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Informatik

Welche Lernmethode passt?

Überwachtes und bestärkendes Lernen lösen verschiedene Aufgaben. Man wählt nach den vorhandenen Daten und der Rückmeldung.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich ordne Anwendungsbeispiele einer Lernmethode zu.
  • Ich begründe die Zuordnung mit Daten und Rückmeldung.
  • Ich nenne Beispiele für beide Methoden.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Überwachtes Lernen: Beispiele mit Antwort, Bestärkendes Lernen: durch Belohnung

Du kennst jetzt zwei Methoden des maschinellen Lernens. Beim überwachten Lernen gibt es viele Beispiele mit bekannter richtiger Antwort. Beim bestärkenden Lernen probiert ein Agent aus und bekommt Belohnungen.

Um zu entscheiden, stellst du zwei Fragen. Erstens: Gibt es Beispiele mit richtiger Antwort? Dann passt überwachtes Lernen. Zweitens: Gibt es eine Folge von Aktionen mit einer Punktzahl am Ende oder zwischendurch? Dann passt bestärkendes Lernen.

Beispiele für überwachtes Lernen: Handschrift lesen, Spam erkennen, Pflanzen auf Fotos bestimmen. Beispiele für bestärkendes Lernen: Ein Roboterarm lernt zu greifen. Ein Spielprogramm lernt durch viele Partien gegen sich selbst. Eine Heizung lernt, Energie zu sparen und trotzdem warm zu halten.

Begründe immer mit den Daten: Welche Rückmeldung gibt es, und wann kommt sie?

Die zwei Methoden im Vergleich.
Frageüberwachtes Lernenbestärkendes Lernen
Was liegt vor?Beispiele mit EtikettUmgebung zum Ausprobieren
Rückmeldungrichtige AntwortBelohnung
BeispielSpam erkennenRoboter findet Ziel

Ein Beispiel zuordnen

  1. Aufgabe: Ein Programm soll Ziffern auf Briefumschlägen lesen.
  2. Es gibt viele Bilder mit der richtigen Ziffer.
  3. Also hat jedes Beispiel eine bekannte Antwort.
  4. Das passt zum überwachten Lernen.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Fertige Antworten vorhanden: überwacht.

Nur Punkte für Aktionen: bestärkend.

Ein Beispiel

Beispiel

Beim Vokabeltest kennt die Lehrkraft die richtige Antwort. Wenn du Fahrradfahren lernst, gibt es nur das Gefühl, ob es gut ging. Das sind die beiden Methoden.

Schritt für Schritt

Wir ordnen ein Beispiel zu

  1. Wir lesen die Aufgabe.
  2. Wir fragen: Gibt es richtige Antworten?
  3. Wir fragen: Gibt es Belohnungen?
  4. Wir wählen die Methode und begründen.

Mit einem Bild erklärt

BeispielMethodeBegründung
Ziffern lesenüberwachtBilder mit richtiger Ziffer
Spielprogramm lernt PartienbestärkendPunkte für Siege

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Ein Programm soll Pflanzenarten auf Fotos erkennen. Es gibt viele Fotos mit Namen. Welche Methode passt?
Zeig mir den ersten Schritt

Gibt es Beispiele mit richtiger Antwort?

Lösung ansehen

Lösung: überwachtes Lernen

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Ein Roboter lernt, einen Turm aus Klötzen zu bauen. Er bekommt Punkte für die Höhe des Turms. Welche Methode passt?
Zeig mir den ersten Schritt

Welche Rückmeldung bekommt der Roboter?

Lösung ansehen

Lösung: bestärkendes Lernen

Tipp: Frage zuerst: Gibt es fertige richtige Antworten? Wenn ja: überwacht. Wenn es nur Punkte für Aktionen gibt: bestärkend.

Merksatz: Überwachtes Lernen: Beispiele mit richtiger Antwort. Bestärkendes Lernen: Ausprobieren mit Belohnung. Die Zuordnung begründet man mit der Rückmeldung.

Typischer Fehler: Viele ordnen nach dem Thema zu, etwa Bilder gleich überwacht. Entscheidend ist aber die Art der Rückmeldung, nicht das Thema.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Eine Heizung probiert Einstellungen aus. Für wenig Energie bei guter Wärme gibt es Punkte. Welche Methode?
Lösung ansehen

Lösung: bestärkendes Lernen

Frage 2 Ein Programm soll Mails als Spam oder kein Spam sortieren. Alle Trainingsmails sind markiert. Welche Methode?
Lösung ansehen

Lösung: überwachtes Lernen

Frage 3 Bestärkendes Lernen braucht Beispiele mit Etiketten.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Welche Begründung für die Wahl einer Methode ist gut?
Lösung ansehen

Lösung: Es gibt eine Belohnung nach jeder Aktion, aber keine fertige richtige Antwort.

Frage 5 Ein Spielprogramm, das durch viele Partien gegen sich selbst besser wird, nutzt oft bestärkendes Lernen.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Die Wahl der Methode hängt davon ab, ob es Etiketten gibt oder Belohnungen. Gute Begründungen nennen die Rückmeldung.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Maschinelles Lernen und neuronale Netze

Kurz erklärt, 44 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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