Урок по информатике 8 класс «Искусственный интеллект и машинное обучение».
план-конспект урока по информатике и икт (8 класс)
Тема урока: Искусственный интеллект и машинное обучение.
Цель: создание условий для осознания школьниками важности построения дальнейшей индивидуальной образовательной траектории и ранней профориентации через знакомство с перспективными направлениями развития ИТ-индустрии (на примере искусственного интеллекта и машинного обучения).
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
urok_po_informatike_8_klass_iskusstvennyy_intellekt_i_mashinnoe_obuchenie.docx | 825.26 КБ |
Предварительный просмотр:
Конспект урока
Данные об учителе: Крицкий Федор Сергеевич
Предмет: информатика Класс: 8 Учебник Босова Л.Л. Информатика: учебник для 8 класса/Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. -2017г
Тема урока: Искусственный интеллект и машинное обучение.
Цель: создание условий для осознания школьниками важности построения дальнейшей индивидуальной образовательной траектории и ранней профориентации через знакомство с перспективными направлениями развития ИТ-индустрии (на примере искусственного интеллекта и машинного обучения).
Задачи
Образовательные: Познакомить школьников с основными проблемами, которые решаются с помощью современных интеллектуальных систем;
Развивающие: Расширить представление школьников о технологиях машинного обучения и перспективах развития этого направления ИТ-индустрии; познакомить с основными видами задач, решаемых с помощью систем машинного обучения в разных областях и сферах деятельности человека.
Воспитательные: акцентирование внимания на том, чтобы познакомить школьников с современным уровнем развития технологий на примере технологий искусственного интеллекта, которые не только улучшат качество жизни и работы людей, но значительно ускорят и изменят процессы и способы решения различных задач, требуя от специалистов любых профессий в будущем (в том обществе, в котором им жить!) дополнительных навыков и компетенций, многие из которых связаны с умением программировать (разрабатывать алгоритмы, писать программы для различных устройств и систем, логически и системно мыслить и т.п.).
Форма работы: Индивидуальная, групповая, фронтальная.
Метапредметные связи: Физика, математика
Тип урока: открытие новых знаний.
Оборудование: мультимедийный проектор, компьютерная презентация (приложение 1), видеоролик, компьютерный тренажер, инструкция по ТБ в компьютерном классе, Интернет.
Планируемые результаты:
Познавательные | Личностные | Коммуникативные | Регулятивные |
Учащиеся научатся работать с информацией, анализировать и структурировать полученные знания и синтезировать новые, устанавливать причинно-следственные связи | личностное и профессиональное самоопределение (самооценка через осознание возможностей интеллектуальных систем, мотивация к получению профессий в наукоемких областях через интерес к достижениям в области искусственного интеллекта) | Разовьют умение участвовать в диалоге; сотрудничать с одноклассниками в поиске и сборе информации; принимать решения и реализовывать их; точно выражать свои мысли. | Учащиеся научатся ставить цель и находить оптимальные способы ее достижения, проводить ситуационную и ретроспективную рефлексию, участвуя в подведении итогов отдельных этапов и урока в целом |
Описание этапов урока
Этап | Задачи этапа | Деятельность учителя | Деятельность ученика |
Организационный 1-2 мин | Проверить готовность детей к уроку. Настроить на работу | Организует проверку готовности детей. Настраивает на работу. | Готовятся. Занимают рабочие места. |
Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся. 2-3 мин | Заинтересовать детей. Показать необходимость изучения данного вопроса. | Слайды 1-2 Учитель. По всей стране с 25 февраля по 03 марта 2019г. стартовал всероссийский образовательный проект «Урок Цифры». Сегодня и мы станем участниками этого проекта. А вот о чем пойдет речь на этом Уроке, я думаю, вы озвучите сами, просмотрев видеоролик. Демонстрирует видеоролик. | Смотрят видеоролик. Формулируют тему урока. Отвечают на вопросы. |
Основная часть. Актуализация знаний. 15-18 мин | Раскрыть назначение искусственного интеллекта, типы ИИ, историю возникновения и этапы развития, этапы сферы его применения. | Слайды 3-6 Задает вопросы: Существует ли уже ИИ? Что такое ИИ? ИИ - это, прежде всего, научная область, занимающаяся созданием программ и устройств, имитирующих интеллектуальные функции человека. Это достаточно общее определение, ведь интеллектуальных функций очень много! Вопрос: Какими же интеллектуальными (умными) способностями мы обладаем? Обобщение ответов учителем: Например, это может быть способность играть в разные игры, запоминать и анализировать что-то, а также это такие понятные для нас с вами вещи, как способность передавать и получать информацию с помощью речи, читать и узнавать, что изображено перед нами, рисовать, писать музыку... Слайд 7 Современные специалисты делят область Искусственного Интеллекта на две большие группы - специализированный (или слабый) и сильный: ● слабый Искусственный Интеллект (название говорит за себя) решает и справляется только с какими-то конкретными