Bildung im Angesicht einer neuen
Rechnergeneration
1. Cognitive Computing: was ist das?
2. Warum wir uns damit befassen müssen.
3. Schule: warum, und wenn ja, wie?
4. Die Ko...
https://goo.gl/jXa7Ft
Die neuen Denkmaschinen.
06.05.2015 6re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
2011. Jeopardy!
IBMs „Watson“ tritt an gegen die zw...
Wie macht „Watson“ das?
 Watson versteht Sprache: Linguistik + Kontext
 Watson stellt Hypothesen auf und priorisiert sie...
Onkologie: Memorial Sloan-Kettering Cancer Center
Watson
 liest medizinische Fachartikel, massenhaft,
 kennt die Patient...
Atari-Spiele, selbständig erlernt.
 Erkennt bewegte optische Muster,
 Sucht Steuertasten und probiert aus,
 Lernt aus E...
 Lernt aus der Vergangenheit (den Akten),
 erkennt Muster,
 stellt Hypothesen auf über zukünftige Verbrechen,
 spricht...
06.05.2015 11re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
…
06.05.2015re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 12
 Lernfähigkeit.
Machine Learning, Neuronale Netze.
 Erkenntnisfähigkeit.
Mustererkennung, Analytics & Hypothesenbildung....
Industrielle Revolution 2.0 und was das für unsere
Kinder bedeutet.
Cognitive Computing wird den Arbeitsmarkt in weiten Teilen umwälzen.
Nur wesentlich schneller.
Wir haben das schon mal erl...
Für
Kompetenz. Konstruktivität. Kritikfähigkeit.
„Bildung sollte junge Menschen vorbereiten
auf Jobs, die es noch nicht gibt,
in denen sie Technologien nutzen werden,
die ...
 „Durch den Zugang zu qualitativ hochwertiger Bildung wird der
Einzelne darin befördert, ein selbstbestimmtes Leben zu fü...
Wider die
Anbetung der
Technik
06.05.2015re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 19
„Jede hinreichend fortschrittliche Technologie
ist von Magie nicht zu unterscheiden"
- Arthur C. Clarke
„In der Informatik...
06.05.2015 21re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
…am Beispiel von Simon Peyton Jones:
England: „Com...
06.05.2015 22re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
Die zentrale Idee für das Fach „Computing“
Orienti...
06.05.2015 23re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
Die Ziele auf das Fach Technik- & Medienkompetenz
...
Von der Technik zur Kulturtechnik.
In Analogie:
1. Schüler müssen lernen, kognitive Systeme zu bedienen. Das ist in
erster Linie eine instrumentelle Kompeten...
Noch Drittens:
3. Schüler sollten ein möglichst präzises Bewusstsein dafür entwickeln,
was kognitive Systeme NICHT können,...
konkret
Fragen:
1. Welches Wissen muss noch vermittelt werden, wenn nachher jeder
den kognitiven Assistenten in der Hosent...
Wissen
1. Nur konkretes Faktenwissen
2. Faktenwissen exemplarisch: zur Demonstration der
Zusammenhänge
3. Methodenwissen?
...
Wissen
4. Schlussfolgern?
…wenn Maschinen besser Hypothesen bilden als wir
…wenn Maschinen schneller Muster erkennen
…wenn...
Wissen
5. Inhalte verstehen!
6. Umgangsweisen mit Wissen!
06.05.2015 31re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus...
Cogs
 Was kann dann noch abgefragt werden?
 Wie/was wird also benotet?
Eigentlich: Orientieren am Prototyp Taschenrechne...
Lehrer
Problem 1: Cognitive Computing noch in den Anfängen.
Problem 2: Von der Uni bis zum ersten eigenen Unterricht
ist...
Unterrichts-
Assistenten
 Mustererkennung: Gruppendynamik, Verhalten einzelner Schüler,
Didaktik, Lernmuster…
 Sprachlic...
Unterrichts-
Assistenten
 IBM PETALS (Personalized Education Through Analytics on Learning Systems):
 Versuch in Georgia...
Unterrichts-
Assistenten
Denkbar wäre:
 Schüler X hat bisher die Schülerkarriere vom Typ Y beschritten.
 Sein Lernverhal...
Klüger?
