Für die Lehrkraft
Kompetenzen
Nach dieser Lektion können die Schüler*innen:
- Die Schüler*innen vergleichen das Speichern von Farben und das Vorhersagen der nächsten Farbe mit der Datenverarbeitung und den Vorhersagen großer Sprachmodelle und benennen eine Grenze dieses Vergleichs.
- Die Schüler*innen reflektieren darüber, wie Datenqualität und Verzerrungen die Leistung eines Modells beeinflussen.
- Die Schüler*innen erklären, wie das OzoBlockly-Programm Farben speichert und wiederholt, und sagen selbst voraus, welche Farbe als Nächstes kommt.
Vorbereitung
Material
- Kugelschreiber oder Bleistift
- Papier
- Tablet/Computer
Material für die Lehrkraft
Material für die Schüler*innen
- 1 Evo pro Schüler*in
- 1 Arbeitsblatt pro Schüler*in
- 1 Gerät zum Programmieren pro Schüler*in
- 1 Bleistift pro Schüler*in
- OzoBlockly
Ablauf der Lektion
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Einführung
Schritt 1: Einstieg
Zeige diese drei kurzen, unvollständigen Sätze:
- „In der Prüfungswoche bleiben viele Schüler*innen bis spät auf, um zu …“
- „Als der Algorithmus nur Katzenfotos zu sehen bekam, begann er, alle Tiere als … zu bezeichnen.“
- „Das Modell sagte das fehlende Wort voraus: ‚Das Mitochondrium ist das … der Zelle.‘“
Lass die Schüler*innen für jede Lücke ihre Vorhersage aufschreiben. Anschließend vergleichen sie ihre Antworten mit einer anderen Person aus der Klasse.
Frage: „Wo hat dir dein Vorwissen geholfen? Wo hat dich die Formulierung der Aufgabe zu einer bestimmten Antwort gelenkt?“
Betone, dass jede Vorhersage auf Mustern beruhte, die die Schüler*innen schon einmal gesehen haben. So funktioniert auch die Vorhersage des nächsten Tokens bei großen Sprachmodellen (LLMs).
Überleitungsfrage: „Wenn ein Computer viele Vorhersagen macht und jedes Mal Rückmeldung erhält, wie könnte er sich dann verbessern?“
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Schritt 2: Erkunden
Nutze das Speichern und Wiederholen von Farben durch Ozobot als vereinfachten Vergleich mit der Datenverarbeitung in einem großen Sprachmodell. Das ist kein echtes Modelltraining: Bei diesem Ablauf überprüft der Roboter keine Vorhersagen und verbessert sein Verhalten nicht. Lass die Schüler*innen den Roboter verbinden und das Programm in OzoBlockly ausführen. (Freigabecode: k9bgp3)
Die Schüler*innen werden feststellen, dass Ozobot am Ende des Labyrinths das Farbmuster, dem er gerade gefolgt ist, ausspricht und anzeigt.
Lass die Schüler*innen auf Arbeitsblatt 3 die Fragen zum Verhalten von Ozobot und zu den verwendeten Blocktypen beantworten. Lass sie auch die Blöcke der Funktion learnColorPattern auf den Arbeitsblättern 3 und 4 erklären.
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Schritt 3: Erklärung
Besprich, inwiefern das Verhalten des Roboters bei der Erkundungsaufgabe der Art ähnelt, wie große Sprachmodelle trainiert werden und Muster verarbeiten.
Erkläre, dass das Labyrinth Trainingsdaten darstellt und jede Farbe im Labyrinth einem Token entspricht. Bitte die Schüler*innen vorherzusagen, welches Token oder welche Farbe als Nächstes kommt.
Besprich die Gemeinsamkeiten mit großen Sprachmodellen und der Art, wie sie Muster verarbeiten.
Betone den Unterschied: Ozobot speichert Farben und wiederholt sie; die Schüler*innen sagen die nächste Farbe voraus. Ein Fehler beim Wiederholen ist für sich genommen kein Beispiel für eine Grenze von KI. Besprich anhand des Beispiels mit ausschließlich Katzenfotos, wie sich einseitige Daten auf das Ergebnis auswirken und wie das mit Verzerrungen zusammenhängt.
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Schritt 4: Vertiefung
Sage voraus, wie eine Geschichte weitergeht, und programmiere eine passende Route.
- Die Schüler*innen schreiben einen kurzen Anfang einer Geschichte mit 2–3 Sätzen.
- Lass sie ihre Geschichtenanfänge mit einer anderen Person aus der Klasse austauschen.
- Lass sie vorhersagen, was als Nächstes passiert – ähnlich wie ein großes Sprachmodell.
