Rasante Entwicklung: Die Ausbildung in vielen Berufen verändert sich spürbar.
Immer mehr Berufe und Ausbildungszweige erfordern einen kompetenten Umgang mit neuen digitalen Technologien, allen voran KI-Anwendungen. Damit niemand zurückbleiben muss, helfen das Fraunhofer-Institut für Intelligente Analyse- und Informationssysteme (IAIS) gemeinsam mit der Google Zukunftswerkstatt: Kostenlose Trainings, als E-Learning am Rechner oder in Live-Schulungen, bringen Lernenden und Lehrenden die Zukunftstechnologien näher.
KI boomt unaufhaltsam — und ist auch aus der Berufsbildung kaum mehr wegzudenken. Sie hilft nicht nur bei der Diagnose von Krankheiten, in Banken oder im Marketing. Auch privat entdecken immer mehr von uns die schlauen Assistenten wie Siri, Alexa, Claude oder Chatty. Immer wichtiger wird es daher, KI zu verstehen und bedienen zu können.
Fraunhofer und Google starten gemeinsam
Seit Januar 2022 werden die Trainings angeboten, die Personen in der Berufsausbildung auf die Herausforderungen und Chancen durch KI vorbereiten sollen. Beide Partner, sowohl das Fraunhofer IAIS als auch die Google Zukunftswerkstatt, hatten zuvor die Notwendigkeit erkannt, Berufsschüler*innen und Lehrkräften die Grundlagen Künstlicher Intelligenz zu vermitteln. Die Kooperation bündelte die Expertise von Fraunhofer im Bereich der angewandten KI-Forschung mit der Reichweite und den digitalen Lehrmaterialien der Google Zukunftswerkstatt. Hinzu kommt Googles Erfahrung in der Erstellung digitaler Lernangebote.
Das primäre Ziel war die Entwicklung und Bereitstellung eines kostenfreien und praxisorientierten Lernangebots. In der Zusammenarbeit bringen beide Partner ihre jeweiligen Ressourcen, Expertisen und Plattformen ein, um die Lerninhalte bereitzustellen. Auch die Kosten tragen beide Projektpartner gemeinsam. Die Budgets bei Fraunhofer stammen aus institutioneller Förderung durch Bund und Länder, ebenso aus industriellen Aufträgen.
Die Roberta-Coaches haben inzwischen bereits über 3.200 Lehrkräfte geschult, die an Schulen deutschlandweit und international Robotik- und Programmierkurse anbieten.“
Erfolgsfaktor: Open Roberta
Das Fraunhofer-Institut und Google kennen sich nicht erst seit 2022. Bereits 2014 gingen beide Partner mit der Plattform „Open Roberta“ an den Start: Millionen von Kindern und Jugendliche können in weltweit mehr als 120 Ländern spielerisch per drag & drop Programme für Roboter und sogenannte Microcontroller entwickeln. Die Grundlage bildet die 2002 von Fraunhofer ins Leben gerufene Initiative „Roberta — Lernen mit Robotern“. Diese soll die MINT-Bildung bei Mädchen und Jungen von der Grundschule bis zur Sekundarstufe II fördern, aber auch im Aus- und Fortbildungsbereich.
Eine zentrale Rolle kommt seitdem den Roberta-Coaches von Fraunhofer IAIS zu. Diese haben inzwischen bereits über 3.200 Lehrkräfte geschult, die an Schulen deutschlandweit und international Robotik- und Programmierkurse anbieten. Auch beim Projekt „KI in der Berufsbildung“ helfen die Coaches dabei, mit ihren Lernangeboten die Herausforderungen der digitalen Transformation, die sich auch auf die Berufsbildung auswirken, besser zu meistern.
Bedarfsgerechte Angebote für alle
Damit sowohl Lehrkräfte KI in den Berufsschulunterricht einbinden können, Auszubildende aber ebenfalls Know-how an die Hand bekommen, richtet sich „KI in der Berufsbildung“ an beide Seiten. Auf der Website finden sich alle schnell zurecht, können einfach Live-Schulungstermine für Lehrkräfte oder ganze Klassen per E-Mail ausmachen.
Alternativ können Interessierte an E-Learning-Kursen teilnehmen. Dazu ist keine Anmeldung nötig, die Teilnahme ist hier und jetzt, also rund um die Uhr möglich. Das E-Learning-Angebot ist sowohl für Lehrkräfte, Ausbilder*innen und auch Azubis gedacht. Auch KI-Interessierte anderer Schulformen und Berufszweige sind herzlich eingeladen. Bei erfolgreicher Teilnahme erhalten alle zum Abschluss ein Zertifikat. Für Lehrkräfte stehen auf der Website zudem noch Lern- und Lehrmaterialien zu den nachfolgenden drei Lernmodulen zum Download bereit.
