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Kurs

KI der 7. Klasse: Grundlagen der KI-Programmierung

Lerne Python, arbeite mit Daten, trainiere ein Modell und baue eine kleine App mit KI.

Mach die Lektionen der Reihe nach. Am Ende kannst du Python mit Variablen, if-Anweisungen, Schleifen, Funktionen, Listen und Wörterbüchern schreiben und ein Quiz-Programm bauen, das die Punkte behält. Du kannst von KI geschriebenen Code lesen und erklären, bevor du ihn ausführst, mit KI debuggen, um einen Fehler zu erklären und zu beheben, und sagen, welche Teile deines Codes du geschrieben hast. Du kannst eine CSV-Datei lesen, Mittelwert und Median finden und Diagramme machen. Du kannst ein Klassifikator-Modell mit einer Python-Bibliothek trainieren und die Genauigkeit messen, einen Chatbot mit Regeln bauen, der zehn Fragen beantwortet, und eine Übungs-App zeigen, die Antworten prüft.

So benutzt du diese Lektionen

  • Fang bei der Lektion an, auf der Mach das steht. Geh weiter, wenn du die Zeile unter dem Titel allein machen kannst.
  • Spiel zuerst die Spiele. Dann mach das Quiz. 8 von 10 richtig zum Bestehen. Die Arbeitsblätter sind auf Papier. Die Antworten sind unten.
  • Jede Lektion baut auf der vorherigen auf. Tippe den Code selbst, führe ihn aus und ändere eine Sache, um zu sehen, was passiert.
  • Die Code-Lektionen nutzen Python. Ein kostenloser Online-Editor reicht. Nutze nur KI-Werkzeuge, die deine Lehrkraft erlaubt, lies von KI geschriebenen Code, bevor du ihn ausführst, und füge nie private Informationen in einen Chatbot ein.

Jede Lektion hat Spiele, Quiz und Arbeitsblätter.

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Python-Grundlagen

  1. 1Hallo, PythonFühre ein Python-Programm aus, das eine Nachricht ausgibt.
    • Öffne einen Python-Editor.
    • Nutze print, um Text zu zeigen.
    • Lies eine einfache Fehlermeldung und behebe sie.
  2. 2VariablenSpeichere und ändere Werte in Variablen.
    • Lege Variablen für Zahlen und Text an.
    • Ändere den Wert einer Variablen.
    • Wähle klare Namen für Variablen.
  3. 3Mathe in PythonRechne Mathe in Python mit Operatoren.
    • Nutze +, -, *, /, // und %.
    • Halte die Reihenfolge der Rechenarten ein.
    • Wandle zwischen Text und Zahlen um.
  4. 4Eingabe und AusgabeBaue einen Rechner für Eingabe und Ausgabe, der nach Zahlen fragt.
    • Lies die Eingabe vom Benutzer.
    • Mach aus der Eingabe eine Zahl.
    • Zeige mit print eine klare Antwort.

Ablaufsteuerung

  1. 5if-AnweisungenWähle mit if, elif und else, was passiert.
    • Vergleiche Werte mit ==, < und >.
    • Schreibe Blöcke mit if, elif und else.
    • Nutze die Einrückung richtig.
  2. 6while-SchleifenWiederhole mit einer while-Schleife, bis sich eine Bedingung ändert.
    • Schreibe eine while-Schleife.
    • Stoppe eine Schleife mit einer Bedingung oder mit break.
    • Finde eine Endlosschleife und behebe sie.
  3. 7for-SchleifenWiederhole eine feste Anzahl mit einer for-Schleife.
    • Nutze for mit range.
    • Addiere Zahlen in einer Schleife.
    • Wähle zwischen for und while.
  4. 8Quiz-ProgrammBaue ein Quiz-Programm, das die Punkte behält.
    • Stelle fünf Fragen.
    • Prüfe jede Antwort.
    • Zeige mit print die Endpunktzahl.

