Kein Computerraum? Kein Problem!

Informatik Klasse 5 - 6: Automaten und KI verstehen (ohne PC machbar!)

Ihre Klasse wird zum Technik-Team, testet einen gespielten Getränkeautomaten, zeichnet seinen Bauplan, bringt einer Pausen-Anzeige das Sortieren bei und findet heraus, wo eine KI sich irrt. Ausdrucken, schneiden, loslegen.

Für Klasse 5/6, auch fachfremd und in der Vertretung.

Die Werkstatt steht für sich: Sie brauchen kein anderes Heft und keine Geräte. Jede Station beginnt mit ihrer Info-Seite und lässt sich einzeln einsetzen.

Die 4 Stationen:

• A · Der Pausenautomat: Kind A spielt mit verdeckter Rollenkarte den Automaten, Kind B testet mit höchstens 8 Eingaben, welche von drei Vermutungen stimmt. Die Entdeckung: Reaktion = Eingabe + Zustand.

• B · Der Bauplan: Zustandsdiagramm zeichnen, den Gratis-Getränke-Fehler mit einer klugen Eingabefolge nachweisen, den Zwei-Münzen-Automaten entwerfen. Oder Insel-Hüpfen: ein Wort-Automat als Laufkarte mit Spielstein (ANNA kommt im Hafen an, NASA erleidet Schiffbruch).

• C · Wie eine KI sortiert: 8 Trainingskarten mit Regen und Temperatur sortieren, Schwellenwerte wählen, einen Entscheidungsbaum bauen, mit 4 Testkarten prüfen und im Gruppenvergleich sehen, warum gleiche Daten verschieden gute Bäume ergeben.

• D · Wenn die KI sich irrt: der Schnee-Trick aus einem echten Forschungsexperiment von 2016. Die KI sah Wölfe nur im Schnee und hielt danach einen Husky im Schnee für einen Wolf. Die Kinder wenden die bequeme Regel auf neue Bilder an, benennen KI im Alltag und stellen ein besseres Trainingsset zusammen. Profi-Box: ein Rechen-Neuron.

Wenig Vorbereitung: kopieren, fertig. Die Kinder schneiden die Karten selbst aus. Die Bögen S. 8, 13, 18, 19 und 24 einseitig drucken, Druckgröße 100 %. Sie brauchen Schere und Stifte, je Paar einen Radiergummi als Spielstein und ein Buch als Sichtschutz.

Gut planbar: Die Lehrkraft-Seite nennt Richtwerte (Station A und D 45–60 Minuten, Station B 35–60 Minuten, Station C 60–90 Minuten, nicht im Unterricht erprobt) und für jedes Thema einen Vorschlag für eine Einzelstunde.

Als Option für die ganze Klasse: das Klassen-Neuron (10 Minuten).

Das ist enthalten (29 Seiten):

✔ 4 Info-Seiten als Stations-Einstieg

✔ 17 Aufgaben-, Spiel- und Materialseiten mit Basisaufgaben (★), Extras (★★), Tipps und Profi-Fragen

✔ Technik-Pass mit Systemcode: Jede geschaffte Station liefert einen Buchstaben

✔ Abschlussprüfung (8 Fragen) und Technik-Diplom

✔ Lehrkraft-Seite mit Kopierplan, Zeitrichtwerten und Einzelstunden-Vorschlag

✔ vollständige Lösungen

✔ komplette Schwarz-Weiß-Kopierversion als zweite Datei

Lehrplan: Kernlehrplan Informatik 5/6 NRW, Inhaltsfeld Automaten und künstliche Intelligenz (Automaten aus der Lebenswelt, Abläufe graphisch darstellen, Entscheidungsbaum enaktiv, KI-Beispiele; neuronale Netze als Ausblick); passt auch zu ITG und „Informatik und Medienbildung“. Der Schnee-Trick beruht auf dem Experiment von Ribeiro, Singh und Guestrin (2016).

Fächer: Informatik / ITG (ergänzend: Medienbildung)

Materialtyp: Stationenlernen (ergänzend: Arbeitsblätter) KI-Erklärung

Gesamtübersicht Informatik (ohne Computer):

Teil 1: Grundwissen und Theorie

Teil 2: Der Computer von Innen

Teil 3: Programmieren

Teil 4: Sicher im Netz

✔ Teil 5: Automaten und KI verstehen

Spare im Materialpaket!