Rückblick
Du hast den gesamten Lernpfad durchgearbeitet. Hier bildest du das Gelernte ab und prüfst, ob du alles verstanden hast.
Das kann ich jetzt
- Ich kann diskriminative und generative KI-Systeme unterscheiden. (Kap. 1, 5)
- Ich kann die drei Arten des maschinellen Lernens nennen. (Kap. 1)
- Ich kann Trainings- und Testdaten aufteilen und die Trefferquote messen. (Kap. 2)
- Ich kann k-NN als Klassifikationsverfahren implementieren. (Kap. 2)
- Ich kann k-Means als Clusterbildungsverfahren implementieren. (Kap. 3)
- Ich kann Bias, Überanpassung, Unteranpassung, Präzision und Spezifität erklären. (Kap. 3)
- Ich kann die Grundlagen neuronaler Netze beschreiben. (Kap. 4)
- Ich kann Forward Propagation und die Grundidee der Backpropagation erklären. (Kap. 4)
- Ich kann ein Bigramm-Modell implementieren und den Unterschied zu LLMs erklären. (Kap. 5)
- Ich kann Prompts formulieren. (Kap. 5)
- Ich kann Möglichkeiten und Grenzen von KI-Systemen bewerten. (Kap. 6)
- Ich kann die Grundprinzipien der Datensicherheit und des Datenschutzes an Fallbeispielen anwenden. (Kap. 6)
Das Wichtigste auf einen Blick
| Kapitel | Kernbegriff |
|---|---|
| 1: Was ist KI | diskriminativ/generativ, überwacht/unüberwacht/bestärkend |
| 2: Überwachtes Lernen | k-NN, Trainings-/Testdaten, Trefferquote |
| 3: Unüberwachtes Lernen | k-Means, Bias, Überanpassung, Unteranpassung, Präzision, Spezifität |
| 4: Neuronale Netze | Neuron, Schicht, Netz, Forward Propagation, Backpropagation, Lernrate |
| 5: Sprachmodelle | Tokenisierung, Bigramm, bedingte Wahrscheinlichkeit, LLM, Prompting |
| 6: Chancen und Grenzen | Halluzinationen, Datenschutz, Ethik, Projekt |
Der Lernpfad hat die Grundbegriffe, zwei konkrete Verfahren (k-NN, k-Means), neuronale Netze, Sprachmodelle und gesellschaftliche Fragen abgedeckt. Die Programmierkompetenzen aus dem OOP-Lernpfad wurden dabei kontinuierlich angewendet und vertieft.
Gemischte Aufgaben
Diese beiden Aufgaben ziehen den ganzen Lernpfad zusammen — vom Begriff über das Verfahren bis zur Bewertung.
Aufgabe 1: Ein System vollständig beurteilen
Eine Stadt möchte ein KI-System einsetzen, das aus Bewerbungen für Sozialwohnungen die Dringlichkeit vorhersagt. Trainiert wird es mit 40 000 Bewerbungen der letzten 15 Jahre, bei denen jeweils vermerkt ist, ob damals eine Wohnung zugeteilt wurde.
a) Ist das System diskriminativ oder generativ? Welche Art des maschinellen Lernens liegt vor? Begründe.
b) Wie müssten die 40 000 Datensätze aufgeteilt werden, und warum?
c) Nach dem Training erreicht das System 94 % auf den Trainingsdaten und 71 % auf den Testdaten. Welches Problem liegt vor, und was würdest du dagegen tun?
d) Menschen aus einem bestimmten Stadtteil werden vom System systematisch als weniger dringlich eingestuft. Erkläre mit den Begriffen aus Kapitel 3, wie das zustande kommen kann, ohne dass der Stadtteil als Merkmal verwendet wird.
e) Nenne zwei Gründe, warum man die Entscheidung am Ende nicht dem System allein überlassen sollte.
Tipp 1: Reihenfolge
Geh die Kapitel der Reihe nach durch: a) ist Kapitel 1, b) ist Kapitel 2, c) ist Kapitel 3, d) ist Kapitel 3 und 6, e) ist Kapitel 6.
Tipp 2: zu d)
Ein Modell braucht das verbotene Merkmal nicht — es genügt ein anderes, das stark mit ihm zusammenhängt. Welche Angaben in einer Wohnungsbewerbung verraten indirekt den Stadtteil?
Aufgabe 2: Datenschutz am Fallbeispiel
Eine Schule möchte einen Lern-Chatbot einführen. Er läuft auf dem Server eines Anbieters, merkt sich für jede Schülerin und jeden Schüler alle bisherigen Fragen und schlägt daraus passende Übungen vor. Die Lehrkräfte sollen einsehen können, wer welche Fragen gestellt hat.
a) Prüfe den Vorschlag an den fünf Grundprinzipien des Datenschutzes. Welche sind verletzt oder zumindest fraglich?
b) Formuliere drei konkrete Änderungen, die den Dienst datenschutzfreundlicher machen, ohne seinen Zweck aufzugeben.
c) Beurteile zusätzlich die drei Grundprinzipien der Datensicherheit für diesen Dienst.
Tipp
Nimm dir die beiden Definitionsblöcke aus Lektion 6.2 daneben und geh sie Punkt für Punkt durch. Frage bei jedem: Was genau wird hier gespeichert — und wer kommt daran?