Funktionen und Daten

  1. 9FunktionenSchreibe eine Funktion mit Parametern und einem Rückgabewert.
    • Definiere eine Funktion mit def.
    • Übergib Parameter.
    • Gib ein Ergebnis zurück und nutze es.
  2. 10ListenSpeichere Einträge in einer Liste und gehe sie durch.
    • Lege eine Liste an, füge Einträge hinzu und entferne sie.
    • Gehe eine Liste durch.
    • Finde den größten Eintrag.
  3. 11WörterbücherSuche Werte per Schlüssel in einem Wörterbuch.
    • Lege ein Wörterbuch aus Schlüsseln und Werten an.
    • Suche, füge hinzu und ändere Werte.
    • Gehe Schlüssel und Werte durch.
  4. 12DatenorganisatorBaue einen Datenorganisator, der Datensätze sortiert und sucht.
    • Speichere Datensätze als Liste von Wörterbüchern.
    • Suche nach einem Feld.
    • Sortiere nach einem Feld.

Programmieren mit KI

  1. 13Bitte die KI um CodeSchreibe eine klare Bitte, um Code von der KI zu bekommen.
    • Sage das Ziel, die Eingaben und die Ausgaben.
    • Gib ein Beispiel.
    • Vergleiche eine vage Bitte und eine klare Bitte.
  2. 14Lies, bevor du ausführstLies von KI geschriebenen Code und erkläre ihn, bevor du ihn ausführst.
    • Erkläre jede Zeile mit deinen eigenen Worten.
    • Finde eine Zeile, die du nicht verstehst, und schlag sie nach.
    • Erkenne Code, der Daten löschen oder senden könnte.
  3. 15Debugge mit KIDebugge mit KI, um einen Fehler zu erklären und zu beheben.
    • Teile den Fehler und den Code, der ihn verursacht hat.
    • Bitte um eine Erklärung, nicht nur um eine Korrektur.
    • Teste die Korrektur.
  4. 16Dein Code, deine ArbeitErkläre, welche Teile deines Codes du geschrieben hast und welche die KI vorgeschlagen hat.
    • Markiere von KI vorgeschlagenen Code mit einem Kommentar.
    • Halte die KI-Regeln deiner Klasse ein.
    • Schreibe einen KI-Teil selbst neu.

Mit Daten arbeiten

  1. 17CSV-DateienLies eine CSV-Datei in Python.
    • Öffne eine CSV-Datei.
    • Lies jede Zeile.
    • Mach aus Zahlenspalten Zahlen.
  2. 18Einfache StatistikFinde mit einfacher Statistik Mittelwert, Median und Spannweite.
    • Berechne Mittelwert, Median und Spannweite im Code.
    • Vergleiche den Mittelwert und den Median.
    • Finde einen Ausreißer.
  3. 19DiagrammeMache ein Balkendiagramm und ein Liniendiagramm.
    • Zeichne ein Balkendiagramm.
    • Zeichne ein Liniendiagramm.
    • Füge einen Titel und Achsenbeschriftungen hinzu.
  4. 20Erkunde einen DatensatzErkunde einen kleinen Datensatz und beantworte drei Fragen.
    • Schreibe drei Fragen.
    • Beantworte sie mit Code.
    • Zeige eine Antwort als Diagramm.

Maschinelles Lernen

  1. 21Merkmale und LabelsTeile Daten in Merkmale und Labels.
    • Wähle die Label-Spalte.
    • Wähle die Merkmal-Spalten.
    • Mache X und y im Code.
  2. 22Trainiere ein ModellTrainiere ein Klassifikator-Modell mit einer Python-Bibliothek.
    • Importiere einen Klassifikator aus scikit-learn.
    • Mache fit mit den Trainingsdaten.
    • Sage ein neues Beispiel voraus.
  3. 23Teste ein ModellTeste ein Modell und miss die Genauigkeit an Testdaten.
    • Teile Daten in Training und Test.
    • Berechne die Genauigkeit.
    • Zeige mit print die Beispiele, die falsch waren.
  4. 24KlassifikationsprojektTrainiere und teste ein Klassifikationsmodell an deinem eigenen kleinen Datensatz.
    • Sammle oder wähle einen Datensatz.
    • Trainiere und teste einen Klassifikator.
    • Erkläre einen Fehler.

