Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen
In diesem Lernpfad lernst du, wie Systeme der künstlichen Intelligenz funktionieren — nicht aus der Ferne, sondern am Code. Du baust einen Klassifikator, ein neuronales Netz und ein Sprachmodell selbst nach und verstehst so, was hinter Begriffen wie überwachtes Lernen, Forward Propagation und Prompting steckt.
Was du brauchst
Diesen Lernpfad kannst du parallel zu den Erweiterungen der Programmierung durcharbeiten. Jedes Kapitel sagt zu Beginn, was es voraussetzt. Die konzeptionellen Kapitel 1 und 6 brauchen keine Programmierkenntnisse über die EF-Grundlagen hinaus.
Die wichtigsten Voraussetzungen:
| Aus dem Lernpfad | Kapitel | Brauchst du in |
|---|---|---|
| Grundlagen: Klassen und Objekte | OOP 1.6 | Kapitel 2–5 |
| Grundlagen: Felder | OOP 1.5 | Kapitel 2–5 |
| Grundlagen: Methoden | OOP 1.4 | Kapitel 2–5 |
| Grundlagen: Suchen und Sortieren | OOP 1.7 | Kapitel 2 (k-NN) |
| Erweiterungen: 2D-Felder | OOP 2.2 | Kapitel 2–4 (empfohlen, nicht zwingend) |
| Erweiterungen: Polymorphie und Schnittstellen | OOP 2.1 | Kapitel 4 (empfohlen; Alternativen im Text) |
Fehlt dir ein Konzept aus den Erweiterungen (z.B. Schnittstellen), gibt der Text an der Stelle eine kurze Erklärung. Du kommst auch ohne das OOP-Erweiterungen-Kapitel durch, aber mit ihm werden die Kapitel 4 und 5 leichter.
Wie du mit diesem Lernpfad arbeitest
- Programmierbereiche kannst du direkt im Browser ausführen. Du musst nichts installieren.
- Verändere die Beispiele! Du kannst nichts kaputt machen. Lade die Seite neu, wenn du von vorne anfangen möchtest.
- Tipps sind eingeklappt. Öffne sie erst, wenn du wirklich nicht weiterkommst – und immer nur den nächsten.
- Lösungen sind mit einem Passwort geschützt. Alle Passwörter stehen auf der Seite Lösungspasswörter – sieh dort erst nach, wenn du die Aufgabe wirklich versucht und die Tipps geöffnet hast.
- Bei vielen Aufgaben liegt eine Datei mit Tests dabei. Über den Reiter Testrunner prüfst du damit selbst, ob deine Lösung stimmt.
- Am Ende jeder Lektion findest du einen Selbsttest. Damit prüfst du, ob du das Wichtigste verstanden hast.
Eine Regel begleitet dich durch den ganzen Lernpfad: Erst denken, dann Rechner. Bei vielen Aufgaben sollst du zuerst auf Papier vorhersagen, was das Programm ausgibt – und es erst danach ausführen. Wenn Vorhersage und Ergebnis auseinandergehen, hast du gerade am meisten gelernt.
Die Kapitel
- Was ist KI? – diskriminativ oder generativ, Arten des maschinellen Lernens, Anwendungsbeispiele
- Überwachtes Lernen – Trainings- und Testdaten, Klassifizierung mit k-NN
- Unüberwachtes Lernen und Modellqualität – Clusterbildung mit k-Means, Bias, Überanpassung, Präzision
- Neuronale Netze – Neuronen, Schichten, Gewichte, Forward Propagation, Backpropagation
- Sprachmodelle – Tokenisierung, Wahrscheinlichkeiten, Bigramm-Modell, Prompting
- Chancen und Grenzen – Möglichkeiten, Datenschutz, Ethik, Projekt
- Referenz – Nachschlagewerk für die Klassen dieses Lernpfads