- Lass sie Ozobot so programmieren, dass er die Vorhersage darstellt. Beispiel: In einer Geschichte jagt ein Hund einem Ball hinterher → Programmiere Ozobot so, dass er den Ball „verfolgt“, indem er zu einem auf Papier gezeichneten Ball fährt und sich dreht, wenn er ihn „fängt“.
- Rückblick: Besprich, wie die Schüler*innen Muster und Hinweise aus dem Kontext genutzt haben, um den Fortgang der Geschichte vorherzusagen. Inwiefern ähnelt das dem Verhalten eines großen Sprachmodells?
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Evaluation
Schritt 5: Rückblick
Besprich die folgenden Fragen in kleinen Gruppen oder mit der ganzen Klasse.
- Was zeigt das Speichern von Farben über die Datenverarbeitung, und warum ist das noch kein Modelltraining?
- Welche Daten speichert Ozobot?
- Wie kannst du vorhersagen, welche Farbe als Nächstes kommen könnte?
- Inwiefern ähnelt das der Art, wie große Sprachmodelle vorhersagen, welches Token als Nächstes kommt?
Für die Schüler*innen
Denk wie ein Modell
Du untersuchst, wie ein großes Sprachmodell Muster lernt und vorhersagt, was als Nächstes kommt. Danach sagst du selbst voraus, wie eine Geschichte weitergeht, und programmierst eine Route für Evo.
Du brauchst
- Evo
- Arbeitsblatt
- Gerät zum Programmieren
- Bleistift
- OzoBlockly
So gehst du vor
Schritt 1: Sag voraus
Lies die drei Sätze mit einer Lücke. Schreib auf, welches Wort deiner Meinung nach passt. Vergleiche deine Antworten mit einer Person aus deiner Klasse.
Schritt 2: Denk nach
Besprecht: Wo hat dir dein Vorwissen geholfen? Welche Wörter haben dich zu einer bestimmten Antwort geführt?
Schritt 3: Erkunde
Verbinde deinen Evo mit deinem Gerät. Öffne OzoBlockly und führe das Programm mit dem Freigabecode k9bgp3 aus.
Schritt 4: Fülle das Arbeitsblatt aus
Achte darauf, was Evo am Ende des Labyrinths sagt und anzeigt. Beantworte auf Arbeitsblatt 3 die Fragen zum Verhalten von Ozobot und zu den verwendeten Blocktypen. Erkläre auch die Blöcke der Funktion learnColorPattern auf den Arbeitsblättern 3 und 4.
Schritt 5: Sag eine Farbe voraus
In diesem Vergleich steht das Labyrinth für Trainingsdaten und jede Farbe für ein Token. Evo merkt sich die Farben und wiederholt sie; du sagst voraus, welche Farbe als Nächstes kommt. Besprecht, warum das Wiederholen von Farben noch kein Modelltraining ist.
Schritt 6: Schreib eine Geschichte
Schreib 2–3 Sätze als Anfang einer Geschichte. Tausche deinen Geschichtenanfang mit einer Person aus deiner Klasse.
Schritt 7: Erstelle eine Route
Sag voraus, wie die Geschichte der anderen Person weitergeht. Programmiere deinen Evo in OzoBlockly so, dass er deine Vorhersage darstellt.
Schritt 8: Besprecht
Besprecht in eurer Gruppe: Wie nutzt ein großes Sprachmodell Daten, um das nächste Token vorherzusagen? Welchen Einfluss haben einseitige Daten, zum Beispiel nur Katzenfotos, auf das Ergebnis? Wie hängt das mit Vorurteilen zusammen?
Arbeitsblätter
Die Arbeitsblätter sind im PDF dieser Lektion enthalten. Drucke sie mit 100 % (tatsächliche Größe), nicht mit „An Seite anpassen“: Dann fährt Ozobot genau über die Linien.
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Arbeitsblatt 1
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Arbeitsblatt 2
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Arbeitsblatt 3
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Arbeitsblatt 4
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Arbeitsblatt 5
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Lösungsblatt 1
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Lösungsblatt 2
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Lösungsblatt 3
Lektion mit allen Arbeitsblättern herunterladen (PDF) (öffnet in einem neuen Tab)
Videos
Kompetenzen
Mit dieser Lektion arbeitest du an den folgenden Kompetenzen aus der KMK-Strategie „Bildung in der digitalen Welt“:
- 3.1 Entwickeln und Produzieren Produzieren und Präsentieren
- 5.5 Algorithmen erkennen und formulieren Problemlösen und Handeln
- 6.2 Medien in der digitalen Welt verstehen und reflektieren Analysieren und Reflektieren