 CogniToys-Video, der Dino:
 Hoffentlich erkannt, dass das didaktischer Bullshit ist.
 Und wie leicht wir zur Ehrfurcht...
 Schule = Aufklärung 2.0:
 Heraus aus der selbst verschuldeten Technik-Unmündigkeit
 Befähigung zu einem selbstbestimmt...
 „Cognitive Computing“, was ist das?
 Lernen,
 Muster erkennen,
 Hypothesen bilden,
 Sprache verstehen
06.05.2015 40r...
 Schule und Cognitive Computing:
 Verstehen, wie die Kiste tickt. Und wo sie austickt.
 Erlernen eines konstruktiven un...
Markus Mathar
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Künstliche kognitive Systeme wie IBM Watson werden die Arbeitswelt umwälzen, wie es in ähnlicher Weise schon einmal in der industriellen Revolution geschah. Nur wesentlich schneller. Und es wird den Menschen diesmal auf seinem ureigensten Territorium treffen: bei der Denkarbeit. Wenn wir diesem Wandel gewachsen sein, ihn wirtschaftlich überleben wollen, müssen wir diejenigen darauf vorbereiten, die in den nächsten Jahrzehnten ins arbeitsfähige Alter kommen. Das sind die Schüler von heute.

Vortrag auf der re:publica 2015: https://goo.gl/lpm33P

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Cognitive Computing & Schule / re:publica2015 / @markusmathar

  1. 1. Bildung im Angesicht einer neuen Rechnergeneration
  2. 2. 1. Cognitive Computing: was ist das? 2. Warum wir uns damit befassen müssen. 3. Schule: warum, und wenn ja, wie? 4. Die Konsequenz: Cognitive Computing & Schule. 5. Klüger als vorher? 06.05.2015re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 2
  3. 3. https://goo.gl/jXa7Ft
  4. 4. Die neuen Denkmaschinen.
  5. 5. 06.05.2015 6re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 2011. Jeopardy! IBMs „Watson“ tritt an gegen die zwei Top-Kandidaten der letzten Jahre. …und gewinnt.
  6. 6. Wie macht „Watson“ das?  Watson versteht Sprache: Linguistik + Kontext  Watson stellt Hypothesen auf und priorisiert sie (%-Werte).  Watson lernt noch während des Spiels.  Watson verknüpft unstrukturierte Daten.  Watson hat einen Wissenskorpus.  Watson wird trainiert mit Frage-Antwort-Paaren. 06.05.2015 7re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  7. 7. Onkologie: Memorial Sloan-Kettering Cancer Center Watson  liest medizinische Fachartikel, massenhaft,  kennt die Patientenakte [Symptome],  entwickelt Hypothesen [Diagnose],  macht Vorschläge [Therapie] und  mischt sich (in Zukunft) in das Arzt-Patienten-Gespräch ein. 06.05.2015 8re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  8. 8. Atari-Spiele, selbständig erlernt.  Erkennt bewegte optische Muster,  Sucht Steuertasten und probiert aus,  Lernt aus Erfolg/Misserfolg und Score,  Entwickelt Hypothesen [Spiele-Taktik] 06.05.2015 9re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  9. 9.  Lernt aus der Vergangenheit (den Akten),  erkennt Muster,  stellt Hypothesen auf über zukünftige Verbrechen,  spricht Empfehlungen aus 06.05.2015 10Markus Mathar „PredPol’s cloud-based software enables law enforcement agencies to better prevent crime in their communities by generating predictions on the places and times that future crimes are most likely to occur.” Illustration by R. Kikuo Johnson
  10. 10. 06.05.2015 11re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar …
  11. 11. 06.05.2015re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 12
  12. 12.  Lernfähigkeit. Machine Learning, Neuronale Netze.  Erkenntnisfähigkeit. Mustererkennung, Analytics & Hypothesenbildung.  Big Data. Multimedia, strukturiert & unstrukturiert.  Kontext. Verbindungen & Wechselwirkungen von Informationen (systemisch denken).  Sprache. Natural Language Processing (NLP). In & Out.  Assistenz. Beraten, nicht entscheiden. 06.05.2015 13re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  13. 13. Industrielle Revolution 2.0 und was das für unsere Kinder bedeutet.
