4. Mini-Projekt: Bauen eines Chatbots

Während in den vorangegangenen Stunden die Beschäftigung mit historischen „Chatbots“ im Vordergrund stand, haben die SuS die Möglichkeit mittels AIML (Artificial Intelligence Markup Language) in einem spielerischem Umfeld einen eigenen Chatbot zu implementieren. Erfahrungsgemäß werden dafür mindestens drei Unterrichtsstunden benötigt. Der Abschnitt der Unterrichtseinheit bietet zusätzlich die Möglichkeit den Softwareentwicklungsprozess als größeres Projekt zu gestalten.

Standardbezug

Bildungsstandards der GI
Informatiksysteme
Die SuS erschließen sich selbstständig neue Anwendungen und Informatiksysteme.

Algorithmen
Die SuS modifizieren und ergänzen Quelltexte von Programmen nach Vorgaben.

Kommunizieren und Kooperieren
Die SuS kooperieren in Projektarbeit bei der Bearbeitung eines informatischen Problems.

Kompetenzbezüge aus dem Berliner Rahmenlehrplan für die Sek 1
Die SuS erfahren die extreme Begrenztheit der „Verständnisfähigkeit“ der Maschine beim Entwurf und Test eigener Problemlösungen.

Materialien

Die Entwicklungsumgebung „Gaitobot“ (kostenfrei). [http://www.gaitobot.de/gaitobot/AIMLEditor/download.aspx]

Dokumentation zur Benutzung von Gaitobot. [Anhang: Mini-Dokumentation_Gaitobot.pdf]

Tutorial-Videos für Gaitobot (im Programm enthalten).

Arbeitsbogen zur Erforschung der Arbeitsweise von AIML-Bots. [Anhang: Arbeitsbogen_AIML.pdf]

Rumpfskript für den Chatbot der SuS. [Anhang: Rumpfskript_AIML.pdf]

Drei „Hinweisschnipsel“ für den Bau eines AIML-Chatbots. [Anhang: Hinweisschnipsel_AIML_Bot.pdf]

Unterrichtsverlauf

Einstieg (ca. 5 min)
Der Lehrer/ die Lehrerin bereitet den Tafelanschrieb vor: Zeit die benötigt wurde, um Eliza als Bot zu „enttarnen“ (siehe HA der letzten Stunde). Die SuS nennen die Ergebnisse ihrer Hausarbeit. Der Lehrer/ die Lehrerin erläutert die Arbeitsaufgabe für die Stunde (sie Arbeitsbogen zur Erforschung der Arbeitsweise von AIML-Bots).

Arbeitsphase (ca. 10 min)
In Folge sollen sich die SuS erstmals mit moderner Chatbottechnologie auseinandersetzen. Dazu bearbeiten sie Aufgabe 1 & 2 des Arbeitsbogens. Weiterhin lernen sie Umgebungen kennen, in denen Chatbottechnologien eingesetzt werden.

Bewertungsphase (ca. 10 Minuten)
Die SuS nennen die Zeit, die sie brauchten, um „Alice“ als Bot zu enttarnen und bewerten das Verhalten von modernen Chatbots im Vergleich zu „Eliza“. Dabei stellen fest, dass „Alice“ zwar fortgeschrittener als ihre Vorgängerin „Eliza“, selbst aber noch relativ unvermögend ist. Der Lehrer/ die Lehrerin vervollständigt den Tafelanschrieb. Fragen: „Wie hat Alice sich verhalten? In wie fern wirkt sie ‚klüger‘ als Eliza?“.

Demonstration (ca. 5 Minuten)
Der Lehrer/ die Lehrerin stellt kurz das Programm Gaitobot und AIML vor und erläutert die Aufgaben für das folgende Projekt. Die Hilfestellungen (Rumpfskript und Dokumentation von Gaitobot) werden ausgegeben.

Projekt: Bauen eines Chatbots (80 min)
Die SuS entwickeln innerhalb der Kleingruppen einen Chatbot. Ziel ist es, dem Bot ein Geheimnis beizubringen, das später von den Mitschülern und Mitschülerinnen durch ein Gespräch mit dem Bot herausgefunden werden soll. Zur Hilfestellungen erhalten die SuS eine Mini-Anleitung, in der die Syntax erläutert und Beispiele gegeben werden. Die SuS schauen sich die Tutorial-Videos des Gaitobot an. Weiterhin werden drei zusätzliche „Hinweisschnipsel“ ausgelegt, die sich die SuS holen können, falls sie weitere Hilfestellungen benötigen.
Der Lehrer/ die Lehrerin steht für Nachfragen bereit und beobachtet den Arbeitsfortschritt. Den SuS kann die Möglichkeit geboten werden, ihren Chatbot (in Form einer freiwilligen Hausaufgabe) außerhalb der Schulzeit weiterzuentwickeln.

Präsentation (ca. 15 min)
Der Lehrer/ die Lehrerin moderiert die Vorstellung der Chatbots der einzelnen Gruppen. Das aktuelle Gespräch wird an die Wand projiziert. Ein Schüler/ eine Schülerin übernimmt die Eingabe. Die Chatbots werden der Reihe nach „befragt“. Die SuS machen Vorschläge für den Dialog mit dem Bot.

Auswertung/Diskussion (ca. 10 Minuten)
Die SuS äußern sich zu den Problemen, die bei der Entwicklung des Bots aufgetreten sind und überlegen, wie sie die Kommunikation mit dem Bot verfeinern könnten.
Anschließen projiziert der Lehrer/ die Lehrerin die Ergebnisse des Fragebogens (siehe Stunden 1 & 2) an die Wand. Die SuS äußern ihre Meinung über die Fähigkeiten aktueller KI und spekulieren über zukünftige Entwicklungen in der KI. Sie SuS äußern, ob sie bei einem erneuten Ausfüllen des Fragebogens anders agieren würden und wenn ja, warum.

Fakultativ: Iteration: Bauen eines Chatbots Teil 2 (ca. 90 min)
Die SuS erhalten die Möglichkeit ihren Chatbot weiter zu entwickeln und nutzen dabei die Erkentnisse, die sie aus der ersten Präsentation ihres Bots gezogen haben. Anschließend präsentieren sie ihren Bot erneut und erläutern welche Verbesserungen sie vorgenommen haben.