Prompt-Engineering: Unterschied zwischen den Versionen
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== Literaturverzeichnis == | == Literaturverzeichnis == |
Version vom 16. September 2024, 14:00 Uhr
Beschreibung
Hintergrund
- ChatGPT als generative künstliche Intelligenz von der Firma OpenAI
- Dialogsystem ist in der Lage „menschenähnliche Konversationen zu führen und auf die Eingaben der Benutzerinnen und Benutzer zu reagieren“ (Schönbächler, Himpsl-Gutermann, & Strasser, 2023, S. 13)
- Entwicklung von Umfang und Funktionen in verschiedenen Versionen (GPT-Modelle) (̈OpenAI, 2024) (DAIR.AI, 2024)
- Steigende Relevanz in Alltag, Schule und Beruf (Schleiss, et al., 2023)
- Notwendigkeit zur Auseinandersetzung auf Landesebene, Handlungsleitfäden (Umgang mit textgenerierenden KI-Systemen, 2023) (Ultze & Krämer, 2023)
- Schülerinnen und Schüler nutzen ChatGPT bereits (Müller & Sommer, 2023) (Voß, 2023)
Thematischer Rahmen
- Generative künstliche Intelligenz am Beispiel von ChatGPT im Informatikunterricht
- ChatGPT im dialogischen Prozess wahrnehmen und nutzen
- Bezug und Umgang mit KI bei Schülerinnen und Schülern durch eine Auseinandersetzung mit ….
- Prompt-Engineering: Aufbau und Struktur von Eingaben zur Steigerung der Ergebnisqualität
- Prompt-Pattern: Generalisierung der „Prompts“ für wiederkehrende Lösungsansätze
Forschungsstand
- KI gerade bei jüngeren Schülerinnen und Schüler mit Fehlvorstellungen als Black-Box wahrgenommen (Lindner, Müller- Unterweger, Löffler, Lohr, & Berges, 2023)
- Kompetenzen bei Schülerinnen und Schüler erforderlich, um Potenziale, Gefahren … erkennen zu können (Schönbächler, Himpsl-Gutermann, & Strasser, 2023)
- Feedback von KI-Systemen zur Steigerung eigener Kompetenzen positiv wahrgenommen (Jacobs & Jaschke, 2023)
- ChatGPT mit Kursinhalten trainieren für kontrolliertes Wissen für Schülerinnen und Schüler (Lo, 2023)
- Notwendigkeit gegeben, KI in Schule einzusetzen (Roppertz, 2021)
- Natürliche Sprache als Eingabeform herausfordernd bei „Nicht-KI-Experten“ (Hartmann, Wong, Yang, Zamfirescu-Pereira, 2023)
- Informationskompetenz einer der Schlüsselkompetenzen zur Auseinandersetzung mit ChatGPT (Schönbächler, Himpsl-Gutermann, & Strasser, 2023)
- Konkreter: KI-Kompetenzen als „AI Literacies“ (Strasser, 2023) (Schirmer, Berger, Himpsl-Gutermann, Lorenz, & Steiner, 2023)
- „ACE-Strategie“ mit den Stufen Annehmen, Critical Thinking und Erkennen
- Barrieren (Design, Selection, Coordination, Understanding, Information) und Probleme beim Prompting
- Fehlende Unterstützung in der Strukturierung von Prompts
- Entmutigen sich nach ersten fehlerhaften Rückgaben
- Neue Dialoge ohne Anpassungen der vorherigen Prompts
- Keine Recherche
- Übergeneralisierung (Prompt geht einmal nicht = geht bestimmt immer nicht)
- Nicht-Experten designen Prompts …
- Implizit
- Unsystematisch
- Übermütig
Motivation
- Zielgerichtete KI-Nutzung im dialogischen Prozess professionalisieren
- Kompetenzentwicklung bei Schülerinnen und Schülern zur Auseinandersetzung/zum Umgang mit KI
- Potenziale und Möglichkeiten in und mit KI erkennen (KI als Werkzeug in Lebenswelt und Schule)
- Fehlvorstellungen abbauen und Black-Box erschließen
Dualitätsrekonstruktion
Unterrichtsstunde
Beschreibung
- ChatGPT im dialogischen Prozess als Werkzeug kennenlernen und verwenden
- Individuellen Bezug und Umgang zur generativen KI (ChatGPT) professionalisieren
- Ergebnisqualität durch gezieltes Prompt-Engineering verbessern
- Aufbau und Struktur (Bestandteile & Gütekriterien) von Prompts
- Generalisierung von Strategien zur Problemlösung durch Prompt-Pattern
- Arbeit an allgemeinen Grundlagen von Prompts
