Dieses Kapitel befasst sich mit neuen, hochmodernen Technologien wie künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen und legt dabei den Schwerpunkt auf deren pädagogischen Nutzen. Diese Technologien sind in der Informatik verankert, was nur einer von vielen Gründen ist, warum Informatikbildung zunehmend zu einer zukünftigen Notwendigkeit wird. Um den Zugang zur Informatik (CS) für alle Schülerinnen und Schüler zu verbessern, haben New Jersey und andere Bundesstaaten ein Landesgesetz erlassen, das öffentliche Highschools verpflichtet, ab dem Schuljahr 2018–2019 einen Informatikkurs anzubieten. Als Reaktion auf neue Vorgaben für die Informatikbildung in K-12 kooperierte das Rutgers Center for Mathematics, Science, and Computer Education (CMSCE) mit Apple Computer, Inc., um Lehrerfortbildungen (BW) in den Bereichen Programmierung und App-Entwicklung mit der Apple-Programmiersprache Swift anzubieten. Im Rahmen des Programms entwickelten die teilnehmenden Lehrkräfte Kompetenzen in Informatik und Programmierung, um Apps zu erstellen, die reale Herausforderungen adressieren. In enger Zusammenarbeit mit einer Schwesterorganisation an der Rutgers University, Game Research and Immersive Design (GRID), hat das CMSCE zudem daran gearbeitet, Lehrkräften Fortbildungen in fortgeschrittenen Technologien wie maschinellem Lernen und KI bereitzustellen. Dies umfasste unter anderem Kurse in maschinellem Lernen und Computer Vision, in denen Schüler und Lehrkräfte lernen, wie man mithilfe von maschinellem Lernen kleine autonome (z. B. selbstfahrende) Fahrzeuge baut. Im Kurs bauen die Teilnehmenden ferngesteuerte Autos, die „lernen“, selbstständig zu fahren. Solche Technologien können immersive Lernerfahrungen schaffen, insbesondere wenn sie in Maker- und Technikbildungsaktivitäten integriert werden. Lernumgebungen, die diese zeitgemäßen Technologien einbinden, bilden einen regelrechten Spielplatz für praxisnahe Bildung, in dem die Lernenden eine aktive Rolle bei der Gestaltung der Zukunft übernehmen.

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Informatik, künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen in der MINT/MINKT-Bildung

  • David J. Shernoff

摘要

Dieses Kapitel befasst sich mit neuen, hochmodernen Technologien wie künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen und legt dabei den Schwerpunkt auf deren pädagogischen Nutzen. Diese Technologien sind in der Informatik verankert, was nur einer von vielen Gründen ist, warum Informatikbildung zunehmend zu einer zukünftigen Notwendigkeit wird. Um den Zugang zur Informatik (CS) für alle Schülerinnen und Schüler zu verbessern, haben New Jersey und andere Bundesstaaten ein Landesgesetz erlassen, das öffentliche Highschools verpflichtet, ab dem Schuljahr 2018–2019 einen Informatikkurs anzubieten. Als Reaktion auf neue Vorgaben für die Informatikbildung in K-12 kooperierte das Rutgers Center for Mathematics, Science, and Computer Education (CMSCE) mit Apple Computer, Inc., um Lehrerfortbildungen (BW) in den Bereichen Programmierung und App-Entwicklung mit der Apple-Programmiersprache Swift anzubieten. Im Rahmen des Programms entwickelten die teilnehmenden Lehrkräfte Kompetenzen in Informatik und Programmierung, um Apps zu erstellen, die reale Herausforderungen adressieren. In enger Zusammenarbeit mit einer Schwesterorganisation an der Rutgers University, Game Research and Immersive Design (GRID), hat das CMSCE zudem daran gearbeitet, Lehrkräften Fortbildungen in fortgeschrittenen Technologien wie maschinellem Lernen und KI bereitzustellen. Dies umfasste unter anderem Kurse in maschinellem Lernen und Computer Vision, in denen Schüler und Lehrkräfte lernen, wie man mithilfe von maschinellem Lernen kleine autonome (z. B. selbstfahrende) Fahrzeuge baut. Im Kurs bauen die Teilnehmenden ferngesteuerte Autos, die „lernen“, selbstständig zu fahren. Solche Technologien können immersive Lernerfahrungen schaffen, insbesondere wenn sie in Maker- und Technikbildungsaktivitäten integriert werden. Lernumgebungen, die diese zeitgemäßen Technologien einbinden, bilden einen regelrechten Spielplatz für praxisnahe Bildung, in dem die Lernenden eine aktive Rolle bei der Gestaltung der Zukunft übernehmen.