  14. 14. Cognitive Computing wird den Arbeitsmarkt in weiten Teilen umwälzen. Nur wesentlich schneller. Wir haben das schon mal erlebt: vor ca. 200 Jahren. Damals nahmen uns die Maschinen die körperliche Arbeit ab. Heute nehmen sie uns die geistige Arbeit ab. Wen betrifft das? Die, die morgen ins arbeitsfähige Alter kommen. = die Schüler von heute 06.05.2015 15re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  15. 15. Für Kompetenz. Konstruktivität. Kritikfähigkeit.
  16. 16. „Bildung sollte junge Menschen vorbereiten auf Jobs, die es noch nicht gibt, in denen sie Technologien nutzen werden, die noch nicht erfunden wurden, um Probleme zu lösen, von denen wir noch nicht wissen, dass es sie gibt.“ Richard Riley* 06.05.2015 17re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar * US-Bildungsminister 1993-2001
  17. 17.  „Durch den Zugang zu qualitativ hochwertiger Bildung wird der Einzelne darin befördert, ein selbstbestimmtes Leben zu führen. Zugleich stärkt Bildung aber auch die Gesellschaft als Ganzes.“  „Bildung ist Voraussetzung für eine aktive Teilnahme der Bevölkerung an politischen Entscheidungsprozessen.“ Bildungsstrategie 2010-2013 des BMZ 06.05.2015 18re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  18. 18. Wider die Anbetung der Technik 06.05.2015re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 19
  19. 19. „Jede hinreichend fortschrittliche Technologie ist von Magie nicht zu unterscheiden" - Arthur C. Clarke „In der Informatik geht es genauso wenig nur um Computer wie es in der Astronomie nur um Teleskope geht.” - Edsger W. Dijkstra 06.05.2015 20re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  20. 20. 06.05.2015 21re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar …am Beispiel von Simon Peyton Jones: England: „Computing“ ab der 1. Klasse 1. Im Geiste der Aufklärung, gegen alle „Magie“ 2. Im Geiste Dijkstras, gegen alle bloße Technikverliebtheit
  21. 21. 06.05.2015 22re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar Die zentrale Idee für das Fach „Computing“ Orientierung am Naturwissenschaftlichen Unterricht:  Technologie + Ideen.  Instrumente bedienen + verstehen.  Medien konsumieren + Neues kreieren.  Lesen + schreiben.
  22. 22. 06.05.2015 23re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar Die Ziele auf das Fach Technik- & Medienkompetenz heruntergebrochen heißt also:  Erlernen des Umgangs mit technischen Systemen als einer Kulturtechnik der Gegenwart und der Zukunft  Eine erweitert zu verstehende „Medienkompetenz“ im Sinne einer Fähigkeit zur Kritik gegenüber den Möglichkeiten und Beschränkungen von Technik. Als auch: deren Auswirkungen auf das persönliche wie gemeinschaftliche Leben einschätzen zu können.
  23. 23. Von der Technik zur Kulturtechnik.
  24. 24. In Analogie: 1. Schüler müssen lernen, kognitive Systeme zu bedienen. Das ist in erster Linie eine instrumentelle Kompetenz. (Die braucht’s schon auch!!) 2. Sie müssen in Grundzügen verstehen, wie kognitive Systeme funktionieren. Das heißt, sie müssen begreifen, auf welchen Prinzipien deren Arbeit beruht (Statistik, Quellensuche, Mustererkennung, Maschinelles Lernen, etc.). 06.05.2015 25re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  25. 25. Noch Drittens: 3. Schüler sollten ein möglichst präzises Bewusstsein dafür entwickeln, was kognitive Systeme NICHT können, welche Arten von Tätigkeit also dem Menschen vorbehalten bleiben. 06.05.2015 26re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  26. 26. konkret Fragen: 1. Welches Wissen muss noch vermittelt werden, wenn nachher jeder den kognitiven Assistenten in der Hosentasche mit sich rumträgt? 2. Was passiert, wenn Schüler Cogs* im Unterricht benutzen?  Was kann dann noch abgefragt werden?  Wie/was wird also benotet? 3. Wie kriegen wir die Lehrer fit gemacht? 4. Können wir CogniCo-Assistenten nutzen für den Unterricht? 06.05.2015 28re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar * „Cogs“ = kognitive Apps