- Bezug zu eigenen Ergebnissen aus vorherigem Teil des Projekttages (Gruppe 1, Selbstreguliertes Lernen)
Durchführung
- Durchführung der Doppelstunde (ca. 90 Minuten) anhand eines Unterrichtsverlaufsplans
- Aufgaben und Bearbeitung über Arbeitsblätter und ChatGPT
- Interaktionen mit ChatGPT über den datenschutzkonformen Dienst fobizz
- Unterstützende Präsentationsfolien, die durch die Arbeitsphasen der Doppelstunde leiten
- Wechsel von Sozialformen und Methoden
- Einzel-, Partner- und Gruppenarbeit
- Analoge Arbeitsblätter & Poster, digitale Eingaben an Computern des PIN-Labs
Stundenziele
Schülerinnen und Schüler können …
- … Bestandteile von Prompts benennen, um präzise und relevante Ergebnisse erzielen zu können
- … eigene Prompts anhand von Gütekriterien formulieren
- … die Qualität von Prompts beurteilen und zur Steigerung der Ergebnisqualität hin modifizieren
- … Prompt-Pattern benennen, beschreiben und formulieren
- … Prompt-Pattern modifizieren und auf eigene Probleme anwenden
Verlaufsplan
Materialien
Arbeitsblätter
Erwartungshorizont
Aufgabe 1
Bestandteil | Beschreibung |
---|---|
Kontext | Hintergrundinformationen
Themenbereich, in dem sich die Anfrage befindet |
Anweisung/Eingabe | Aufgabe, Anweisung oder Frage
Beschreibung, was erledigt werden soll |
Ziel/Zweck | Wofür werden die Informationen benötigt
Definiert die Zielgruppe/Bereich |
Begrenzung/Umfang | Definition von Länge/Umfang/Detailgrad der Antwort |
Ausgabeformat | Format der Ausgabe
Liste, Tabelle, Zusammenfassung, Code, … |
(DAIR.AI, 2024)
Aufgabe 2
Prompt | Überprüfung |
---|---|
AB Prompt 1 | Vage und allgemein: Keine Programmiersprache
Kein Kontext: Geht es um eine Erklärung für SuS? Oder eines Programmierers? Keine spezifische Anweisung: Erkläre, beschreibe, fasse zusammen, ... fehlt Begrenzung/Umfang: Detailliert? Kurz und knapp? |
AB Prompt 2 | Klarheit/Präzision: Besser beschrieben als Prompt 1
Kontext: Nicht wie/wofür Schleifen verwendet werden, Schleifen-Art (for, while) Fehlende Zielgruppe und fehlender Umfang |
AB Prompt 3 | Klarheit/Präzision gegeben (Lösung der Funktion, Python)
Kontext: Konkrete Aufgabe gestellt (erkläre) in Python Umfang angegeben, könnte noch verfeinert werden (DOC, Typ-Überprüfung) |
Aufgabe 5
Prompt-Pattern | Kurze Beschreibung/Beispiel |
---|---|
Persona | Versetzt ChatGPT in eine bestimmte Rolle
Definiert Kontext, der einem selbst vielleicht unklar ist Beispiel: Du bist Software-Entwickler und programmierst … |
Audience Persona | Definiert eine bestimmte Zielgruppe für die Ausgabe
Ausgabe wird für die angegebene Zielgruppe angepasst Beispiel: Ich bin Schüler der 8. Klasse, erkläre mir … |
Tree of Thought | Baumstruktur von (Zwischen)ergebnissen, die ChatGPT
in mehreren Phasen (Ast) gegenüberstellt und auswählt. Beispiel: Mehrere Experten beantworten die Frage … teilen sie in der Gruppe … wählen eins davon aus … Experte der sich irrt, verlässt die Gruppe … [Frage] |
Recipe | Ausgabe wird in eine Schritt-für-Schritt Abfolge formatiert
Komplexe Sachverhalte werden in Teilabschnitte aufgeteilt Beispiel: [Aufgabe] … [Zielgruppe] … [Kontext] … komplette Reihenfolge aller Schritte … fülle alle fehlenden Schritte |
Flipped Interaction | ChatGPT stellt so lange Fragen, bis es die Aufgabe
vollständig bearbeiten kann. Gut, wenn man selbst nicht genau weiß, welche Zusatzinfos gebraucht werden. Beispiel: Stelle mir so lange Fragen, bis du … |
(DAIR.AI, 2024) (White, 2023) (Yao, 2024)
Gruppenkärtchen (Prompt-Pattern)
Literaturverzeichnis
Brinda, T., Diethelm, I., Gemulla, R., Romeike, R., Schöning, J., & Schulte, C. (2016). Dagstuhl-Erklärung: Bildung in der digitalen vernetzten Welt. Gesellschaft für Informatik e.V.
