuhause mitgegeben wird, bestehen. Die Unterschiede in Bezug auf Zugang zu und Umgang mit digitalen Medien, werden als „digital gap“ oder „digitale Kluft“ bezeichnet. Damit diese Kluft nicht breiter wird, ist digital-inklusive Bildung in der Schule wichtig (vgl. Böttinger & Schulz, 2023, S.2).

Diklusion

Nicht nur das zuvor thematisierte Lernen über Medien ist aus inklusiver Perspektive zu berücksichtigen. Der Begriff „Diklusion“, der sich aus den Wörtern digitale Medien und Inklusion zusammensetzt, kann fünf Ebenen beschrieben werden, auf denen digitale Medien und inklusiver Unterricht verschränkt sind (vgl. Schulz, 2021, S.34f). Neben dem Lernen über Medien, gehören dazu auch das Lernen mit Medien und das Lernen durch Medien (vgl. ebd.). Beim Lernen durch Medien stellen die digitalen Medien eine Unterstützung z.B. durch Assistive Technologien für die Schüler:innen dar (vgl. ebd.). Dies haben wir beim Erstellen unseres Materials berücksichtigt. Durch die Nutzung von iPads und QR-Codes wird den Schüler:innen neben den Karten mit kurzen Texten und Bildern noch ein anderer Zugang zu den Materialien eröffnet. Verschiedene Zugänge sind im Sinne inklusiver Bildung wichtig, um möglichst alle Schüler:innen abzuholen. Ein weiterer Zugang entsteht über das Spiel selbst. Dadurch, dass die Kinder selbstständig tätig werden können, soll Interesse geweckt und der Lernprozess gefördert werden.

Ziel der Station ist, dass die Schüler:innen an der Station einerseits den Umgang mit Medien üben und andererseits erste Einblicke in die Funktionsweise von Computer und KI bekommen. Sie sollen einerseits merken, dass iPads und andere Medien ihnen das Lernen erleichtern können, weil sie unter anderem bei Leseschwierigkeiten Unterstützung bieten. Andererseits sollen die Kinder durch das Spiel erkennen, dass maschinelles Lernen bedeutet, dass beispielsweise eine KI mit zunehmender Erfahrung oder mehr Informationen besser in der ihr zugedachten Aufgabe wird. Diese Informationen werden von Menschen bereitgestellt.

Erstellen einer diklusiven Lernumgebung

Damit die Schüler:innen möglichst selbstständig arbeiten können, wurde die Anleitung mit QR-Codes vorbereitet, die zu Audio-Dateien führen. Dadurch können auch Kinder, die mit dem Lesen langer Texte Schwierigkeiten haben, eigenständig arbeiten. Die Anleitung wurde kleinschrittig aufgenommen, sodass die Schüler:innen sich nicht zu viele Anweisungen auf einmal merken müssen und bei Bedarf einzelne Anweisungen erneut abspielen können.

Der Einsatz von sprechenden QR-Codes fördert eine inklusive Lernumgebung überdies dadurch, dass die Seite Kits.blog auch eine Übersetzungsfunktion hat, wodurch die QR-Codes wenn nötig auch für Kinder vorbereitet werden können, die eine andere Sprache als deutsch sprechen.

Aufbau der Station

Bei der Durchführung des Spiels sollte die vertonte Anleitung und das NIM-Spiel ausgebreitet auf dem Tisch, oder einer freien Fläche auf dem Fußboden liegen. Dabei ist es natürlich wichtig, die Karten in der richtigen Reihenfolge auszulegen, also mit 1 beginnend. Dann können die Schüler:innen die Station selbstständig durchführen, indem Sie die Anleitung mit iPads scannen und anhören. Die Dauer dieser Station ist variabel. Die Schüler:innen können bereits nach 15 Minuten fertig sein, wenn sie keine Probleme damit haben, die QR-Codes zu scannen. Man kann die Kinder aber auch problemlos 30 Minuten lang spielen lassen, ohne dass Langeweile aufkommt. Es ist also sinnvoll eher 25-30 Minuten einzuplanen, damit auf jeden Fall alle fertig werden.

Material

• Ein iPad zum Scannen der QR-Codes
• Ein iPad oder Wecker als Zeitmesser
• Eine Anleitung des Spiels
• Einmal das NIM-Spiel

Das Spiel lässt sich mit günstigen Materialien selbst basteln. Dabei ist es nicht so wichtig, genau die gleichen Materialien zu wählen. Statt Streichhölzern können auch Holzstücke odeer ähnliches genutzt werden. Dann muss allerdings die vertonte Anleitung des Spiels überarbeitet werden. Dazu können auf der Seite Kits.blog eigene QR-Codes erstellt werden.

Je nach Gruppengröße variiert die Anzahl der benötigten Materialien. Die Angaben oben beziehen sich auf eine Kleingruppe mit 2 bis 4 Kindern.

