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Kurs

KI der 8. Klasse: Entwickler intelligenter Apps

Verbinde Python, Webseiten, Modelle und KI-APIs zu einer App, die du testest und vorstellst.

Arbeite die Lektionen der Reihe nach durch. Am Ende kannst du die Oberfläche, das Backend, das Modell und die Daten einer KI-App nennen und die Architektur zeichnen. Du kannst Code in Module teilen, JSON-Dateien lesen und schreiben und eine kleine Website mit HTML und CSS bauen. Du kannst die Vorhersage eines Klassifikators auf einer Webseite zeigen, einen Prompt aus einer Vorlage bauen und prüfen, dass die Antwort eines Modells das richtige Format hat. Du kannst aus Python eine KI-API aufrufen, die deine Lehrkraft verwaltet, einen API-Schlüssel geheim halten, einen Satz von 20 Tests bauen, eine Sicherheitsliste schreiben und einen geprüften Lernassistenten vorstellen.

So benutzt du diese Lektionen

  • Starte bei der Lektion mit Mach das. Geh weiter, wenn du die Zeile unter dem Titel allein schaffst.
  • Spiel zuerst die Spiele. Dann mach das Quiz. 8 von 10 richtig zum Bestehen. Die Arbeitsblätter sind auf Papier. Die Antworten stehen unten.
  • Jede Lektion baut auf der vorigen auf. Behalte einen Projektordner und ergänze ihn in jeder Lektion.
  • Nutze nur KI-Dienste, die deine Lehrkraft erlaubt. Halte API-Schlüssel aus deinem Code und teile sie nie. Sende nie private Informationen an ein Modell, und teste jede KI-Antwort, die deine App zeigt.

Jede Lektion hat Spiele, Quiz und Arbeitsblätter.

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Architektur einer KI-App

  1. 1Oberfläche, Backend, Modell und DatenNenne die Oberfläche, das Backend, das Modell und die Daten einer KI-App.
    • Erkläre jeden der vier Teile.
    • Finde sie in einer Übersetzer-App.
    • Sag, welchen Teil Nutzer sehen.
  2. 2Verfolge eine AnfrageVerfolge eine Anfrage vom Klick bis zur Antwort.
    • Liste jeden Schritt vom Klick bis zum Bildschirm.
    • Sag, wo das Modell läuft.
    • Sag, wo Verzögerungen entstehen können.
  3. 3Wo die Daten gespeichert werdenSag, wo eine App Daten speichert und warum.
    • Vergleiche den Browser, einen Server und eine Datenbank.
    • Sag, was niemals gespeichert werden darf.
    • Sag, wer jeden Ort sehen kann.
  4. 4Zeichne die ArchitekturZeichne die Architektur einer echten KI-App.
    • Wähle eine App.
    • Zeichne Kästen für jeden Teil.
    • Zeichne Pfeile für den Datenfluss.

Python für Fortgeschrittene

  1. 5Teile Code in ModuleTeile Code in Module und importiere sie.
    • Verschiebe Funktionen in eine eigene Datei.
    • Importiere sie in einer anderen Datei.
    • Benenne Module klar.
  2. 6Lies und schreibe DateienLies und schreibe Text- und JSON-Dateien.
    • Lies und schreibe eine Textdatei.
    • Speichere und lade JSON.
    • Behandle eine fehlende Datei.
  3. 7Installiere eine BibliothekInstalliere und nutze eine Python-Bibliothek.
    • Installiere eine Bibliothek mit pip.
    • Lies ihre Dokumentation.
    • Nutze eine Funktion daraus.
  4. 8Wiederholten Code als FunktionMach aus wiederholtem Code eine Funktion, die andere nutzen können.
    • Finde wiederholten Code.
    • Mach daraus eine Funktion mit klaren Parametern.
    • Schreibe einen kurzen docstring.

Grundlagen einer Web-App

  1. 9Seite mit Überschriften und FormularBaue eine Seite mit Überschriften, Text und einem Formular.
    • Nutze Überschriften, Absätze und Listen.
    • Füge ein Bild und einen Link hinzu.
    • Füge ein Formular mit einem Textfeld und einem Knopf hinzu.
  2. 10Farben, Abstände und LayoutGestalte eine Seite mit Farben, Abständen und Layout.
    • Setze Farben und Schriften.
    • Füge margin und padding hinzu.
    • Ordne die Seite mit flexbox an.
  3. 11Lies ein FormularLies, was ein Nutzer in ein Formular tippt.
    • Lies den Formularwert mit JavaScript.
    • Zeige ihn wieder auf der Seite.
    • Prüfe auf leere Eingabe.
  4. 12Kleine WebsiteBaue eine kleine Website mit zwei Seiten.
    • Baue eine Startseite und eine Werkzeugseite.
    • Verlinke sie miteinander.
    • Lass sie auf einem Handybildschirm funktionieren.

Modelle einbinden

  1. 13Training und InferenzErkläre den Unterschied zwischen Training und Inferenz.
    • Sag, dass Training einmal passiert und Inferenz bei jeder Anfrage.
    • Speichere und lade ein trainiertes Modell.
    • Miss die Zeit einer Vorhersage.
  2. 14Eingabe des ModellsBereite die Eingabe in der Form vor, die ein Modell erwartet.
    • Ändere die Größe eines Bildes.
    • Setze die Merkmale in die richtige Reihenfolge.
    • Lehne Eingabe ab, die das Modell nicht nutzen kann.
  3. 15Labels und WerteLies Labels und Werte eines Modells.
    • Lies das oberste Label.
    • Lies den Vertrauenswert.
    • Zeige „nicht sicher“ unter einem Schwellenwert.
  4. 16Vorhersage des KlassifikatorsZeige die Vorhersage eines Klassifikators auf einer Webseite.
    • Lade ein Modell im Browser oder auf einem kleinen Server.
    • Sende ihm die Eingabe von der Seite.
    • Zeige das Label und den Wert.

