Tauche mit deinen Schüler*innen ein in die spannende Welt der Künstlichen Intelligenz! Dieses Material macht die Grundlagen von KI greifbar und verständlich. Ihr entdeckt, wie ein Neuron funktioniert, was das Skalarprodukt damit zu tun hat und wie Entscheidungsgrenzen uns helfen, Daten zu klassifizieren. Dabei reflektiert ihr auch wichtige ethische Fragen rund um KI-Modelle.

Was euch erwartet:

• Ihr startet mit dem Skalarprodukt, das ihr schon aus dem Matheunterricht kennt, und entdeckt es als Herzstück eines Neurons neu.
• Dann berechnet ihr fleißig Skalarprodukte, variiert Gewichte, um ihre Wirkung zu verstehen, und stellt Klassifikationsgrenzen grafisch dar.
• Das schafft eine tolle Brücke zwischen Vektorrechnung und maschinellem Lernen!

Auf einen Blick:

• Dauer: 1-2 Unterrichtsstunden (ca. 45-90 Minuten)
• Klassenstufe: 11
• Sozialform: Einzel- oder Partnerarbeit
• Voraussetzungen: Deine Schüler*innen sollten Grundlagen zu linearen Modellen und Verlustfunktionen kennen (z.B. aus Kap. 3 und 6). Auch Vektoren und das Skalarprodukt sind hilfreich. Keine Sorge, Vorwissen zu neuronalen Netzen ist nicht nötig!
• Benötigtes Material: Taschenrechner (optional), Lineal, Bleistift.
• Differenzierung: Das Material bietet dir einfache Basisaufgaben und spannende Erweiterungen. So kannst du optimal auf die Bedürfnisse deiner Lernenden eingehen.
• Ausblick: Dieses Kapitel bereitet deine Schüler*innen ideal auf weiterführende Themen wie Aktivierungsfunktionen und mehrschichtige neuronale Netze vor (z.B. in Kap. 8).

Das lernen deine Schüler*innen:

Nach dieser Einheit können deine Schüler*innen:

• Ein lineares Modell als Skalarprodukt darstellen und berechnen.
• Die Auswirkung von Gewichten auf die Modellausgabe analysieren und dominierende Merkmale erkennen.
• Das Konzept eines Neurons als gewichtete Summe mit Schwellenwert verstehen und es von einem biologischen Neuron abgrenzen.
• Klassifikationsgrenzen als Geraden im Merkmalsraum darstellen und interpretieren.
• Ethische Fragen zur Legitimität von Merkmalen in KI-Modellen (z.B. bei der Kreditvergabe) reflektieren.