Kits.blog nutzen, um sprechende QR-Codes zu erstellen

Abb.3.1, Abb.3.2, Abb.3.3 Nutzung Kits.blog (eigene Screenshots, alle Rechte beim Niedersächsischen Landesinstitut für schulische Qualitätsentwicklung)

Um selbst einen QR-Code zu erstellen, muss man zunächst die Seite Kits.blog öffnen. Dort kann man in der oberen Zeile „Tools“ auswählen und anschließend darunter „QRStorage“. Hat man dies getan, ist es wichtig die Funktion „Übersetzung“ zu wählen, auch wenn man gar nichts übersetzen möchte. Nur hier kann man die „Sprachausgabe aktivieren“. Wenn man das getan hat, kann man einen maximal 1000 Zeichen langen Text eingeben und dann auf erstellen klicken. Dann wird automatisch ein QR-Code erstellt, der zu einer Audiodatei des Textes führt. Diesen kann man dann herunterladen und verwenden.

Durchführung

Wenn alle Materialien beisammen sind, können die Kinder eigenständig an der Station arbeiten. Die QR-Codes sagen ihnen, was sie machen sollen. Die Materialien können durch Klicken auf die Buttons heruntergeladen werden.

Die Station erfordert wenig bis gar keine Hilfe von der Lehrkraft, da die Kinder von der vertonten Anleitung durch die einzelnen Schritte der Station geführt werden. Die Schritte sind die Folgenden.

1. Den Kindern wird erklärt, um was es an der Station geht. Hier wird das Interesse am maschinellen Lernen geweckt.
2. Die Kinder werden auf das Spiel vorbereitet. Bevor es losgehen kann, bekommen die Schüler:innen Zeit, sich in Ruhe zu überlegen, wer welche Aufgabe übernimmt.
3. Die Kinder bekommen Anweisungen, welche Spielzüge möglich sind und können beginnen zu spielen. Durch kleinschrittige Anweisungen können die Schüler:innen ganz selbstständig ein neues Spiel lernen und entdecken, wie maschinelles Lernen funktioniert.
4. Die Kinder besprechen, wie ihrer Meinung nach eine Maschine lernt. An dieser Stelle können die Schüler:innen gemeinsam überlegen, was sie durch das Spiel gelernt haben. Danach können sie sich die Zusammenfassung anhören, um die eigenen Erkenntnisse noch einmal abzugleichen. Dabei ist die zentrale Erkenntnis, dass das Kind, welches den Computer spielt, mit andauerndem Spielverlauf immer häufiger gewinnt. Bezogen auf maschinelles Lernen heißt das, dass eine KI mit zunehmenden Erfahrungen/ Informationen besser in ihrer Aufgabe wird.

Erfahrung & Reflexion

Bei der Station muss bedacht werden, dass die sprechenden QR-Codes in einer ruhigen Umgebung abgehört werden sollten, damit die Kinder auch wirklich hören, was gesagt wird. Es bietet sich also an, die Station in einer ruhigen Ecke des Klassenraums oder in einem separaten Raum aufzubauen, wenn auch noch andere Stationen parallel bearbeitet werden. Alternativ können Kopfhörer genutzt werden. So wird niemand gestört.

Wenn das Spiel aus anderen Materialien gebastelt wird, als hier beschrieben, dann muss auch die Anleitung geändert werden, sodass von den richtigen Materialien gesprochen wird.

Einige Kinder brauchen eventuell mehr Zeit beim Scannen der QR-Codes. Wenn man die Klasse gut kennt, bietet es sich an, die Gruppen so einzuteilen, dass immer technisch versiertere Kinder mit solchen zusammenarbeiten, die weniger Erfahrung mit der Nutzung von iPads oder motorische Schwierigkeiten beim Scannen haben. Es ist natürlich ebenso möglich homogenere Gruppenbildung zu erstellen und dieser Gruppe mehr Zeit zu geben, sodass alle in eigenem Tempo Erfahrungen mit dem Scannen sammeln können.

Literatur

Schulz, L. (2021). Diklusive Schulentwicklung: Erfahrungen und Erkenntnisse der digital-inklusiven Multiplikatorinnen- und Multiplikatorenausbildung in Schleswig-Holstein. MedienPädagogik: Zeitschrift für Theorie und Praxis der Medienbildung, 41, 32-54.

Schulz, L. (2023). Diklusion in der Lehrkräftebildung. Ein Praxisbericht – In Ferencik-Lehmkuhl, D. et.al. (Hrsg.)., Inklusion digital! Chancen und Herausforderungen inklusiver Bildung im Kontext von Digitalisierung. Bad Heilbrunn. Verlag Julius Klinkhardt, 259-271.

Redaktionelle Überarbeitung: Dr. Lea Schulz