Digitale Tierforscher*innen: Mit einem LLM recherchieren

Ablauf der Lektion

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   Schritt 1: Einführung

   Sag den Schüler*innen: „Heute werdet ihr digitale Tierforscher*innen: Ihr erforscht Tiere mithilfe künstlicher Intelligenz! Ihr bittet Ozobot, allerlei Fakten über Tiere herauszufinden, zum Beispiel wie viele Beine ein Tier hat, zu welcher Tiergruppe es gehört und ob es sich schnell bewegt. Ihr speichert die Antworten in Variablen und bestimmt mit Code, wie Ozobot reagiert.“

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   Schritt 2: Erklärung

   Wecke mit einem unterhaltsamen Gespräch über Tiere das Interesse der Schüler*innen am Thema. Frag:

   • Wie viele Beine hat ein Hund? Und eine Spinne?
   • Zu welcher Tiergruppe gehört ein Frosch: Säugetiere, Amphibien oder Insekten? Und ein Löwe?
   • Bewegt sich ein Gepard schnell? Und ein Elefant? Oder ein Vogel?

   Daten mit KI sammeln

   Erkläre, dass ihr heute ein großes Sprachmodell verwendet, um Fragen über Tiere zu beantworten. Mit dem LLM-Block kannst du eine Frage eingeben und eine Antwort erhalten. Das ist der wichtigste Block, um Fragen zu stellen und verschiedene Arten von Antworten zu bekommen. Du kannst wählen, in welcher Form du die Antwort erhalten möchtest. Das nennt man den Ausgabetyp.

   1. Text – Die Antwort ist ein Wort oder ein Satz. Zum Beispiel: „Zu welcher Tiergruppe gehört ein Frosch?“ → Ausgabe: „Amphibien“.
   2. Zahl – Die Antwort ist eine Zahl. Zum Beispiel: „Wie viele Beine hat eine Spinne?“ → Ausgabe: 8.
   3. Boolescher Wert – Die Antwort ist wahr oder falsch. Zum Beispiel: „Bewegt sich ein Gepard schnell?“ → Ausgabe: wahr.

   Die Schüler*innen erstellen ein Programm, das:

   1. drei Fragen stellt, jede mit einem anderen Ausgabetyp.
   2. alle drei Antworten in der Konsole anzeigt.
   3. die Antwort in einer Variablen speichert und bei einer der Antworten mithilfe von bedingter Logik bestimmt, wie Ari reagiert.

   Hinweis für die Lehrkraft: Diese Ausgabetypen zeigen Schüler*innen, dass LLMs nicht nur Wörter zurückgeben. Sie können auch andere Arten von Daten zurückgeben, die wir in Programmen verwenden können. Das hilft uns zu verstehen, was KI kann und was nicht.

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   Schritt 3: Einrichten

   Hilf den Schüler*innen, ihren Roboter mit dem Ozobot Editor zu verbinden:

   Für Evo: Schalte Evo ein und klicke auf Geräte > +Evo.

   Für Ari: Schalte Ari ein und öffne die Blockly-App im Ordner Informatik. Klicke im Editor auf Geräte > +Ari.

   Die Schüler*innen müssen auch das LLM über Geräte > LLM-Bot hinzufügen.

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   Schritt 4: Programmieren

   Geht dieses Beispielprogramm gemeinsam durch. (Code zum Teilen: sunzvnk)

   SCHRITT 1: Variablen erstellen

   Erstelle drei Variablen:

   1. Frage1
   2. Frage2
   3. Frage3

   SCHRITT 2: Drei Fragen stellen

   1. Füge einen Block Variable setzen für „Vraag1“ hinzu. Verbinde ihn mit einem LLM-Block.
   2. Erstelle 2 Kopien dieses Codeabschnitts: eine für „Vraag2“ und eine für „Vraag3“.
   3. Gib die folgenden Fragen ein:
      • Vraag1 – „Zu welcher Tiergruppe gehört ein Löwe?“
      • Vraag2 – „Wie viele Beine hat ein Löwe?“
      • Vraag3 – „Bewegt sich ein Löwe schnell?“

   SCHRITT 3: Den Ausgabetyp ändern

   1. Die Antwort auf Vraag1 hat den Ausgabetyp Text.
   2. Die Antwort auf Vraag2 hat den Ausgabetyp Zahl.
   3. Die Antwort auf Vraag3 hat den Ausgabetyp Boolescher Wert.

