Didaktik der Informatik

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Hauptvorträge

1. Hauptvortrag: Künstliche Intelligenz im Schulunterricht (9:15 - 10:15 Uhr)


Referentin:

Prof. Dr. Ute Schmid, Professur für Angewandte Informatik, insbesondere Kognitive Systeme, Universität Bamberg


Kurzbeschreibung:

Künstliche Intelligenz (KI) ist derzeit ein viel diskutiertes Thema, das sowohl Ängste schürt als auch große Faszination ausübt. Um sich fundiert eine Meinung über Chancen und Risiken der KI bilden zu können, ist ein grundlegender Einblick in die Methoden, mit denen KI-Systeme entwickelt werden, notwendig. Nur so kann KI "entmystifiziert" und rational beurteilt werden. Entsprechend sollte das Thema auch im Rahmen der informatischen Bildung in der Schule behandelt werden.

Im Vortrag wird eine Einführung in das Thema gegeben. Insbesondere wird das Gebiet Maschinelles Lernen als aktuelles Teilgebiet der KI vorgestellt. Konkret wird aufgezeigt, wie ein Entscheidungsbaumalgorithmus als grundlegendes symbolisches Lernverfahren umgesetzt und wie ein Perzeptron als erster Zugang zu künstlichen neuronalen Netzen genutzt werden kann. Es wird illustriert, wie Verfahren des Maschinellen Lernens mit Tools wie Rapidminer realisiert werden können und welche typischen Fehler bei der konkreten Anwendung von Lernalgorithmen gemacht werden. Zudem wird aufgezeigt, dass KI deutlich mehr ist als Maschinelles Lernen. Als weitere Themen werden automatische Inferenz und Spiele vorgestellt. Eindrücke aus Erfahrungen mit einem Schülerprojekt werden berichtet.



2. Hauptvortrag: Computerspiele und Computational Thinking (15:00 - 16:00 Uhr)


Referent:

Prof. Dr. Jörg Müller, Lehrstuhl für Serious Games, Universität Bayreuth


Kurzbeschreibung:

Computerspiele sind sehr geeignet, Interesse und Begeisterung für Informatik zu wecken. Das Programmieren kleiner Computerspiele ist eine schöne Übungsaufgabe, an Hand derer viele Techniken der Informatik geübt werden können.

Im ersten Teil meines Vortrags stelle ich aktuelle Forschungsarbeiten im Bereich Computerspiele vor. Diese umfassen Arbeiten aus der Virtuellen und Augmentierten Realität und Ultraschalllevitation. Ich erkläre, wie man die echte Hand relativ zur virtuellen Hand des Benutzers so in eine angenehmere Position verschieben kann, ohne dass der Benutzer dies merkt, und wie man durch „Vormachen“ von Bewegungen Computerspielefiguren Bewegungen beibringen kann. In der Augmentierten Realität (ohne Brillen) erkläre ich, wie man Projektionen und Kameratracking verwenden kann, um die Illusion zu erzeugen, dass in einem echten Raum virtuelle Figuren stehen, und wie man eine solche virtuelle Szene dynamisch an den echten Raum und das Verhalten der Personen darin anpassen kann. Weiter zeige ich, wie man mit Ultraschalllautsprechern kleine Objekte fliegen lassen kann und wie man daraus eine Art „Holodeck“ bauen kann.

Im zweiten Teil meines Vortrages stelle ich Ausschnitte aus meiner Vorlesung „Computational Thinking“ an der Uni Bayreuth vor. Ich erkläre die Vorteile von Python als „erster“ Programmiersprache (z. B. „Hello World“ in einer Zeile) und wie man mit dem iPython Notebook im Unterricht gemeinsam programmieren kann. Da Python sehr lesbar ist (ähnlich zu Pseudocode), kann man z.B. Sortieralgorithmen leicht erklären und gemeinsam entwickeln und man kann die Objektorientierung auf später verschieben. Für die Aufgaben, bei welchen Nicht-informatiker häufig im Beruf programmieren – insbesondere Datenanalyse – ist Python sehr gut geeignet. Die Datenanalysepakete (z. B. Pandas) skalieren vom professionellen Excel-Ersatz bis zu großen Data Science / Big Data Anwendungsfällen.