Einen Chatbot bauen

  1. 25GesprächsablaufZeichne den Ablauf eines kurzen Gesprächs.
    • Markiere Begrüßungen, Fragen und Abschiede.
    • Plane, was passiert, wenn der Bot nicht versteht.
    • Mach aus der Karte eine Liste von Regeln.
  2. 26Schlüsselwörter abgleichenBeantworte Nachrichten, indem du Schlüsselwörter abgleichst.
    • Speichere Schlüsselwörter und Antworten in einem Wörterbuch.
    • Finde ein Schlüsselwort in einer Nachricht.
    • Gib eine Standardantwort.
  3. 27Text säubernSäubere den Text: mache ihn klein und entferne Satzzeichen vor dem Vergleich.
    • Mache eine Nachricht klein.
    • Entferne Satzzeichen.
    • Teile eine Nachricht in Wörter.
  4. 28Chatbot mit RegelnBaue einen Chatbot mit Regeln, der zehn Fragen beantwortet.
    • Wähle ein Thema, zum Beispiel die Schulbibliothek.
    • Schreibe zehn Regeln aus Frage und Antwort.
    • Teste ihn mit einer Freundin oder einem Freund.

KI einbinden

  1. 29Modelle als FunktionenErkläre ein Modell als Funktion: Eingabe rein, Vorhersage raus.
    • Packe ein trainiertes Modell in eine Funktion.
    • Rufe sie aus einem anderen Teil eines Programms auf.
    • Behandle eine Eingabe, die es nicht nutzen kann.
  2. 30Was ist eine APIErkläre, was eine API ist: wie eine App einen Dienst um eine Antwort bittet.
    • Sage, was eine Anfrage und eine Antwort sind.
    • Lies eine Beispielantwort.
    • Sage, warum ein Schlüssel geheim bleiben muss.
  3. 31Füge eine KI-Fähigkeit hinzuFüge einem Programm eine KI-Fähigkeit hinzu, die deine Lehrkraft erlaubt.
    • Nutze das KI-Werkzeug der Klasse.
    • Schick ihm eine Frage aus deinem Programm.
    • Zeige seine Antwort.
  4. 32Regeln oder ModellUnterscheide Antworten nach Regeln von Antworten eines Modells.
    • Vergleiche deinen Chatbot mit einem KI-Modell.
    • Sage, welches leichter zu testen ist.
    • Sage, welches neue Fragen besser schafft.

App-Projekt

  1. 33Plane die AppPlane die App: schreibe, was deine Übungs-App tun wird.
    • Wähle ein Fach.
    • Liste die Fähigkeiten auf.
    • Zeichne die Bildschirme.
  2. 34Baue den KernBaue den Kern: Fragen, Antworten und Punkte.
    • Speichere Fragen in einer Datei.
    • Stelle sie in zufälliger Reihenfolge.
    • Behalte die Punkte und zeige sie.
  3. 35Teste die AppTeste die App mit falschen, leeren und seltsamen Antworten.
    • Schreibe eine Testliste.
    • Führe jeden Test aus.
    • Behebe, was fehlschlägt.
  4. 36Hausaufgaben-ÜbungshelferZeige deinen Hausaufgaben-Übungshelfer, eine App, die Antworten prüft.
    • Zeige, dass er ohne einen KI-Dienst funktioniert.
    • Zeige eine optionale KI-Fähigkeit, wenn du eine hinzugefügt hast.
    • Erkläre, welche Antworten von Regeln kommen und welche von einem Modell.