  27. 27. Wissen 1. Nur konkretes Faktenwissen 2. Faktenwissen exemplarisch: zur Demonstration der Zusammenhänge 3. Methodenwissen?  Instrumentell (nur exemplarisch, als Meta-Anweisung: wie man Instrumente bedienen lernt)  Sozial (zwischenmenschliches Verhalten) 06.05.2015 29re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  28. 28. Wissen 4. Schlussfolgern? …wenn Maschinen besser Hypothesen bilden als wir …wenn Maschinen schneller Muster erkennen …wenn Maschinen mit mehr Informationen jonglieren können Können wir lernen aus der ersten Industriellen Revolution? Ändert sich unsere Abhängigkeit von den Maschinen? Kreativ Schlussfolgern? 06.05.2015 30re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  29. 29. Wissen 5. Inhalte verstehen! 6. Umgangsweisen mit Wissen! 06.05.2015 31re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  30. 30. Cogs  Was kann dann noch abgefragt werden?  Wie/was wird also benotet? Eigentlich: Orientieren am Prototyp Taschenrechner. Googeln zu „Schule Prüfung Internet“: Internet-Schummelei, Handy-Blocker, Täuschungsversuch… 06.05.2015 32re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  31. 31. Lehrer Problem 1: Cognitive Computing noch in den Anfängen. Problem 2: Von der Uni bis zum ersten eigenen Unterricht ist schon alles wieder anders. Problem 3: Und wann kommt das nächste große Ding? Unterstützung durch Unternehmen aus der Wirtschaft. Im Studium und im Job. 06.05.2015 33re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  32. 32. Unterrichts- Assistenten  Mustererkennung: Gruppendynamik, Verhalten einzelner Schüler, Didaktik, Lernmuster…  Sprachliche Interaktion: mit dem Lehrer, mit den Schülern  Hypothesen: Vorschläge für Unterrichtsgestaltung, Einzelförderung, Entschärfung von Konflikten. Wieso nicht? 06.05.2015 34re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  33. 33. Unterrichts- Assistenten  IBM PETALS (Personalized Education Through Analytics on Learning Systems):  Versuch in Georgia: System von 132 Schulen & 170.000 Schülern  Nutzt:  Informationen von Schüleraufzeichnungen (student records),  um Lernmuster zu identifizieren,  Leistungsanforderungen vorherzusagen  Ziele:  erfolgreichere Lehrmethoden  personalisierte Lehrpläne. 06.05.2015 35re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  34. 34. Unterrichts- Assistenten Denkbar wäre:  Schüler X hat bisher die Schülerkarriere vom Typ Y beschritten.  Sein Lernverhalten weißt typische Symptome vom Lerntyp A aus.  Also empfiehlt das kognitive System dem Lehrer einen individuellen Lehrplan.  Oder so: es erstellt ihn gleich selber. Und so kann jeder Schüler nach seinen Begabungen und Schwächen optimal gefördert werden. 06.05.2015 36re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  35. 35. Klüger?
  36. 36.  CogniToys-Video, der Dino:  Hoffentlich erkannt, dass das didaktischer Bullshit ist.  Und wie leicht wir zur Ehrfurcht verführbar sind! 06.05.2015 38re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  37. 37.  Schule = Aufklärung 2.0:  Heraus aus der selbst verschuldeten Technik-Unmündigkeit  Befähigung zu einem selbstbestimmten & der Gemeinschaft verpflichteten Leben  Vorbereitung auf eine offene Zukunft 06.05.2015 39re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  38. 38.  „Cognitive Computing“, was ist das?  Lernen,  Muster erkennen,  Hypothesen bilden,  Sprache verstehen 06.05.2015 40re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  39. 39.  Schule und Cognitive Computing:  Verstehen, wie die Kiste tickt. Und wo sie austickt.  Erlernen eines konstruktiven und kritischen Umgangs mit der neuen Rechnergeneration. = erweiterte Medienkompetenz  Sensibilisieren für die „Komplementarität“ von Mensch und Maschine 06.05.2015 41re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar
  40. 40. Markus Mathar
  41. 41. 06.05.2015re:publica2015: Cognitive Computing & Schule Markus Mathar 43 Tim Bell: Computer Science unplugged CSunplugged.org http://goo.gl/70RC4J

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