Das Portal von Science on Stage bündelt Unterrichtsmaterialien, mit denen Künstliche Intelligenz und Machine Learning in unterschiedlichen Altersstufen und MINT-Fächern behandelt werden können. Die Angebote reichen von ersten Erfahrungen mit KI und Datenanalyse über das Training von Machine-Learning-Modellen bis zur Programmierung eigener Anwendungen.

Die fünf digitalen Unterrichtseinheiten richten sich an die Primar- und Sekundarstufe und können je nach Vorkenntnissen, Fach und verfügbarer Unterrichtszeit ausgewählt werden. Ein Materialkompass erleichtert die Auswahl nach Themen, Fächern und Altersstufen.

Für den Informatikunterricht sind insbesondere die Materialien zu Machine Learning, künstlichen neuronalen Netzen, Datenanalyse und Programmierung interessant.

Eine ausführlichere Beschreibung mit Zielgruppe, inhaltlicher Einordnung, Lizenzhinweisen und Bezügen zu den Hessischen Kerncurricula finden Sie unter dem Info-Symbol (ⓘ).

Zielgruppe

Das Angebot richtet sich an Lehrkräfte der Primarstufe sowie der Sekundarstufen I und II. Je nach Unterrichtseinheit werden unterschiedliche Altersgruppen und Vorkenntnisse angesprochen. Die Materialien eignen sich insbesondere für den Informatik- und MINT-Unterricht sowie für fächerverbindende Projekte. Angebote sind sowohl für Lehrkräfte und Schülerinnen und Schüler ohne Vorkenntnisse als auch für Lerngruppen mit Programmiererfahrung vorhanden.

Inhaltliche Schwerpunkte

Das Portal bündelt fünf digitale Unterrichtseinheiten:

• Machine Learning in der Schule: künstliche neuronale Netze und maschinelles Lernen verstehen und mit interaktiven Anwendungen untersuchen,
• Recycling Smart: ein KI-gestütztes Mülltrennungssystem mit Objekterkennung und Python programmieren und konstruieren,
• Erste Schritte mit KI und Datenanalyse: Big Data, maschinelles Lernen und generative KI kennenlernen und erste Anwendungen untersuchen,
• MINT-Wissen 4.0: Machine-Learning-Modelle mit MINT-Lerninhalten trainieren und eigene Lernanwendungen programmieren,
• KI-Superkräfte für die Umwelt: Grundlagen von KI, Machine Learning und Coding am Beispiel Recycling erarbeiten.

Ein zusätzlicher Materialkompass ordnet die Angebote nach Themen, Fächern und Altersstufen und weist auch kürzere Module aus, die sich beispielsweise in einzelnen Unterrichtsstunden einsetzen lassen.

Einordnung

Im Mittelpunkt steht KI als Unterrichtsgegenstand. Die Schülerinnen und Schüler nutzen KI-Anwendungen nicht nur, sondern beschäftigen sich je nach ausgewähltem Material auch mit Daten, dem Training von Machine-Learning-Modellen, künstlichen neuronalen Netzen und der Programmierung eigener Anwendungen.

Die einzelnen Materialien unterscheiden sich deutlich hinsichtlich Umfang und fachlicher Anforderungen. Dadurch bietet das Portal sowohl niedrigschwellige Einstiege als auch umfangreichere Projekte mit Programmierung und technischen Komponenten.

Lizenzierung

Science on Stage stellt die Unterrichtsmaterialien kostenfrei als Open Educational Resources zur Verfügung. Für die Materialien des Portals wird die Creative-Commons-Lizenz CC BY-SA angegeben. Bei der Weiterverwendung sind die jeweiligen Lizenzbedingungen und die Angaben zu Autorinnen und Autoren des verwendeten Materials zu beachten.

Bezüge zu den Hessischen Kerncurricula Informatik

Die konkreten curricularen Bezüge hängen von der jeweils ausgewählten Unterrichtseinheit ab. Für den Informatikunterricht bestehen insbesondere Anknüpfungspunkte an folgende Kompetenzbereiche:

• Algorithmen: Algorithmen analysieren, entwickeln, implementieren und testen, beispielsweise bei den Coding- und Machine-Learning-Projekten,
• Information und Daten: Daten erfassen, darstellen, interpretieren und für das Training von Machine-Learning-Modellen verwenden,
• Informatiksysteme: Funktionsweisen digitaler Systeme und das Zusammenspiel verschiedener Hard- und Softwarekomponenten untersuchen und eigene Anwendungen entwickeln,
• Informatik, Mensch und Gesellschaft: Möglichkeiten, Grenzen und Auswirkungen von KI-Anwendungen untersuchen und bewerten.

Damit bestehen insbesondere Bezüge zum Hessischen Kerncurriculum Informatik für den Wahlunterricht in der Sekundarstufe I sowie zum Kerncurriculum Informatik für die gymnasiale Oberstufe. Die genaue Zuordnung richtet sich nach dem jeweils verwendeten Material.