Machine Learning in der Schule

Einführung: Was ist eigentlich Machine Learning?

Hier geht es um maschinelles Lernen, also um Maschinen (genauer gesagt Computerprogramme), die selbstständig lernen bzw. etwas erlernen können. Dieser Bereich der Informatik gehört zum Bereich der sogenannten künstlichen Intelligenz – ein brandaktuelles Thema, das uns im Alltag überall begegnet, wenn man nur genau hinschaut.

Stellvertretend für maschinelles Lernen werden in den folgenden interaktiven Lerneinheiten einfache künstliche neuronale Netze betrachtet, da künstliche neuronale Netze zurzeit im Bereich der künstlichen Intelligenz am weitesten verbreitet sind. Ein biologisches neuronales Netz kennen wir alle – wir tragen eines im Kopf: unser Gehirn. Auf den folgenden Seiten lernen wir eine Art Computerprogramm kennen, das ganz grob so aufgebaut ist, wie man sich das Gehirn vorstellt – nur kleiner und viel einfacher. Deshalb nennt man es eben künstliches neuronales Netz (abgekürzt manchmal auch einfach nur neuronales Netz). 

Um eins gleich vorwegzunehmen: Echte künstliche Intelligenz gibt es (noch) nicht – nur sogenannte schwache künstliche Intelligenz. Dabei handelt es sich zumeist um Anwendungen, die einen ganz bestimmten Spezialfall auf den ersten Blick betrachtet gut beherrschen. Aber auch hier soll gleich der Begriff der Intelligenz noch weiter abgeschwächt werden: Bei allen künstlichen neuronalen Netzen geht es immer darum, dass Zahlen als Eingabe in ein Computerprogramm hineingehen und berechnete Zahlen als Ausgabe wieder herauskommen.

Das ist uns vom EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe) möglicherweise schon bekannt. So kann man sich zunächst ein neuronales Netz vorstellen. Zahlen kommen hinein, andere Zahlen wieder heraus. Inwiefern das intelligent ist, kann man am Ende dieser Lerneinheiten sicherlich selbst beurteilen.

Gesellschaftliche Relevanz

Am Thema Künstliche Intelligenz kommt man heutzutage sowohl im privaten Umfeld als auch in der Schule und im gesellschaftlichen Bereich nicht mehr vorbei. Auf allen möglichen Ebenen gibt es genug Ansatzpunkte für Diskussionen über das Thema. Auch steht an sehr vielen Stellen mittlerweile genug Material zur Verfügung, sei es auf Papier oder digital, das sich mit Künstlicher Intelligenz beschäftigt. Besonders im Bereich Schule hat dieses Thema selbstverständlich eine große Relevanz. 

Die Beschäftigung mit den Grundlagen künstlicher neuronaler Netze auf diesen Seiten soll dazu beitragen, ein besseres und klareres Verständnis davon zu gewinnen, wie genau neuronale Netze funktionieren. Das hilft uns dabei, zu erkennen, wo ihre Stärken sind und warum einige Dinge so funktionieren, wie sie es tun – rational und mathematisch erklärbar, auch wenn manches auf den ersten Blick wie verblüffende Magie erscheint. Es hilft aber vor allem auch dabei, die Schwachstellen deutlicher zu erahnen oder sogar zu erkennen und potenzielle Probleme, von denen man im Zusammenhang mit Künstlicher Intelligenz und ihren Auswirkungen auf die Gesellschaft immer wieder liest, besser zu verstehen bzw. beurteilen zu können.