Demonstrator für neuronale Netze

In der 13. Jahrgangsstufe wird vom Informatiklehrplan (Bayern / Gymnasium) gefordert, dass sich die Schülerinnen und Schüler mit neuronalen Netzen auseinandersetzen. Um bei der Umsetzung des Lehrplans zu unterstützen, wurde der „Demonstrator für neuronale Netze“ implementiert. Er kann hier kostenlos heruntergeladen und für den Unterricht eingesetzt werden. Das Tool hat folgende drei Schwerpunkte:

  • Aufbau eines neuronalen Netzes
  • Klassifikation mittels Forward-Propagation
  • Fehlerrückführung (Backpropagation)

Auf Youtube gibt es ein Einführungsvideo.

Lösung für Zugriffsrechteproblem beim Demonstrator unter MacOS

Sollten nach dem Start des Demonstrators für maschinelles Lernen alle Buttons ausgegraut sein, so kann dies daran liegen, dass das Betriebssystem den Zugriff auf die Trainingsdaten verweigert. Dieses Problem wurde unter MacOS beobachtet, könnte aber durchaus auch auf anderen Systemen auftreten. Es folgt eine Anleitung von Florian Fuchs, der dankenswerter Weise die nötigen Einstellungen herausgefunden eine Anleitung erstellt hat. Auf den Fehler hat mich Ingo Bartling aufmerksam gemacht, der danach unzählige Testläufe auf seinem System durchgeführt hat, was mich letztendlich auf die richtige Spur brachte. Auch ihm gilt mein Dank!

Wenn Sie MacOS verwenden, sollten Sie dennoch die neueste Version des Demonstrators herunterladen, da sich hier noch ein weiterer Fehler eingeschlichen hatte.

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Demonstrator für maschinelles Lernen

Der ISB und die ALP haben im Rahmen der Fortbildungsinitiative zur künstlichen Intelligenz einen Arbeitskreis eingerichtet, der unter anderem eine Handreichung und einen Selbstlernkurs zur 11. Jahrgangsstufe erstellt hat. In diesem Rahmen entstand der „Demonstrator für maschinelles Lernen“, ein Tool, mit dem man den k-nächste-Nachbarn-Algorithmus und das einfache Perzeptron erläutern kann. Dieses Programm kann hier in der aktuellen Version heruntergeladen werden. Um das Programm richtig einzusetzen, ist ein Blick in die Handreichung empfehlenswert.

KDM Konfigurator

Eine Stärke des KDM ist, dass man für das Modellierungstool nur die Elemente einblenden kann, die für die Schülerinnen und Schüler von Belang sind. Die Konfiguration erfolgte bisher über einen URL-Parameter, den man sich vorher ausrechnen musste. Das geht jetzt einfacher. Durch ein kleines Javascript-Programm kann man die Einstellung nun online durchführen. Der Link zum Script: https://klassenkarte.de/kdm/configure.html

Online-Tool zur Modellierung von Klassen- und Objektdiagrammen

Um die Modellierung von Klassen- und Objektdiagrammen im Informatikunterricht (ab der 6. Jahrgangsstufe bis hinauf in die Oberstufe) zu erleichtern, habe ich ein Werkzeug in Java-Script programmiert. Da die Anwendungsszenarien häufig unterschiedlich sind, kann das Werkzeug von Lehrkräften passend konfiguriert werden. Beispielsweise braucht man in Klassendiagrammen für Datenbankmodellierung keine Methoden und Vererbung spielt in der 6. Jahrgangsstufe auch noch keine Rolle. Die Einstellung erfolgt relativ simpel über einen URL-Parameter. Details können hier nachgelesen werden.

Link zu einem Video auf Youtube: https://youtu.be/1PI-NpKzP2M