   SCHRITT 4: Die Antworten ausgeben

   1. Verbinde einen Ausgeben-Block mit einem Variablenblock für „Vraag1“. Platziere ihn unter Vraag1.
   2. Wiederhole das für „Vraag2“ und „Vraag3“.

   SCHRITT 5: Aktionen anhand der Antworten hinzufügen

   1. Du kannst Ozobot die Zahl aus Vraag2 aussprechen lassen. Füge einen Block Zahl sagen hinzu und verbinde ihn mit der Variablen „Vraag2“.
   2. Du kannst Ozobot je nach Antwort auf Vraag3 schnell oder langsam fahren lassen. Füge einen Logikblock und einen Block Vergleichen hinzu: Wenn Vraag3 = wahr, fahre mit 120 mm/s; andernfalls mit 30 mm/s. So fährt Ozobot je nach Antwort schnell oder langsam.

   Erkläre den Schüler*innen, dass sie diese Schritte nun mit eigenen Tieren, Fragen und zusätzlichen Aktionen wiederholen können. Sie testen, welche Fragen das LLM bei jedem Ausgabetyp richtig beantworten kann. Beispielfragen:

   • Wo leben Spinnen? (Text)
   • Welche Farbe haben Flamingos? (Text)
   • Wie viele Kätzchen bekommt eine Katze normalerweise pro Wurf? (Zahl)
   • Wie viele Meter lang ist ein Wal? (Zahl)
   • Hält ein Bär Winterschlaf? (boolescher Wert)
   • Können Pinguine fliegen? (boolescher Wert)
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   Schritt 5: Daten sammeln als digitale*r Tierforscher*in

   Die Schüler*innen können ihre Ergebnisse in einem Feldbericht zur Tierforschung ordnen. Erkläre, dass das Arbeitsblatt einen festen Aufbau hat und einem Dokument ähnelt, mit dem echte Tierforscher*innen Tierbeobachtungen festhalten. Die Schüler*innen notieren für jedes Tier, welche Fragen sie gestellt haben.

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   Schritt 6: Abschluss

   Besprich mit den Schüler*innen, wie die Programmieraufgabe gelaufen ist. Lass sie diese Fragen mündlich oder schriftlich beantworten:

   1. Welche Tiere hast du untersucht?
   2. Welche Arten von Fragen hast du gestellt?
   3. Welche Ausgabetypen haben am besten funktioniert? Warum?
   4. Wie hat dein Programm die Antworten verwendet?
   5. Wie könnten Wissenschaftler*innen KI in Zukunft nutzen, um Tiere besser zu erforschen? Welche Risiken gibt es, wenn KI falsche Informationen liefert?
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   Schritt 7: Erweiterung

   Wenn die Schüler*innen Ari verwenden, können sie das Programm erweitern, damit die Antworten auf Aris Bildschirm angezeigt werden. (Code zum Teilen: ry285mu)

   1. Füge einen Block Abbrechbare Meldung hinzu und verbinde ihn mit dem Variablenblock „Frage1“, um die Antwort auf Aris Bildschirm zu sehen. Mit dem Block Meldung kannst du längere Texte auf Aris Bildschirm anzeigen, durch die man scrollen kann. Der Text bleibt stehen, bis man auf OK drückt.
   2. Die Schüler*innen müssen die Variablenwerte der Typen Zahl und boolescher Wert in Text umwandeln, damit sie auf Aris Bildschirm angezeigt werden können.
   3. Setze einen Variablenblock „Frage2“ in einen Block umwandeln in. Stelle den Ausgabetyp auf Text. Verbinde ihn mit einem Block Nachricht anzeigen.
   4. Kopiere diesen Codeabschnitt und ändere die Variable in „Frage3“.
   5. Wichtig ist, dass du diese Codezeilen nach dem Block Zahl sagen und nach dem Bedingungsblock mit den Bewegungsblöcken platzierst. So behalten die Variablen für diese Aktionen den richtigen Datentyp.
   6. Führe das Programm aus und sieh dir die Meldungen auf Aris Bildschirm an.