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Klicktafel · KI · Klasse 7–10

N-Gramme: Unsinn oder abgeschrieben?

Eine Märchenmaschine zählt, welches Wort in sechs Märchen auf welche Wörter folgt, und schreibt damit weiter. Schaut sie wenig zurück, entsteht Unsinn. Schaut sie weit zurück, schreibt sie ab. Warum das so ist und was große Sprachmodelle anders machen, findet ihr hier heraus.

Einstieg · Zwei Textmaschinen

Welche Maschine ist besser?

Zwei Textmaschinen haben dieselben sechs Märchenanfänge gelesen. Beide beginnen mit „In den alten Zeiten“ und schreiben Wort für Wort weiter.

Maschine 1 schreibt:

Maschine 2 schreibt:

Was ist bei Maschine 2 anders?

Station 1 · N-Gramme

Ein Fenster gleitet über den Text

Auftrag: Vermutet zuerst, wie viele 3-Gramme in den Satz passen. Schiebt dann das Fenster bis zum Ende.

Fenster: N =

Ein N-Gramm ist eine Folge aus N Bausteinen. Satzzeichen zählen wie Wörter. Die Maschine zählt jedes N-Gramm. Es sagt ihr: Auf diese N − 1 Wörter (Rückblick) folgte im Text dieses Wort.

Gefundene 3-Gramme

    Wie viele 3-Gramme hat der Satz?

    Station 2 · Selbst rechnen

    Ihr seid die Maschine

    ✎ Zettel und Stift · jede und jeder für sich7 Minuten

    Die Bibliothek der Maschine hat nur drei Sätze. Groß- und Kleinschreibung zählt nicht, der Punkt zählt wie ein Wort.

    1. Welche Wörter folgen auf „sucht“? Wie oft jeweils?
    2. Die Maschine schaut 1 Wort zurück. Schreibt einen Satz aus 5 Wörtern und Punkt, der mit „Der“ beginnt und so nicht in der Bibliothek steht. Prüft jedes Wortpaar.

    Für Schnelle: Jetzt schaut die Maschine 2 Wörter zurück. Geht euer Satz noch? Findet einen neuen Satz, der dann noch geht.

    Die Bibliothek

    1. 1Der König sucht die Prinzessin.
    2. 2Die Prinzessin sucht den Frosch.
    3. 3Der Frosch sucht die Kugel.

    Station 3 · Weiterschreiben

    Die Märchenmaschine

    Auftrag: Erst 1 Wort zurück und etwa 20 Wörter schreiben lassen, dann 5 Wörter zurück. Was verraten die Buchstaben?

    Wörter zurück:

    Sie schaut zurück auf:

    Danach kam in den Märchen:

    Die Bibliothek der Maschine: sechs Märchenanfänge der Brüder Grimm

    Gekürzt, in heutiger Rechtschreibung. Anführungszeichen zählt die Maschine nicht mit.

    Station 4 · Messen statt raten

    Auswahl oder Abschreiben?

    Auftrag: Vermutet, wie die Säulen aussehen, wenn die Maschine weiter zurückschaut. Dann messen.

    Jeder Text: ein Märchenanfangswort und 40 gewürfelte Bausteine.

    1 Wort zurück: Die Maschine hat Auswahl, aber es entsteht Unsinn. Ab 2 Wörtern hat sie nur noch selten eine Wahl und schreibt lange Stücke wörtlich ab, ab 3 Wörtern fast den ganzen Text. Würde mehr Text helfen?

    Station 5 · Schätzen

    Warum nicht einfach mehr Text?

    Auftrag: Schätzt zuerst, dann auflösen.

    Stellt euch eine Sprache mit nur 10 000 Wörtern vor.

    Wie viele verschiedene Folgen aus 3 Wörtern kann man daraus bilden?

    Und in unserer Märchen-Bibliothek?

    Wörter zurückFolgen denkbarim Text gefunden

    Je weiter die Maschine zurückschaut, desto seltener hat sie eine Folge mehr als einmal gesehen. Dann kennt sie nur eine Fortsetzung: die aus dem Original. Mehr Text hilft ein wenig, die Zahl der denkbaren Folgen wächst aber viel schneller.

    Station 6 · Ihr als Maschine

    Die Knickgeschichte

    ✋ Ausprobieren · in Gruppen12 Minuten

    Material
    pro Gruppe zwei Blätter Papier und ein Stift
    Rollen
    Gruppen zu 5 oder 6; jede Person ist ein Teil der Maschine
    1. Vermutet: Welche Geschichte wird besser, die aus Runde 1 oder die aus Runde 2?
    2. Runde 1: Schreibt „Es war einmal“ untereinander, ein Wort pro Zeile. Knickt das Blatt nach hinten, sodass nur „einmal“ zu sehen ist. Jede Person schreibt ein Wort in die nächste Zeile, knickt so, dass nur ihr Wort sichtbar bleibt, und gibt weiter. Zweimal um den Tisch.
    3. Runde 2: neues Blatt, genauso, aber die letzten drei Zeilen bleiben sichtbar.
    4. Auffalten und beide Geschichten vorlesen.

    Was war in Runde 2 anders? Und was konntet ihr, was die Märchenmaschine nicht kann?