(Quelle: Gorodenkoff — stock.adobe.com)
1 Digitale Welt: In Zukunft wird Software noch mehr als bisher im Fokus stehen.
(Quelle: Gorodenkoff — stock.adobe.com)
KI-getrieben: Auch der Gesundheitssektor wandelt sich.
Darum geht’s: Die Lernmodule
Das Angebot von Fraunhofer und Google sieht drei unterschiedliche Module vor, die aufeinander aufbauen. In allen Kursen gibt es für die Klasse, Gruppe oder Teilnehmende auch Lernmaterialien an die Hand. Eine Bearbeitungszeit ist nicht vorgegeben, da sie von individuellen Lerngeschwindigkeiten ebenso abhängt wie vom technischen Vorwissen. Generell ist von mehreren Stunden bis zu mehreren Tagen pro Modul auszugehen.
Modul 1: Grundlagen des Programmierens mit NEPO
Hier erwartet die Teilnehmenden der Einstieg in die Welt des Programmierens, die mithilfe der visuellen Programmiersprache NEPO vermittelt wird. Dabei steigen die Besucher*innen nach einer kurzen Einführung in das Open Roberta Lab ein und erlernen anhand von Beispielen Robotik-Grundlagen. Sie sammeln mehr und mehr Programmierpraxis und sind in der Lage, Robotersimulationen zu erstellen. Eine Programmieraufgabe etwa ist im Bereich Autonomes Fahren angesiedelt. Zwischendurch stellt der Leiter der Roberta-Initiative die Features des Open Roberta Labs vor und verdeutlicht in einem Interview, warum Programmierkompetenzen immer wichtiger werden: Immer mehr Software ist gefragt, was vor allem in Autos und Handys immer deutlicher wird.
Modul 2: Computational Thinking (CT)
Hinter dem Begriff verbirgt sich eine Lösungsstrategie, bei der komplexe Probleme in kleinere Teile zerlegt werden. Es geht außerdem darum, Muster zu erkennen, Informationen herauszufiltern und schrittweise Lösungen bzw. Algorithmen zu entwickeln.
Der zweite Kurs führt somit in zentrale Skills für das 21. Jahrhundert ein. Nach einer Einführung ins Thema warten anschauliche Beispiele, etwa die Berechnung für Kosten eines 3D-Drucks einer Kleinserie. Im Anschluss warten weitere Übungsaufgaben, denn — so der Kommentar in der Anleitung — schließlich wird Computational Thinking durch Übung erlernt, „wie das Gitarrespielen oder Autofahren“. Apropos Autofahren: Bei einer weiteren Aufgabe dürfen die Teilnehmer*innen Gepäckwagen am Berliner Flughafen automatisieren, die mit Sensoren ausgestattet sind, und selbstständig entlang einer vorgegebenen Linie fahren sollen. Ebenfalls spannend: der Devide & Conquer-Ansatz (D&C), der etwa in der Logistik durch die Zerlegung von komplexen Problemstellungen bei der Erarbeitung von Lösungen hilft.
Die Kurse sind ein wichtiger Schritt zur Vorbereitung auf die Zukunft der Arbeitswelt.“
Modul 3: Einführung in die KI
Nach erfolgreichem Abschluss des CT-Kapitels wartet nun das Thema, welches dem Projekt seinen Namen gegeben hat: die Welt der Künstlichen Intelligenz. Informatikerin Valerie erklärt den Fahrplan: Es geht in diesem Modul um die Vorteile von KI in der Arbeitswelt, neue berufliche Chancen, aber auch um Herausforderungen und Gefahren, vor denen es sich zu schützen gilt.
Im weiteren Verlauf programmieren die Kursteilnehmer*innen mit dem Tool „Teachable Machines“. Hierbei „erlernt“ der Computer, Bilder, Töne oder Posen zu erkennen. Ein weiterer Abschnitt widmet sich dem Grundsatz „Kenne Deine Daten“ — denn fehlende oder gar falsche Beispiele erschweren das Trainieren einer KI. Der Kurs informiert auch über sogenanntes Maschinelles Lernen sowie Künstliche Neuronale Netze, die dem menschlichen Gehirn nachempfunden sind. Zudem gibt es einen Einblick in die Programmiersprache Python zur Erstellung eigener KI-Modelle.
Fazit
Das Projekt „KI in der Berufsbildung“ mit seinen Lernangeboten ist eine gute Möglichkeit, sich mit digitalen Technologien vertraut zu machen. Ob Programmieren, Problemlösung oder die Welt der Künstlichen Intelligenz: Die Kurse sind ein wichtiger Schritt zur Vorbereitung auf die Zukunft der Arbeitswelt und eine gute Grundlage, um Gelerntes weiter zu vertiefen.
