Doel

Deze cursus is ontwikkeld om invulling te geven aan de leerdoelen van domein I, Keuzethema Cognitive computing, uit het eindexamenprogramma informatica. Zoals in de inleiding van deze cursus is te lezen proberen we in deze cursus materiaal te bieden voor zowel de in de techniek van AI geïnteresseerde leerling en de leerling die meer geïnteresseerd is in de ethische vraagstukken rond het gebruik van AI. Omdat dit een keuzemodule is en u misschien leerlingen ook echte een keuzevrijheid wil bieden hebben wij getracht het materiaal zo te ontwikkelen dat een leerling geheel zelfstandig het grootste deel van materiaal tot zich zou kunnen nemen. Er zijn ook een aantal groepsopdrachten om discussies tussen leerlingen te stimuleren.

Studielast

De gehele opleiding informatica vraagt 440 studielasturen voor het vwo en 320 studielasturen voor het havo. Het verschil in het eindexamenprogramma is twee keuzemodules. De studielast voor deze cursus zou dus ongeveer 60 studielasturen moeten zijn, lessen, huiswerk, voorbereiding voor een eventuele toets en maken van deze toets. Wij hebben ons ten doel gesteld een cursus te ontwikkelen van acht weken met daarin 3 lessen van ±45 minuten en een toets in een negende week.

Opbouw materiaal

Het staat u als docent natuurlijk vrij om onderdelen van de cursus aan te bieden in de volgorde waarin u wilt. Ook kunt u besluiten delen weg te laten als u minder tijd voor de cursus wilt gebruiken dan wij voor ogen staan. Het materiaal is opgebouwd uit twee delen. Een algemeen deel bestaande uit de inleiding en de hoofdstukken 1,2 en 3. Het tweede deel is gesplitst in een verdieping voor de interessegebieden techniek en ethiek. Beide delen vergen in onze plannen vier weken studielast.

Algemeen deel

In het algemene deel bieden we materiaal waarvan wij vinden dat iedere leerling geïnteresseerd in AI kennis van moet nemen.

• De inleiding beoogt enthousiasme te kweken.
• In hoofdstuk 1, Achtergrond, introduceren we het begrip AI, geven we een overzicht van de ontwikkeling van AI door de tijd, besteden aandacht aan intelligentie en geven we een aantal praktijkvoorbeelden.
• In hoofdstuk 2, Ethiek, geven we inzicht in de gevaren van AI en welke principes er zijn waaraan applicaties, gebruikmakend van AI zouden moeten voldoen om maatschappelijk verantwoord te zijn.
• In hoofdstuk 3, Technieken, geven we de soorten AI aan en werken we een aantal algoritmen uit op zo'n manier dat een leerling met pen en papier en een simpele data set een analyse zou moeten uitvoeren.

Toetsing: Het algemene deel leent zich voor een toets met reproductievragen uit hoofdstukken 1, 2 en 3 en een aantal toepassingsvragen uit hoofdstukken 2 en 3.

Voorkennis algemene deel

Voor het algemene deel is voorkennis alleen nodig voor de onderdelen ‘Associatie Analyse’ en ‘Cluster Analyse’ in hoofdstuk 3. Dit is wiskundige kennis op het niveau van havo 3. De stelling van Pythagoras dient bekend te zijn evenals het rekenen met verhoudingen en procenten.

Verdiepende deel Ethiek

Het verdiepende deel ethiek richt zich op verdere bewustwording van ethische aspecten rond AI-toepassingen. Leerlingen leren AI-toepassingen zo objectief mogelijk te beoordelen. Leerlingen die deze verdieping willen kiezen moeten vooral geïnteresseerd zijn in maatschappelijke ontwikkelingen. U kunt als docent natuurlijk ook graag willen dat de leerlingen juist meer maatschappelijk geïnteresseerd raken en daarom voor al de leerlingen deze verdieping inzetten.

Voorkennis ethiek deel

Voor het ethiek deel is geen andere voorkennis nodig dan het berekenen van een gemiddelde en het tekenen van punten in een grafiek.

Toetsing: In dit deel maken de leerlingen een essay over ethiek.

Verdiepende deel Techniek

Het techniekdeel gaat voornamelijk in op de bouw en het leerproces van neurale netwerken. Leerlingen krijgen in de hoofdstukken N1 en N2, door lessen voorzien van kleine onderzoeksopdrachten, inzicht in de manier waarop een neuraal leert. Daarnaast leren de leerlingen het leren van AI ook te koppelen aan de problemen die in het hoofdstuk Ethiek aan de orde komen. In het hoofdstuk N.3 kunnen de leerlingen een app voor een mobiel telefoon draaiend op Android maken. In hoofdstuk N.4 kunnen leerlingen een chatbot trainen met eigen vraag/antwoord voorbeelden.

Voorkennis techniek deel

In dit deel wordt verwacht dat leerlingen de formule van een rechte lijn kunnen opstellen, een beetje handig zijn in het herschrijven van formules en de logische schakelingen and, or , en xor een keer hebben gezien. Leerlingen kunnen ook zelf het leerproces van de perceptron programmeren. De voorbeeldcode is in javascript.

Toetsing: In dit deel maken de leerlingen een verslag van hun onderzoek naar AI technieken en/of leveren zij zelf ontwikkelde applicaties.

Niveau

Het algemene deel is toegankelijk voor zowel leerlingen die het havo- als het vwo programma volgen. Dit geldt ook voor de meer technische onderdelen associatie analyse en cluster analyse. Het verdiepende deel Ethiek zou ook voor beide onderwijsniveaus moeten zijn. De onderzoekjes in N.1 en N.2 zijn iets lastiger en misschien meer geschikt voor de vwo leerling en de betere havo leerling. Er wordt een onderzoekende geest verwacht. Het bouwen van een de apps in N.3 en N.4 zijn voor de handige leerling ook goed te doen. Leerlingen die veel moeite hebben zich een weg te zoeken door complexere voorbeelden wordt afgeraden de techniek richting te kiezen.

Werkvormen

Alles over werkvormen:

• Zelfstandig, groep of klassikaal
  Deze cursus is ontwikkeld voor het Keuzethema Cognitive computing. Omdat het een keuzethema is hebben we gepoogd het materiaal zo te ontwikkelen dat een leerling zelfstandig de cursus kan doen. Het onderdeel Ethiek leent zich echter heel goed voor klassikale of groepslessen, want er is veel ruimte voor discussie over de maatschappelijke verantwoording van AI-applicaties.
• Keuzes voor leerlingen
  De leerling kan op vele plekken in het materiaal voor verdieping kiezen. Hopelijk is er voor ieder wat wils.
• Samenwerkingen met andere vakken en vakgroepen
  NLT, maatschappijwetenschappen en wiskunde zijn vakken die aansluiten bij het materiaal.

Planning

Oefentoets

Op aanvraag!