Trainingsdaten verstehen: Ein Sortierspiel für den Unterricht

Das Problem

Frau Keller möchte ihrer Klasse erklären, wie KI «lernt». Die Kinder sagen schnell: «Die KI weiss einfach alles.» Dass ein System aus Beispielen etwas ableitet und deshalb auch Fehler macht, bleibt abstrakt. Wer nur vorträgt, erreicht meist wenig.

Der Kern lässt sich spielerisch zeigen. Beim maschinellen Lernen, also dem Lernen eines Systems aus Beispielen, nennt man diese Beispiele Trainingsdaten. Ein System wird mit ihnen eingestellt und danach an neuen Fällen geprüft. Fehlt in den Trainingsdaten etwas, kann das System es später schlecht einordnen. Das liegt nicht an «Dummheit», sondern an der Auswahl der Beispiele.

Ein Sortierspiel mit Karten macht diesen Zusammenhang sichtbar, ohne dass ein Kind einen Chat nutzen oder Daten preisgeben muss. KI hilft Ihnen nur bei der Vorbereitung der Karten und Fragen.

So lösen Sie es mit KI – Schritt für Schritt

1. Lernziel festlegen. Die Kinder sollen erklären können, warum ein System Fehler macht, wenn seine Beispiele einseitig sind. Ordnen Sie das im Modul Medien und Informatik des Lehrplans 21 (bzw. Ihres kantonalen Lehrplans) ein und prüfen Sie den Bezug selbst.
2. Thema für die Karten wählen. Nehmen Sie ein unverfängliches Thema, zum Beispiel Früchte: Äpfel und Birnen. Verwenden Sie nur gezeichnete oder fiktive Karten, keine Fotos von Personen.
3. Einseitige Trainingskarten erstellen. Lassen Sie sich 12 Karten vorschlagen: Alle Äpfel in den Trainingskarten sind rot, alle Birnen gelb. Die Gruppe soll daraus eine Regel für «Apfel» und «Birne» ableiten.
4. Prüfkarten vorbereiten. Erstellen Sie sechs neue Karten, darunter einen grünen Apfel und eine rote Birne. Prüfen Sie die Karten selbst auf Eindeutigkeit.
5. Spiel durchführen. Gruppe A erhält die einseitigen Trainingskarten und leitet eine Regel ab. Danach ordnet sie die Prüfkarten zu. Gruppe B erhält ausgewogene Trainingskarten mit allen Farben.
6. Ergebnisse vergleichen. Welche Prüfkarten hat jede Gruppe falsch zugeordnet? Woran lag es? Lassen Sie die Kinder die Ursache selbst benennen.
7. Übertragen und einordnen. Fragen Sie: Was bedeutet das für KI, die aus Bildern oder Texten lernt? Ergänzen Sie, dass echte Systeme sehr viel grössere Datenmengen verwenden und trotzdem verzerrt sein können. Ein Spiel zeigt nur eine Grundidee, nicht das ganze Verfahren.

Vorlage zum Kopieren

Verwenden Sie ein von Ihrer Schule freigegebenes Werkzeug und geben Sie nur selbst verfasste, allgemeine Angaben ein.

Entwirf ein analoges Kartenspiel zu Trainingsdaten für [Klassenstufe] ohne Bildschirm.
Thema der Karten: [z. B. Früchte oder Fahrzeuge, nur gezeichnet, keine Personen].
Erstelle:
1. 12 einseitige Trainingskarten (Beschreibung der Zeichnung, Kategorie), bei denen ein auffälliges Merkmal mit der Kategorie zusammenfällt.
2. 6 Prüfkarten, die dieses Merkmal bewusst durchbrechen.
3. 12 ausgewogene Trainingskarten für die Vergleichsgruppe.
4. Eine Lösung nur für die Lehrperson.
5. 5 Gesprächsfragen, mit denen die Kinder die Ursache der Fehler selbst benennen.
Weise ausdrücklich darauf hin, dass das Spiel eine Vereinfachung ist und nicht zeigt, wie jede KI funktioniert. Verwende einfache Sprache für [Klassenstufe].

Passen Sie Themenwahl und Kartenzahl an das Alter an; bei jüngeren Kindern genügen sechs Trainingskarten pro Gruppe.

Worauf Sie achten müssen

• Vereinfachung benennen. Das Spiel zeigt, wie Beispiele eine Regel prägen. Es sagt nichts über Rechenverfahren oder darüber, wie Sprachmodelle arbeiten.
• Sorgfältig prüfen. KI-erzeugte Karten und Lösungen können Fehler enthalten. Kontrollieren Sie jede Karte und die Lehrpersonenlösung vor dem Einsatz.
• Keine Personendaten. Geben Sie weder Namen noch Fotos von Kindern oder Noten in öffentliche KI-Dienste ein. Orientierung zum schulischen Datenschutz bietet das Educa-Dossier; massgeblich sind die Vorgaben Ihres Kantons.
• Heikle Merkmale vermeiden. Sortieren Sie nie Menschen, auch nicht spielerisch. Fragen von Fairness behandeln Sie später mit eigenen Aufgaben, siehe KI-Vorurteile untersuchen.
• Alter beachten. Kinder im Kindergarten und der Unterstufe brauchen konkrete Handlungen. Abstrakte Begriffe wie «Modell» führen Sie später ein.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein erfundenes Beispiel aus einer 5. Klasse in Winterthur: Frau Keller teilt die Klasse in zwei Gruppen. Gruppe A bekommt Trainingskarten mit roten Äpfeln und gelben Birnen, Gruppe B gemischte Karten.

Bei den Prüfkarten ordnet Gruppe A den grünen Apfel der Birne zu. «Wir haben uns nur an der Farbe orientiert», sagt ein Mädchen. Gruppe B liegt fast immer richtig. Im Gespräch finden die Kinder selbst heraus: «Wenn die Beispiele nicht alles zeigen, lernt das System etwas Falsches.» Frau Keller ergänzt, dass echte Systeme mit viel mehr Beispielen arbeiten und trotzdem Lücken haben können.

So hilft Ihnen Alpasana

Wenn Lernende über das Sortierspiel hinaus KI-Grundlagen und faire Nutzung erkunden möchten, behandeln die KI-Kurse für Kinder und Jugendliche diese Themen anhand eigener Projekte und ohne Vorkenntnisse. Jüngere Kinder sollten dabei von Erwachsenen begleitet werden.

Häufige Fragen

Ab welcher Klasse eignet sich das Spiel?

Ab der Mittelstufe lässt sich der Zusammenhang gut besprechen. Mit angepassten Karten und wenig Fachwörtern können Sie es auch in der Unterstufe einsetzen. Entscheidend ist, dass die Kinder zuerst handeln und erst danach Begriffe erhalten.

Muss ich dafür selbst KI nutzen?

Nein. Sie können die Karten auch selbst zeichnen. KI spart Zeit bei der Vorbereitung, ersetzt aber Ihre fachliche Kontrolle nicht.

Zeigt das Spiel, wie ChatGPT funktioniert?

Nicht direkt. Sprachmodelle lernen ihre Muster aus sehr grossen Textmengen. Das Spiel zeigt nur das Prinzip, dass Beispiele eine Regel prägen und dass Lücken zu Fehlern führen.

Wie bewerte ich die Lernenden dabei?

Beobachten Sie, ob sie die Ursache eines Fehlers erklären können. Eine Note ist für ein erkundendes Spiel nicht nötig; eine formative Rückmeldung zur Begründung genügt.