Kreuzworträtsel Klasse 9/10 mit Künstlicher Intelligenz: Wie ein Computer Rätsel durch Backtracking löst – Informatik ohne Gerät.

Muss ein Computer erst aus vielen Rätseln lernen, um ein Kreuzworträtsel auszufüllen? Nein – er sucht: Lücke wählen, Wort probieren, Kreuzungen prüfen und bei einer Sackgasse zurückgehen. Die Klasse spielt diesen Backtracking-Algorithmus in Vierergruppen von Hand, protokolliert jeden Schritt, zeichnet den Suchbaum und vergleicht zwei Reihenfolgen: „der Reihe nach“ (17 Versuche, zweimal zurück) und „die Lücke mit den wenigsten passenden Wörtern zuerst“ (5 Versuche, aber mehr Zählarbeit). Mit Aufwärm-Kreuzworträtsel zu Informatik und KI. Vollständig für zwei Unterrichtsstunden oder als ausgewiesene 45-Minuten-Kurzroute, ohne Gerät.

• Pflichtteil AB 1–5 (Aufwärm-Kreuzworträtsel mit 11 Begriffen aus Informatik und KI, das Rätsel als Bedingungsproblem mit Variablen, Wertebereichen und Bedingungen, Protokoll und Suchbaum des Backtrackings, Heuristik „wenigste Wörter zuerst“ (MRV) mit ehrlichem Aufwandsvergleich, Einordnung „Suche mit festen Bedingungen“ vs. maschinelles Lernen (Anpassen eines Modells an Trainingsbeispiele) mit Merksatz)

• Zeitplanung: vollständige Fassung für zwei Unterrichtsstunden; 45-Minuten-Kurzroute für eine Einzelstunde (Rätsel als Hausaufgabe, Suchbaum nur auszählen, Anleitung und Galeriegang in der Folgestunde). Alle Zeiten sind Planungsvorschläge, noch nicht im Unterricht erprobt

• Durchgerechnet: Alle Protokolle, Suchbäume und Schrittzahlen sind mit einem eigenen Programm berechnet und geprüft (genau eine Lösung, Zurückgehen über zwei Ebenen, Vergleich feste Reihenfolge / MRV, großer Vergleich mit 16 Damen)

• Fachlich eingeordnet: Bedingungsprobleme (Constraint Satisfaction) und Backtracking als klassisches Gebiet der KI nach Russell & Norvig, „Artificial Intelligence: A Modern Approach“ (Kapitel 6); sauber getrennt vom maschinellen Lernen – kein Lernen aus Daten; Vereinfachungen im Kasten „Was unser Modell zeigt – und was nicht“ und im Begleitbogen benannt

• Kooperativ: Die Gruppe ist der Computer – vier Rollen, vier verteilte Infokarten (Steuerung, Prüfung, Gitter, Zurück), großes Gitter zum Ausfüllen und Radieren; gemeinsames Produkt „Anleitung für den Rätsel-Computer“ mit Galeriegang und Feedback nach Kriterien

• Erweiterungen: 4-Damen-Problem mit demselben Verfahren, Backtracking als rekursiver Pseudocode mit Mini-Sudoku (auch für die Sek II); 6 Tippkarten, Satzanfänge, Sternaufgaben, Lernkontrolle mit Selbsteinschätzung

• Vorbereitung auf einen Blick mit Lernzielen, Ablauf und Kopierübersicht, Hintergrundseite mit KMK-Bezug, Begleitbogen; Rätsel und Wortlisten konstruiert (konstruiertes Unterrichtsbeispiel), keine Produktnamen, schwarz-weiß druckbar