    Station 7 · Ausblick

    Was große Sprachmodelle anders machen

    Auftrag: Vergleicht die beiden Zeilen im Bild. Welches Wort steht für „?“, und welche Wörter verraten es?

    MärchenmaschineGroßes Sprachmodell
    GleichBeide wählen Wort für Wort das nächste, nach Wahrscheinlichkeit gewürfelt.
    Rückblickhöchstens 5 Wörtersehr viel Text, oft viele Seiten zurück
    Ähnliches„König“ und „Königin“ sind völlig verschiedenWörter als Zahlenreihen: Ähnliches liegt nah beieinander
    Gelernteine Tabelle mit gezählten FolgenMilliarden Zahlen, beim Training eingestellt
    Abschreibenfast immer bei langem Rückblickselten, aber möglich, vor allem bei oft gesehenen Texten

    Abschluss

    Check

    Auftrag: Entscheidet euch zuerst, dann auflösen.

    Welches N-Gramm verbindet 2 Wörter Rückblick mit dem Wort, das folgt?

    Warum schreibt die Maschine bei langem Rückblick ab?

    Was kann ein großes Sprachmodell, die Märchenmaschine aber nicht?

    Hinweise für Lehrkräfte

    Jahrgang und Einsatz

    Klasse 7–10, KI oder Informatik; auch als Vertiefung zu Vom Perzeptron zum Chatbot (Etappe 3 dort: Märchenmaschine mit 1 Wort Rückblick). Kern sind Einstieg, Station 3 und Station 4; die übrigen Stationen sind frei wählbar.

    Lernziele

    • Die Schülerinnen und Schüler erklären, was ein N-Gramm ist und dass ein N-Gramm-Modell auf N − 1 Wörter zurückschaut.
    • Sie zählen Folgewörter von Hand und bestimmen daraus Wahrscheinlichkeiten.
    • Sie begründen, warum wenig Rückblick Unsinn und viel Rückblick Abschreiben erzeugt (zu wenige Daten für zu viele mögliche Folgen).
    • Sie nennen zwei Dinge, die große Sprachmodelle anders machen: weiter Rückblick mit Gewichtung und Ähnlichkeit von Wörtern.

    Typische Fehlvorstellungen

    • „Die Maschine mit dem flüssigen Text ist klüger.“ Richtig ist: Sie hat nur keine Wahl und schreibt ab.
    • „Ein Sprachmodell sucht die Antwort in einer Datenbank.“ Richtig ist: Es rechnet Wahrscheinlichkeiten für das nächste Wort aus gelernten Zahlen; wörtliche Wiedergaben kommen vor, sind aber nicht der Normalfall.
    • „Mehr Rückblick ist immer besser.“ Richtig ist: nur, wenn genug Text da ist oder das Modell Ähnliches übertragen kann.
    • „3-Gramm heißt 3 Wörter Rückblick.“ Richtig ist: 2 Wörter Rückblick plus 1 Folgewort.

    Zur Märchenmaschine

    • Bausteine sind Wörter und Satzzeichen; Groß- und Kleinschreibung wird unterschieden (an der Stiftaufgabe nicht).
    • Findet sie zum eingestellten Rückblick nichts, schaut sie auf weniger Wörter (Rückfallregel, angezeigt unter „schaut zurück auf“). Darum bleibt sie bei 5 Wörtern nicht stehen.
    • „Würfeln“ wählt nach Häufigkeit, „Häufigstes“ immer das häufigste Wort. Das entspricht bei großen Sprachmodellen etwa der Temperatur 1 bzw. 0. Ein großes Modell zählt allerdings keine Wortfolgen, sondern rechnet die Wahrscheinlichkeiten mit gelernten Zahlen aus.
    • Herkunft: Ein Buchstabe erscheint, wenn die benutzte Folge nur in einem Märchen vorkommt.
    • Die Bögen im Schema von Station 7 sind ausgedacht und nicht gemessen. Sie zeigen nur die Idee, dass ein großes Modell weit zurückliegende Wörter unterschiedlich stark einbezieht.
    • Die Messung in Station 4 nutzt feste Zufallszahlen und ergibt immer dieselben Werte.
    • Echte Sprachmodelle arbeiten mit Tokens (Wörtern und Wortteilen), nicht mit ganzen Wörtern.

    Ausprobieren (Station 6)

    Material: pro Gruppe zwei Blätter und ein Stift. Zeilen nicht zu eng schreiben, damit sich jede einzeln umknicken lässt. Einmal vormachen hilft. Bei kleinen Gruppen drei Runden um den Tisch. Die Auswertung lebt vom Vorlesen; einzelne Geschichten können auch an die Tafel.

    Weiterarbeiten

    SoekiaGPT der PH Schwyz ist kostenlos und zeigt dasselbe Prinzip mit eigenen Texten der Klasse, bis zu 6-Grammen, Temperatur-Regler und farbiger Herkunft. Gut als Forschungsauftrag: Mit wie viel eigenem Text schreibt die Maschine bei 3 Wörtern Rückblick nicht mehr nur ab?

    An der Tafel

    Adresse mit #tafel startet den Tafelmodus, #tafel-4 die vierte Tafel (Märchenmaschine). → / Bild↓ weiter, ← / Bild↑ zurück, Esc beendet.