Am Dienstag, 03. Juni findet wieder eine DAS-Lecture in Hörsaal II – Lise Meitner, Jakob-Haringer-Straße 2A statt.

Als Vortragende wird die Frau Dr. Sarah Schönbrodt vom Fachbereich Mathematik zum Thema Demystifying AI in Mathematics Education: Innovative Approaches to Teaching Machine Learning in High Schools sprechen.

KI und maschinelles Lernen (ML) basieren grundlegend auf mathematischer Modellierung. Interessanterweise sind viele der grundlegenden mathematischen Techniken, die ML zugrunde liegen, recht elementar – oft zugänglich mit Mathematik auf Gymnasialniveau. Diese Beobachtung legt nahe, dass die Ausbildung in KI nicht auf Informatikkurse beschränkt sein sollte, sondern auch sinnvoll in die Mathematiklehrpläne integriert werden sollte.

In meinem Vortrag werde ich verschiedene Strategien untersuchen, um zentrale mathematische Ideen hinter verschiedenen ML-Methoden (z. B. Support Vector Machines) zu vereinfachen und zu lehren. Diese Methoden sind tief in mathematischen Konzepten der linearen Algebra und der Analysis verwurzelt – Bereiche der Mathematik, die Schüler oft als abstrakt oder wenig ansprechend empfinden. Allerdings sind die verwendeten mathematischen Methoden oft elementar und mit Wissen aus der Sekundarstufe zugänglich, wie etwa analytische Geometrie. Indem wir reale, datengestützte Probleme aus der KI im Kontext der mathematischen Bildung ansprechen, haben wir eine einzigartige Möglichkeit, mathematische Konzepte für Schüler relevanter und spannender zu gestalten und gleichzeitig ein tieferes Verständnis für KI, einschließlich ihrer Risiken und Potenziale, zu fördern.

Ich werde getestete digitale Lernmaterialien für Schülerinnen und Schüler der Oberstufe präsentieren und kritisch untersuchen, welche zugrunde liegenden mathematischen Konzepte im Unterricht (‚White-Box‘) erforscht werden können und welche aufgrund ihrer inhärenten Komplexität als ‚Black-Box‘ behandelt werden müssen. Das Material wurde im Rahmen des CAMMP-Projekts ( www.cammp.online) entwickelt und konzentriert sich auf die problemorientierte Entwicklung der mathematischen Grundlagen von KI-Methoden. Ich möchte zeigen, dass es tatsächlich möglich ist, KI auf sinnvolle Weise in den Mathematikunterricht zu integrieren.

Sarah Schönbrodt ist Professorin für Mathematikpädagogik an der Universität Salzburg. Sie ist auch die Gründerin und Geschäftsführerin der gemeinnützigen Organisation KI macht Schule Österreich. Sarah hat Mathematik und Chemie für das Lehramt an der RWTH Aachen studiert. Nach ihrem Studium promovierte sie am Karlsruher Institut für Technologie in Mathematikpädagogik. In ihrer Forschung konzentriert sie sich auf das Lernen über moderne Anwendungen der Mathematik im Schulunterricht – mit einem besonderen Schwerpunkt auf Anwendungen aus dem Bereich der KI ( www.schoenbrodt.info/). Sie leitet das Programm für Computational and Mathematical Modeling (CAMMP) in Salzburg, das Schülern Einblicke in die Relevanz moderner Mathematik vermittelt.