Apps mit Prompts

  1. 17Prompt aus einer VorlageBaue einen Prompt aus einer Vorlage und aus dem, was der Nutzer schreibt.
    • Schreibe eine Vorlage mit Lücken.
    • Fülle die Lücken mit dem, was der Nutzer schreibt.
    • Lass nicht zu, dass die Nutzereingabe deine Anweisungen ändert.
  2. 18Kontext des ModellsGib einem Modell den Kontext, den es braucht.
    • Füge Klassenstufe und Thema hinzu.
    • Füge eine Beispielantwort hinzu.
    • Vergleiche Antworten mit Kontext und ohne Kontext.
  3. 19Format der AntwortPrüfe, dass die Antwort eines Modells das richtige Format hat.
    • Bitte um JSON.
    • Lies es und prüfe die Felder.
    • Versuche es erneut oder zeige einen Fehler, wenn es falsch ist.
  4. 20Verkette zwei PromptsVerkette zwei Prompts, um eine Aufgabe zu beenden.
    • Stelle Fragen mit einem Prompt.
    • Prüfe die Antworten mit einem zweiten Prompt.
    • Gib Daten zwischen den Schritten weiter.

KI-APIs

  1. 21Anfrage und JSON-AntwortSende eine Anfrage und lies die JSON-Antwort.
    • Sende eine GET- und eine POST-Anfrage.
    • Lies Statuscodes.
    • Lies eine JSON-Antwort.
  2. 22API-Schlüssel geheim haltenHalte einen API-Schlüssel geheim.
    • Speichere einen Schlüssel in einer Umgebungsvariable.
    • Halte Schlüssel aus geteiltem Code heraus.
    • Sag, warum ein Schlüssel niemals im Browser sein darf.
  3. 23Anfrage-Limits und KostenErkläre Anfrage-Limits und Nutzungskosten.
    • Lies einen Fehler zum Anfrage-Limit.
    • Schätze die Kosten von 100 Anfragen.
    • Warte und versuche es erneut, wenn ein Limit gilt.
  4. 24Rufe eine KI-API aufRufe aus Python eine KI-API auf, die deine Lehrkraft verwaltet.
    • Sende einen Prompt.
    • Lies die Antwort.
    • Behandle Fehler und Zeitüberschreitungen.

KI testen

  1. 25Eingaben und erwartete AusgabenSchreibe Eingaben mit den erwarteten Ausgaben.
    • Schreibe zehn Testeingaben.
    • Schreibe, wie eine gute Ausgabe aussieht.
    • Führe sie von Hand aus.
  2. 26Derselbe Test viele MaleFühre denselben Test viele Male aus und vergleiche die Ergebnisse.
    • Führe einen Prompt zehnmal aus.
    • Zähle, wie oft er richtig liegt.
    • Senke den Zufall und vergleiche.
  3. 27Leere, lange und knifflige EingabenTeste leere, lange und knifflige Eingaben.
    • Probiere leere Eingabe und sehr lange Eingabe.
    • Probiere Eingabe in einer anderen Sprache.
    • Probiere Eingabe, die die App austricksen will.
  4. 28Satz von 20 TestsBaue einen Satz von 20 Tests und bewerte deine App.
    • Mische leichte, schwere und knifflige Tests.
    • Bewerte jede Antwort als bestanden oder nicht bestanden.
    • Merke die Punktzahl nach jeder Änderung.

Verantwortungsvolles App-Design

  1. 29Nur die nötigen DatenSammle nur die Daten, die eine App braucht.
    • Liste die Daten, die deine App sammelt.
    • Entferne, was sie nicht braucht.
    • Sag, wie lange Daten behalten werden.
  2. 30Unsichere Ein- und AusgabenBlockiere unsichere Eingaben und Ausgaben.
    • Filtere unsichere Themen.
    • Prüfe Antworten, bevor du sie zeigst.
    • Gib eine sichere Antwort, wenn blockiert wird.
  3. 31Wann die KI antwortetZeige Nutzern, wann die KI antwortet und dass sie falsch liegen kann.
    • Kennzeichne KI-Antworten.
    • Füge einen Weg hinzu, eine falsche Antwort zu melden.
    • Zeige einen Ladezustand.
  4. 32SicherheitslisteSchreibe eine Sicherheitsliste für deine App.
    • Decke Datenschutz, Sicherheit und Genauigkeit ab.
    • Prüfe deine App damit.
    • Repariere einen Punkt, der durchfällt.

Werkstatt für App-Entwicklung

  1. 33Funktionen und Tests des AssistentenSchreibe die Funktionen und die Tests für einen Lernassistenten.
    • Wähle die Fächer.
    • Liste die Funktionen.
    • Schreibe zuerst den Satz von 20 Tests.
  2. 34Fachauswahl und FragenbildschirmBaue die Fachauswahl und den Fragenbildschirm.
    • Baue die Fachauswahl.
    • Baue den Frage-und-Antwort-Bildschirm.
    • Baue den Bereich für Rückmeldung.
  3. 35Fragen und Rückmeldung vom ModellFüge Fragen und Rückmeldung aus einem Modell hinzu.
    • Erzeuge Übungsfragen mit einem Modell.
    • Prüfe Antworten und gib Rückmeldung.
    • Führe den Satz von 20 Tests aus.
  4. 36Geprüfter LernassistentStelle einen geprüften Lernassistenten vor.
    • Stelle die ganze App vor.
    • Zeige die Punktzahl des Satzes von 20 Tests.
    • Erkläre das Frontend, das Backend und das Modell.