KI-Fallstudien im Unterricht

KI-Fallstudien im Unterricht

KI im Unterricht Algorithmische Voreingenommenheit Ethik in der KI Fallstudien-Methode Trolley-Problem

KI-Fallstudien im Unterricht

Einführung: Warum KI-Fallstudien im Unterricht integrieren?

Künstliche Intelligenz (KI) prägt zunehmend unseren Alltag – von Sprachassistenzsystemen bis zu automatisierten Entscheidungsprozessen. Für Lehrkräfte bietet die Einbindung von KI-Fallstudien eine Möglichkeit, Lernende nicht nur mit den technologischen Grundlagen vertraut zu machen, sondern auch kritisches Denken, ethische Reflexion und interdisziplinäre Kompetenzen zu fördern.

Fallstudien sind praxisorientierte Unterrichtsformate, die reale Problemstellungen oder Szenarien präsentieren. In Kombination mit KI-Themen können sie Schüler:innen dabei helfen, die Mechanismen und Herausforderungen hinter den Technologien besser zu verstehen.

Ziele dieses aiMOOCs:

1. Förderung der Mündigkeit in einer digitalisierten Welt
2. Stärkung des interdisziplinären Lernens durch praxisbezogene Szenarien
3. Reflexion über ethische Implikationen und gesellschaftliche Auswirkungen von KI

Was sind KI-Fallstudien?

KI-Fallstudien sind strukturierte Szenarien, die reale oder hypothetische Anwendungsfälle von Künstlicher Intelligenz beschreiben. Diese können in verschiedenen Bereichen angesiedelt sein, z. B.:

1. Gesundheitswesen: Einsatz von KI für die Diagnose von Krankheiten
2. Verkehr: Selbstfahrende Autos und ihre ethischen Herausforderungen (z. B. das Trolley-Problem)
3. Medien: Filterblasen und Algorithmen sozialer Netzwerke
4. Bildung: KI-gestützte Lernplattformen und adaptive Lernsysteme

Lehrkräfte können solche Fallstudien nutzen, um Lernende zur Auseinandersetzung mit Themen wie Algorithmischer Voreingenommenheit, Datenethik oder automatisierter Entscheidungsfindung anzuregen.

Methoden zur Umsetzung im Unterricht

Didaktische Ansätze

1. Problembasiertes Lernen: Schüler:innen analysieren das Problem einer Fallstudie und entwickeln Lösungen.
2. Socratic Seminar: Eine Methode, bei der Schüler:innen durch geführte Diskussionen tiefere Einsichten in die ethischen und sozialen Aspekte von KI gewinnen.
3. Projektbasiertes Lernen: Lernende erstellen auf Basis einer Fallstudie eigenständige Projekte wie Simulationen oder Präsentationen.

Praktische Umsetzung

1. Einführung ins Thema: Lehrkraft stellt eine Fallstudie vor, z. B. „Wie funktionieren KI-gestützte Gesichtserkennungssysteme?“ 2. Gruppenarbeit: Schüler:innen arbeiten in Teams, um Probleme zu analysieren, ethische Fragen zu identifizieren und Lösungen vorzuschlagen. 3. Präsentation: Teams präsentieren ihre Ergebnisse und reflektieren gemeinsam.

Beispiele für KI-Fallstudien im Unterricht

Beispiel 1: Selbstfahrende Autos und das Trolley-Problem

Fragestellung: „Wie sollte ein selbstfahrendes Auto entscheiden, wenn ein Unfall unvermeidlich ist?“ Diskussionsthemen:

1. Ethik: Priorisierung von Menschenleben
2. Technik: Wie trifft ein KI-System Entscheidungen?
3. Gesellschaft: Vertrauen in Technologien

Beispiel 2: Fake News und KI in sozialen Netzwerken

Fragestellung: „Wie erkennen Algorithmen Fake News?“ Diskussionsthemen:

1. Algorithmen: Mechanismen hinter Inhaltsvorschlägen
2. Medienkompetenz: Umgang mit Desinformation
3. Gesellschaft: Auswirkungen auf die öffentliche Meinung

Beispiel 3: KI in der Medizin

Fragestellung: „Soll KI die Diagnose von Krankheiten übernehmen?“ Diskussionsthemen:

1. Datenethik: Umgang mit sensiblen Gesundheitsdaten
2. Chancen und Risiken: Abhängigkeit von technischen Systemen
3. Interdisziplinarität: Zusammenarbeit von Medizin und Informatik

Offene Aufgaben

Leicht

1. Erstelle ein Tafelbild zu den ethischen Herausforderungen von KI.
2. Recherchiere Beispiele für KI-Fallstudien aus verschiedenen Branchen.
3. Teile ein Video über eine einfache Erklärung von Künstlicher Intelligenz mit der Klasse.

