Lehrzeit

Schule & Informatik

Kategorie: Informatik (Seite 1 von 54)

Gedanken zu Googles KI

Irritiert habe ich heute Morgen die Nachricht über Googles Pläne bei Chip gelesen:

Die Entwicklung scheint unaufhaltsam: Künstliche Intelligenz wird in unser Alltagsleben einziehen und zu unserem ständigen Begleiter werden. Auf der Entwicklerkonferenz Google I/O präsentiert der Internet-Konzern nun die Vision der Zukunft der KI: einen allwissenden und allgegenwärtigen Computer.

(Chip 18.05.2017)

Sofort musste ich an meinen Blogeintrag vom Dezember 2015 denken und hier besonders an den Film ex_machina:

Im Film wird die Intelligenz des weiblichen Androiden Ava  aus dem Internet generiert, in dem es die Suchabfragen und Kommunikation aus dem weltweiten Netz analysiert und dadurch besser die menschliche Verhaltensweise „verstehen“ oder algorithmisch analysieren kann. Fragen und Gedanken, die dabei bei mri auftauchen wären

  • Wo ist der Unterschied zwischen Googles angekündigter KI und Ava – mal abgesehen von der fehlenden Körperlichkeit?
  • Werden wir irgendwann mal in einer Welt leben, die von Software wie Googles KI oder Cortana, Alexa und Siri bestimmt wird?

Und warum sind es immer weibliche Stimmen? Können wir Menschen eher den Rat von Frauen annehmen, weil wir alle eine Mutter haben? Oder liegt es daran, dass männliche Figuren eher übermächtig und erdrückend dargestellt werden. So auch die gottähnliche Figur Ego im neuen Guardians of the Galaxy Vol.2:

Die aktuellen Weltgeschichte scheint es irgendwie zu bestätigen, denn viele der männlichen „Herrscher“ haben eine, wie ich finde, deutliche Tendenz zu „Alles hört auf mein Kommando.“

Aber zurück zu den Computern, die uns alle beeinflussen: In Shanghai wird eine App namens „Ehrliches Shangai“ eingeführt (SZ, 20.5.2017), welche nach der Registrierung alle Einträge der Person in verschiedenen System scannt und analysiert. Wer also immer seine Steuern zahlt und nie falsch parkt, braucht auch bei der Buchausleihe kein Pfand zu bezahlen. Das Ganze basiert auf einem Punktesystem und soll so die „soziale Vertrauenswürdigkeit“ der Person widerspiegeln.

Insgesamt bekomme ich irgendwie immer mehr ein komisches Gefühl in der Magengegend, denn ich fühle mich manipuliert, bewertet, beeinflusst, unfrei und ausgeliefert. Wobei ich durch das Benutzen von Google, dem Tragen von Fitness-Trackern und dem Einkaufen bei Amazon teilweise selbst bereitwillig dazu beitrage.

Da ist es irgendwie auch befriedigend, dass es so was wie die WannaCry-Ransomware gibt, die einem wenigstens die Hoffnung auf einen Notausschalter gibt. Ob das allerdings wirklich besser wäre, ich glaube fast nicht. Aber auch hier gibt uns Hollywood einen Ausblick in eine Zukunft, die vielleicht gar nicht mehr so weit entfernt ist:

Glücklicherweise benutzt Windows immer noch ein Dateisystem (NTFS), dass so alt und unpassend für die heutige Zeit ist, dass es überhaupt möglich ist, so etwas zerstörerisches wie Ransomware zu schreiben (FAS: 21.5.2017). Aber irgendwann wird auch dies Geschichte sein. Es ist nur eine Frage der Zeit.

Nachtrag: Wer ein wenig mit einem Teil von Googles KI mal spielen mag, der kann ja Quickdraw mal testen.

Und noch ein Nachtrag: Irgendwie ist der ganze Beitrag ein wenig wirr geworden. Das liegt auch daran, dass ich nicht wirklich den einen Inhalt hatte, den ich darstellen wollte. Eigentlich wollte ich vor allem über ein ungutes Gefühl schreiben, das bei mir in den letzten Tagen, Wochen und Monaten entstanden ist und das ich einfach mal irgendwie raus lassen wollte. Dabei habe ich irgendwie versucht zu zeigen, aufgrund welcher Artikel und Filme das Gefühl entstanden ist. Ob mir das gelungen ist…. keine Ahnung, ich hoffe es.

Jetzt gehe ich erstmal laufen und höre dabei den Soundtrack von „Guardians of the Galaxy“. Die Musik enstand immerhin in einer quasi Prä-Computerzeit und erzeugt dadurch irgendwie ein gutes Gefühl.

Was bislang passiert ist

In den vergangenen Wochen war es hier ein wenig ruhiger: Schule & Privatleben waren ein wenig turbulenter, wobei hier zweiteres nichts zur Sache tut.

