Projektbeschreibung
Künstliche Intelligenz (KI) ist die nächste große Innovation, die diverse Bereiche unseres Lebens entscheidend verändern und prägen wird. In diesem Unterrichtsvorhaben lernen Schülerinnen und Schüler (SuS) mit, durch und über KI. Das Projekt „Startup-Schmiede“ unter Leitung von Martin Lentzen und unter Beteiligung von Jenny Jungeblut, Vera Kress, Sebastian Berk richtet sich an SuS der 10. Klasse und kombiniert die Fächer Wirtschaft, Informatik und Ethik. Ziel ist es, die SuS in interdisziplinären Teams mit Hilfe von KI Lösungen für selbstgewählte Probleme entwickeln zu lassen. Der Lernansatz basiert auf „Deeper Learning“ und „Design Thinking“, wodurch die SuS nicht nur theoretische Kenntnisse erwerben, sondern auch praxisnahe Erfahrungen sammeln. Im Rahmen des fächerübergreifenden Deeper Learning Projektes haben die SuS
- im Fach Economics Probleme identifiziert, die mit KI gelöst werden können, Lösungsansätze entwickelt und als Pitch vorgestellt und bewertet;
- im Fach Informatik für den Lösungsansatz einen Bauplan eines Algorithmus erstellt;
- im Fach Ethik die ethische Perspektive anhand der sechs KI-Ethik-Prinzipien evaluiert.
Während der Durchführung des Startup-Projekts durchliefen die SuS verschiedene Projektphasen:
1. Instruktion und Aneignung:
- Überblick über Projektauftrag und Bewertung schafft Transparenz, Gruppenfindung
- Einführung in KI durch Expertenvorträge (in Kooperation mit dem Hasso-Plattner-Institut und führenden KI-Unternehmern)
- Vermittlung theoretischer Grundlagen zu Neuronalen Netzwerken, Big Data, Deep Learning und ethischen Aspekten von KI anhand von Fallbeispielen
2. Ko-Konstruktion / Lernen durch Zusammenarbeit:
- SuS identifizieren ein gesellschaftlich relevantes Problem und analysieren es aus verschiedenen
- Perspektiven anhand einer selbst entworfenen „Persona“
- SuS wenden Methoden des Design Thinking an, um Lösungen zu entwickeln, und entwerfen einen Algorithmus oder einen Prototyp
- Der Arbeitsprozess wird durch sog. Scrum-Methoden organisiert und durch regelmäßiges, formatives Feedback von Lehrkräften, Peers und KI-gestützten Tools unterstützt
3. Präsentation und Evaluation:
- SuS stellen ihre Ergebnisse in einer „Shark Tank“- bzw. „Die Höhle der Löwen“-ähnlichen Veranstaltung vor Experten aus der Wirtschaft und der Schulgemeinschaft vor
- Die beste Idee wird von einer Jury prämiert, was den Innovationsgeist fördert
Aus diesem Unterrichtsprojekt entstanden u.a. folgende Schülerprodukte:
- „Sort’em“, ein KI-gestütztes System zur Verbesserung der Mülltrennung auf dem Schulhof
- „Sesamo“, eine App zur Förderung gesünderer Ernährungsgewohnheiten
- sowie ein KI-gestütztes U-Boot zur Erforschung der Meeresbiodiversität
Schülerprodukt: Die Benutzeroberfläche (User Interface) der Ernährungsapp „Sesamo“
Schülerprodukt: Der Prototyp der Mülltrennungs-KI Anwendung „Sort’em“
Das Besondere
Das Besondere an der „Startup-Schmiede“ ist die interdisziplinäre Verbindung von Wirtschaft, Informatik und Ethik. Die SuS entwickeln nicht nur KI-gestützte Lösungen, sondern setzen sich auch mit wirtschaftlichen und ethischen Aspekten rund um KI auseinander. Der praxisnahe Ansatz ermöglicht es ihnen, wie echteGründerteams zu arbeiten, Design Thinking zu nutzen, unternehmerisches Denken zu erproben und ihre Projekte eigenverantwortlich voranzutreiben, um schließlich Lösungen zu entwickeln, die auch außerhalb des Unterrichts relevant sein können. Diese Autonomie steigert die intrinsische Motivation und führt dazu, dass viele SuS weit über die Unterrichtszeit hinaus an ihren Projekten arbeiten.
Besonders innovativ ist die aktive Einbindung von KI als Lern- und Feedback-Tool. Auch durch die abschließende Präsentation vor einer Jury aus Unternehmern und Experten hebt sich dieses Projekt von klassischen Unterrichtsvorhaben ab und verleiht ihm eine hohe Praxisrelevanz und öffentliche Sichtbarkeit. So werden technologische Kompetenz, unternehmerisches Denken und kritische Reflexion in einer einzigartigen Lernumgebung kombiniert, was die SuS optimal auf die Herausforderungen einer zunehmend KI-geprägten Welt vorbereitet.
Erfahrungen und Ergebnisse
Das Projekt „Startup-Schmiede“ hat sich als äußerst motivierend und wirkungsvoll erwiesen. Die SuS zeigen eine hohe Eigeninitiative, da sie Probleme wählen, die sie persönlich betreffen, und an realen Lösungen arbeiten. Durch die interdisziplinäre Herangehensweise erwerben sie nicht nur technisches Know-how im Umgang mit KI, sondern entwickeln auch unternehmerische und ethische Reflexionsfähigkeiten. Besonders geschätzt wird die praxisnahe Arbeitsweise, die den Lernenden erlaubt, in Teams zu arbeiten, eigenverantwortlich zu handeln und kreative Lösungsansätze zu erproben.
Langfristig hat das Projekt einen nachhaltigen Einfluss auf die SuS, von denen einige die erlernten Methoden in Studium und Beruf weiter anwenden oder sogar eigene Startups gründen werden. Eine wissenschaftliche Begleitung durch die Universität Heidelberg bestätigt zudem, dass die beteiligten SuS „einen nachhaltigen Lernfortschritt in der Selbstentdeckung von Persönlichkeitseigenschaften durch das Projekt gemacht haben (z.B. besser Kommunizieren & Entwicklung von 21st century Skills)“.
Auch die Schulkultur profitiert: Die „Startup-Schmiede“ hat die Prüfungsformate an der GISSV geprägt und wurde bereits als Best-Practice-Beispiel mit anderen Schulen geteilt. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Verbindung von Bildung, Technologie und Unternehmertum in einer zunehmend KI-geprägten Welt.
Aus den Gutachten
„Sehr beeindruckend! KI-Nutzung in der Schule! Verknüpfung von schulischen Inhalten mit Alltagsbezug in der Industrie/ Wirtschaft/ Forschung. Lebenswelt kommt in die Schule.“
„Sehr viele Aspekte finde ich an diesem Projekt herausragend, zum Beispiel ist der sehr nachvollziehbare Planungsverlauf zu nennen, ebenso wird bezüglich der Innovation schlüssig auf die Verknüpfung von schulischer Bildung und Künstlicher Intelligenz Bezug genommen. Im Bereich der Nachhaltigkeit wird der Ansatz des „Deeper Learnings“ eindrucksvoll aufgezeigt. […] Beim größten Gewinn wird nachvollziehbar auf die Autonomie als intrinsische Motivation seitens der Schülerschaft eingegangen. Insgesamt empfinde ich das Projekt als beeindruckend und innovativ.“