Standard

1. Entwickle eine eigene Fallstudie zu einem aktuellen KI-Thema.
2. Bereite eine Debatte vor: „Soll KI in sensiblen Bereichen wie Medizin Entscheidungen treffen?“
3. Simuliere ein KI-Entscheidungsmodell mit einfachen Tools oder Apps.

Schwer

1. Erstelle eine interaktive Unterrichtseinheit mit einem Fokus auf KI und Datenethik.
2. Schreibe einen Essay über die gesellschaftlichen Auswirkungen von KI.
3. Entwickle ein Rollenspiel basierend auf einer KI-Fallstudie, z. B. ein fiktives Gerichtsverfahren.

Workshop

1. Simuliere mit der Klasse eine ethische Entscheidungsfindung mit KI, z. B. das Trolley-Problem.
2. Erstelle ein interaktives Spiel basierend auf einer KI-Fallstudie.
3. Leite eine Diskussion über algorithmische Voreingenommenheit anhand eines praktischen Beispiels.
4. Untersuche mit Schüler:innen die Auswirkungen von KI auf Arbeitsplätze in verschiedenen Branchen.
5. Analysiere Daten mit kostenlosen Tools, um einfache KI-Modelle zu erstellen und zu evaluieren.

Quiz:

Was ist das Ziel von KI-Fallstudien im Unterricht? (Förderung des kritischen Denkens und der ethischen Reflexion) (!Verbreitung von KI-Technologien in Schulen) (!Training für Programmierfähigkeiten) (!Entwicklung eigener KI-Systeme)

Welche Methode ist besonders geeignet für ethische Diskussionen zu KI? (Socratic Seminar) (!Frontalunterricht) (!Multiple-Choice-Tests) (!Projektarbeit ohne Reflexion)

Worin besteht das Trolley-Problem? (Ethische Entscheidungsfindung in unvermeidbaren Situationen) (!Optimierung von Verkehrssystemen) (!Fehlerfreie Datenanalyse) (!Entwicklung von Lernplattformen)

Warum ist algorithmische Voreingenommenheit ein wichtiges Thema? (Sie beeinflusst die Gerechtigkeit von Entscheidungen.) (!Sie beschleunigt den Einsatz von KI-Systemen.) (!Sie verhindert die Verwendung von Algorithmen.) (!Sie erhöht die Geschwindigkeit von Berechnungen.)

Welcher Bereich ist ein typisches Beispiel für KI-Anwendungen? (Gesundheitswesen) (!Malerei) (!Landschaftspflege) (!Poesie)

Was sind typische Themen in KI-Fallstudien? (Algorithmische Voreingenommenheit und Ethik) (!Programmierfähigkeiten und Quellcode) (!Hardware-Entwicklung und Serverkapazität) (!Textilproduktion und Handarbeit)

Welche Rolle spielen Fallstudien im Unterricht? (Sie bieten praxisorientierte Szenarien.) (!Sie ersetzen Lehrpläne.) (!Sie eliminieren ethische Diskussionen.) (!Sie verbessern ausschließlich die Technikkenntnisse.)

Was könnte ein Ergebnis von KI in sozialen Netzwerken sein? (Filterblasen und Fake News) (!Stärkere Meinungsvielfalt) (!Fehlende Algorithmen) (!Weniger Interaktion)

Wie sollte KI im Unterricht thematisiert werden? (Kombiniert mit Ethik, Gesellschaft und Technik) (!Nur aus technischer Perspektive) (!Ausschließlich durch praktische Experimente) (!Ohne Bezug zur Realität)

Was unterscheidet Fallstudien von traditionellen Unterrichtsmethoden? (Sie fördern interdisziplinäres und problemorientiertes Lernen.) (!Sie eliminieren traditionelle Inhalte.) (!Sie setzen keine Technologie voraus.) (!Sie verhindern individuelle Reflexion.)

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