Informatikabitur 2017

Das diesjährige, schriftliche Informatikabitur verlief problemlos. Die gestellten Aufgaben war recht unterschiedlich im Aufbau, so dass eine Auswahl leicht fiel. Gefragt wurden alle Standarddiagramme (Klassendiagramm, Objektdiagramm, Sequenzdiagramm, Zustandsdiagramm), wobei ich mir gewünscht hätte, dass die Aufgabenformulierung hie und da noch eindeutiger hätte sein können.

So unterscheide ich zwischen „Klassendiagrammen“, in denen nur die Klassennamen und Kardinalitäten vorkommen, das Kompositum-Entwurfsmuster stelle ich immer so dar und auch in der Angabe war es so gezeichnet. Ein „erweitertes Klassendiagramm“ umfasst dann auch Attribute und Methoden mit Datentypen und Sichtbarkeiten (public, private, protected). Meist wird eine Mischung angegeben (Aufgabe 2), was ich nicht für glücklich halte. Auch die Tatsache, dass man sich nicht konsequent an UML hält, finde ich fragwürdig. Wofür gibt es denn einen Standard, wenn man ihn nicht benutzt? Das hat dann auch in meinen Augen nichts mit didaktischer Reduktion zu tun.

P-Seminar

Mein diesjähriges P-Seminar befindet sich auf einem, wie ich finde, spannenden Weg. Vom ursprünglichen Ziel „Kurzfilme, die Informatik-Themen“ problematisieren, ist nur wenig übrig geblieben. Dafür wurde die Ausstellung des örtlichen Energie-Solar-Vereins digitalisiert. Diese benutzen immer noch Plakate in den Ausstellungen, was nun nicht mehr nötig ist. Ein Teil der Schüler haben hierfür die Inhalte der Plakate als Website umgesetzt, welche nun mit Hilfe eines Tablets (unten) und rollbaren Fernsehers interaktiv präsentiert werden kann.

Zum Glück wollten aber nicht alle programmieren, so dass noch einige tolle Kurzfilme rund ums Thema alternative Energie entstanden sind bzw. entstehen. Ich hoffe, dass ich hier einige zeigen kann, denn ich finde es wirklich großartig, was die Schüler geleistet haben.

Das das P-Seminar im Übrigen eine andere Wendung nahm, finde ich im Nachhinein nicht so schlimm. In meinen Augen sollte es im P-Seminar vor allem darum gehen, dass die Schüler sich einfach mal frei, aber dennoch zielgerichtet ausprobieren können. Denn nur so können sie sich selbst besser kennenlernen und einen sinnvollen nächsten Schritt bei ihrer Berufswahl treffen.

Die kommenden P-Seminare

Im nächsten Schuljahr werde ich meine 3D-Drucker wieder mehr aktivieren und Quadrokopter mit den Schülern bauen. Das wird nicht ganz billig (ca. 150 Euro pro Modell), aber dafür gehört das Modell dann auch den Schülern. Allerdings werden wir gehörig auf die rechtliche Seite aufpassen müssen, hat sich da doch, dank einiger Spinner, die Lage doch sehr verschärft. Einfach so rumfliegen ist nicht mehr. Dennoch hoffe ich, dass wir tolle Flugrennen haben werden oder interessante Flugaufnahmen der Schule.

Beim Lesen meiner diversen abonnierten Blogs stieß ich auf den Hinweis, dass der Faust nun auch in Handschrift vorliegt. Hierzu haben 229 Personen jeweils einen Teil des Werks abgeschrieben, das Ganze wurde gebunden und kann nun beim X47-Verlag gekauft werden.Der Verlag bietet für den ein oder anderen Leser vielleicht noch weitere interessante Werke. Einfach mal vorbeischauen.

Das Konzept des Abschreibens erinnerte mich an irgendeine Religionslehrerin oder -lehrer, der als „Zusatzaufgabe bei Unterrichtsstörungen“ in seinem / ihren Unterricht immer eine Seite der Bibel abschreiben ließ. Am Ende seiner Schullaufbahn hatte er oder sie eine komplett handschriftliche Bibel. Eine schöne Idee. Schade, dass es so etwas nicht auch in Informatik gibt: DAS eine grundlegende Werk, das man kennen sollte. Mir würden zwar einige in Frage kommenden Werke einfallen, aber keines spielt im Unterrichtsgeschehen die eine Rolle, wie sie die Bibel oder ein Faust spielt.

Graphologie hat mich auch schon immer interessiert. Und bei der Menge an gefundene Handschriften in dem Buch, hätte man geügend Übungsmaterial. Schade, dass die Graphologie nicht für ein ganzes P-Seminar reicht im Fach Informatik reicht…. oder …. einen Roboter bauen, der handschriftlich schreibt?