Engelke, B., & Engelke, U. (2023). ChatGPT–Mit KI in ein neues Zeitalter: Wie KI-Tools unser Leben und die Gesellschaft verändern. MITP-Verlags GmbH & Co. KG.
Jacobs, S., & Jaschke, S. (2023). Large Language Models in der Berufsausbildung von IT- Fachkräften. In L. Hellmig, & M. Hennecke (Hrsg.), INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit (S. 187-196). Bonn: Gesellschaft für Informatik e.V.
Lindner, A., Müller-Unterweger, M., Löffler, P., Lohr, D., & Berges, M. (2023). Von Autonomem Fahren bis Zahnarzt - Vorstellungen von Schüler:innen zu Künstlicher Intelligenz und ihre Integration in den Informatikunterricht. INFOS 2023 - Informatikunterricht zwischen Aktualität und Zeitlosigkeit (S. 93-102). Bonn: Gesellschaft für Informatik e.V.
Lo, C. K. (2023). What is the impact of ChatGPT on education? A rapid review of the literature. Education Sciences, 13(4), 410.
Müller, P., & Sommer, S. (2023). Aufbruch ins Unbekannte: Schule in Zeiten von künstlicher Intelligenz und ChatGPT. Düsseldorf: Vodafone Stiftung Deutschland.
OpenAI (2024), ChatGPT. Abgerufen am 2. September 2024 von www.openai.com,
DAIR.AI (2024) Prompt Engineering Guide, Abgerufen am 10. Juni 2024 von www.promptingguide.ai
Schönbächler, E., Himpsl-Gutermann, K., & Strasser, T. (2023). Vom Chat zum Check. Informationskompetenz mit ChatGPT steigern. Medienimpulse, 61(1), S. 1-51
Schirmer, K., Berger, M., Himpsl-Gutermann, K., Lorenz, S. A., & Steiner, M. (2023). Künstliche Intelligenz im Unterricht: Lehr-/Lernszenarien für verschiedene Gegenstände. Medienimpulse, 62(2), S. 1-40.
Schleiss, J., Mah, D. K., Böhme, K., Fischer, D., Mesenhöller, J., Paaßen, B., ... & Schrumpf, J. (2023). Künstliche Intelligenz in der Bildung. Drei Zukunftsszenarien und fünf Handlungsfelder. KI-Campus. DOI, 10.
Strasser, T. (23. Februar 2023). Not another ChatGPT Love Song!? Warum der Chatbot nur ein Puzzleteil in der Diskussion ist. Abgerufen am 12. Mai 2024 von PLAN B: https://magazin.forumbd.de/lehren-und-lernen/not-another-chatgpt-love-song/
Schulte, C., & Budde, L. (2018, November). A Framework for Computing Education: Hybrid Interaction System: The need for a bigger picture in computing education. In Proceedings of the 18th Koli Calling International Conference on Computing Education Research (pp. 1-10).
Ultze, R., & Krämer, D. (2023). Empfehlungen für den Umgang mit KI-Anwendungen am Beispiel von ChatGPT. Berlin: Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie.
Umgang mit textgenerierenden KI-Systemen. (2023). Düsseldorf: Ministerium für Schule und Bildung des Landes Nordrhein-Westfalen.
Roppertz, S. (2021). Die Rolle und Bedeutung von Künstlicher Intelligenz in der Berufsausbildung – Implikationen für angehende Berufs- und Wirtschaftspädagog*innen. (H.-H. Kremer, N. Naeve-Stoß, L. Windelband, & J. Fuge, Hrsg.) bwp@(40).
Voß, M. (16. September 2023). Künstliche Intelligenz und Schule – passt das zusammen? Abgerufen am 15. Mai 2024 von https://www.mdr.de/nachrichten/deutschland/panorama/kuenstliche- intelligenz-schule-100.html
White, J., Fu, Q., Hays, S., Sandborn, M., Olea, C., Gilbert, H., ... & Schmidt, D. C. (2023). A prompt pattern catalog to enhanceprompt engineering with chatgpt. arXiv preprint arXiv:2302.11382.
Yao, S., Yu, D., Zhao, J., Shafran, I., Griffiths, T., Cao, Y., & Narasimhan, K. (2024). Tree of thoughts: Deliberate problem solvingwith large language models. Advances in Neural Information Processing Systems, 36.
Yilmaz, R., & Yilmaz, F. G. K. (2023). Augmented intelligence in programming learning: Examining student views on the use ofChatGPT for programming learning. Computers in Human Behavior: Artificial Humans, 1(2), 100005.
Zamfirescu-Pereira, J. D., Wong, R. Y., Hartmann, B., & Yang, Q. (2023, April). Why Johnny can’t prompt: how non-AI experts try(and fail) to design LLM prompts. In Proceedings of the 2023 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (pp. 1-21).