Einführung in die künstliche Intelligenz am Beispiel der A*-Graphensuche
Inhaltsverzeichnis
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Fundamentale Ideen und Konzepte Relevanz und Lernziele Zielpublikum Inhalt der Unterrichtseinheit Benötigte Vorkenntnisse Ablauf der Lektionen Theorie zur Unterrichtseinheit Material Links Literaturangaben Didaktik zum Thema

Fundamentale Ideen und Konzepte
Zentrale Konzepte dieser Unterrichtseinheit sind die Problemrepräsentation durch Graphen und die Problemlösung durch Graphensuche. Diese allgemeinen Konzepte können zur Modellierung und Lösung vielfältiger Probleme angewandt werden und bilden ein wichtiges Werkzeug der Informatik. Des Weiteren werden die SuS mit dem Konzept der Heuristik vertraut gemacht, welches Grundlage für viele Algorithmen ist.

Relevanz und Lernziele
Immer mehr nehmen Maschinen dem Menschen Arbeiten ab und dabei spielt die KI eine zentrale Rolle. Sie hat Anwendungen in den verschiedensten Gebieten von Wissenschaft, Technik und Wirtschaft (Expertensysteme, Sprach- und Schrifterkennung, Game-Industrie, Robotik, Analyse von Börsendaten, etc.). Ziel der Unterrichtseinheit ist, dass die SuS anhand von Beispielen im Bereich Graphen und Graphensuche eine Vorstellung davon bekommen, was KI ist und deren Möglichkeiten und Grenzen kennenlernen. Anhand des A*-Algorithmus wird ein wichtiges Verfahren aus der KI näher betrachtet. Die SuS lernen die Funktionsweise dieses Algorithmus kennen und wenden ihn auf ein konkretes Problem an.

Zielpublikum
Die Unterrichtseinheit richtet sich an SuS der Sekundarstufe 2, insbesondere des Gymnasiums (z.B. 2. Jahr EF Informatik).

Inhalt der Unterrichtseinheit:
Einführung: Was ist KI? Kurzrepetition: Baumtraversierung (breadth-first vs. depth-first) Der A*-Algorithmus Möglichkeiten und Grenzen der KI

Benötigte Vorkenntnisse:
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Grundkenntnisse der Datenstrukturen Queue und Stack (FIFO und LIFO) Grundlagen im Programmieren (Schleifen, if-then-else, Punktnotation, Pseudocode, ...)