Die andere Seite

Und dann ist da noch die andere Seite des Unterrichts, nämlich die des Vaters. Mein ältester Sohn ist selbst in der 11. Klasse und es für mich spannend zu erleben, wie Kollegen einer anderen Schule Unterricht P-Seminare gestalten:

  • Wieso muss man auf drei Berufsinformationsmessen gehen, wenn man weiß, was man mal studieren will?
  • Wieso muss jetzt mit Gewalt eine Sponsor gesucht werden, wenn es keinen gibt, den das Thema das P-Seminars interessiert?
  • Wieso müssen die Schüler alles in der Schule machen, wenn es manchmal besser ist, wenn Sie mal ein ganzes Wochenende oder wenigstens eine Tag an dem Thema zu Hause durcharbeiten?

Ich muss realisieren, dass viele Wege durch ein P-Seminar führen und „viel zu lernen ich noch habe“.

Informatik 11. Klasse

Inzwischen habe ich mein Graphen-Programmieren auf Basis mit Processing verbessert und die Tiefensuche kann nun schrittweise „durchgeklickt“ werden. Hierzu habe ich den Tiefensuche-Algorithmus nicht mehr rekursiv wie bisher implementiert, sondern – was ich bis jetzt noch gar nicht wusste, mit Hilfe eines Stacks. Auf diesem Stack liegen die als nächstes zu untersuchenden Knoten.

Ein ähnliches Konzept gibt es auch für die Breitensuche: Hier werden die noch zu untersuchenden Knoten allerdings in einer Queue verwaltet. Schade, dass ich diese Zusammenhänge erst jetzt entdeckt habe, denn so habe ich einen logischen Zusammenhang zwischen dem ersten Halbjahr und dem zweiten Halbjahr bislang noch gar nicht genutzt.

Hier also das BlueJ-Projekt: TiefensucheProcessingAnim

Einfach das Programm mit BlueJ oä starten, dann einen Knoten mit ’s’+Mausklick als Startknoten grün markieren. Dann ‚a‘ drücken, um den Algorithmus zu starten und anschließend ’s‘  für jeden Algorithmus-Schritt. Im Hintergrund wird der Stack jeweils mitausgegeben.

Die Breitensuche habe ich noch nicht umgesetzt, da wir im Unterricht jetzt beim Dijkstra sind. Danach noch Projektmanagement und das finale Endprojekt.

Graphen und Processing

Angeregt durch die Videos von Daniel Shiffman möchte ich dieses Jahr das Implementieren der Graphenalgorithmen in der elften Jahrgangsstufe auf Basis von processing mit wie immer Java machen.

Hierzu habe ich jetzt in BlueJ ein Grundprojekt programmier, dass den Schüler als Vorlage zum Weitermachen dienen soll. Folgende Features habe ich dabei umgesetzt:

  1. Graphen werden per Zufall erzeugt.
    Hierzu werden 20 Knoten zufällig im Fenster erzeugt, Die Kanten werden ebenfalls zufällig erzeugt. Um nicht nur vollständige Graphen zu bekommen, habe ich zu folgender Implementierung gegriffen:

    for(int i=0; i < maxKnoten; i=i+1) {
        for(int j=0; j < maxKnoten; j=j+1) {
            if(i==j) { //Diagonale mit Nullen belegen
                adjazenzmatrix[i][j] = 0;
            } else {
                int zufallsGewicht = (int)random(1,60);
                 //Die 3 oder das == durch != ersetzen
                if (zufallsGewicht%3==0)
                    adjazenzmatrix[i][j] = zufallsGewicht;
                else
                    adjazenzmatrix[i][j] = 0;
            }
        }
    }
    

    Dadurch erhalte ich alle möglichen Graphen mit einer unterschiedlichen Anzahl an Kanten. Auch mal nicht zusammenhängende Graphen.

  2. Ist der Graph mal erzeugt können die Knoten mit der Maus noch verschoben werden. Hierzu muss der Graph aber im Verschiebmodus sein. Dieser ist standardmäßig aktiviert und kann durch Drücken der Taste ‚m‘ verändert werden.
  3. Durch Drücken der Taste ‚i‘ werden die Knotennamen eingeblendet. Die Kantengewichte werden durch Drücken der Taste ‚e‘ ausgegeben.
    Die erstmalige Anzeige der Knotennamen dauert am Anfang etwas. Warum weiß ich nicht.
  4. Durch Drücken der Taste ‚a‘ wird ein Algorithmus gestartet, wobei im Moment noch keiner implementiert ist.
  5. Durch Drücken der Taste ’s‘ und mit einem Mausklick wird ein möglicher Startknoten grün markiert oder entmarkiert.
  6. Durch Drücken der Taste ‚t‘ und mit einem Mausklick wird ein möglicher Zielknoten rot markiert oder entmarkiert.
  7. Durch Drücken der Taste ‚h‘ kann auch während der Benutzung des Programms die Hilfe angezeigt werden. Auch das dauert am Anfang etwas.

Hier noch die zip-Datei zum Runterladen und weiterentwickeln:  ProcessingAdjazenzMatrix.

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