задачами, например, играть в шахматы, или находить и фильтровать спам в почте, опознать котика на фотографии... ● сильный Искусственный Интеллект - это те самые персонажи (роботы и компьютеры), которых мы видим в фильмах, играх и научной фантастике. Они способны осознать себя и во всем соответствовать человеку или даже превзойти его! Как и почему появилось такое разделение - отдельная интересная тема. Слайд 8. Просмотр видеоролика. История появления ИИ. Слайд 9. Вместо поиска общих алгоритмов интеллекта разработчики переключились на инженерный подход. А именно, взять живых людей, как носителей того самого интеллекта, и описать их знания в понятном для машины формате. Простейшим и самым распространенным видом таких знаний стали простые правила вида ЕСЛИ-ТО, как мы уже вам показали. Этот подход был назван экспертными системами, так как в его построении участвовали эксперты в своих областях. Слайд 10. И только около 30 лет назад, в 90-е годы XX века (примерно, когда ваши мамы и папы еще ходили в школу) математики наконец разработали новые алгоритмы, которые стали самым серьезным прорывом в области искусственного интеллекта. Новые алгоритмы позволили машинам обучаться самим, анализируя разную информацию, приобретая новые знания. Этот подход и получил название - машинное обучение. Самое главное, что для этого необходимо - набор данных, в которых будут четко обозначены объекты и соответствующая им реакция машины (ответы). Объектами будут данные, которые подаются на вход алгоритма, а ответами - то, что алгоритм должен предсказать. Слайд 11. Машинное обучение не стоит на месте, и на этом история не заканчивается! В последние годы исследователи стали больше заниматься интеллектуальными задачами, окружающими нас с вами. Это и поисковые системы, целиком построенные за счет машинного обучения, и анализ текста, помогающего нам не только фильтровать спам и бороться с злоумышленниками, но и отвечать на вопросы. Слайд 12. Что же до шахмат - исследователи с 60-ых годов обещали одолеть в них человека еще тогда, но достичь этого удалось только с приходом машинного обучения. В 1997 году прошел исторический матч между чемпионом мира в то время Гарри Каспаровым, и алгоритмом от IBM Deep Blue. Алгоритм успешно одолел чемпиона мира, и с тех пор лучшими игроками в шахматы мира являются алгоритмы. Слайды 13 – 18. А еще в машинном обучении произошла настоящая революция в распознавании изображений - новые алгоритмы (глубокого обучения и глубоких нейронных сетей - так они называются!), существенно расширили возможности работы с изображениями. С их приходом произошел качественный скачок: к 2015 году они уже достигли сопоставимых с людьми результатов и даже превзошли их. Удивительный факт - сегодня нейронные сети могут отличить изображение котика от собачки, а собачку от кексика на фотографии, точнее, чем человек! Демонстрация систем ИИ Слайды 19-21. А еще нейронные сети нашли применение в множестве креативных задач, о которых люди раньше даже не задумывались:
Недалек тот день, когда алгоритмы смогут генерировать нам еще целые видеоролики, вплоть до видеороликов с придуманным нами сюжетом под заказ. Слайды 22-24. Учитывая все достижения, сейчас семимильными шагами развивается робототехника. Успехов пока не так много, но в ближайшие несколько лет исследователи справятся с имеющимися трудностями. Причем может быть, среди этих исследователей будете и вы. Слайд 25. Эта область никогда не стоит на месте, все время появляются новые приложения и совершаются существенные прорывы. В ней, как никогда и как нигде, востребованы новые исследователи, и сейчас отличное время, чтобы начать этим заниматься. А для этого нужно все время учиться, пробовать новые инструменты и экспериментировать. Невозможно учить машины и проектировать искусственный интеллект, если недостаточно хорошо умеешь учиться сам! | Формулируют определение ИИ, записывают его в тетради. Отвечают на вопросы. Участвуют в дискуссии. |
Первичное усвоение новых знаний. Выполнение практического задания 10-12 мин | Показать практическое применение технологии машинного обучения с использованием программных средств. | Слайды 26-28. Учитель. Вам предстоит наладить работу зоопарка, где большую часть работы выполняют роботы. На начальном этапе роботы будут постоянно допускать какие-то ошибки, например, собакам будет доставаться корм для кошек, а игрушки для кошек попадать в секцию для волков. Это происходит из-за того, что робот не понимает, кто где находится, а просто работает по алгоритму, который уже давно не обновлялся. Вместо того, чтобы перепрограммировать робота каждый раз, лучше научить его отличать зверей друг от друга. И здесь нам на помощь придет искусственный интеллект. Контролирует работу детей. Помогает. Консультирует. Советует. | Работают в он-лайн тренажере «Зоопарк» |
Рефлексия. 1-2 мин | Выявить эмоциональное состояние после урока. | Что вы чувствовали при работе с программой? Понравилась ли она вам? Удобна ли для использования? | Выражают собственное мнение, аргументируют его. |
Домашнее задание. 1 мин | Продолжить работу в он-лайн тренажере, получить сертификат, распечатать его | Записывают домашнее задание. | |
Первичное закрепление. 3-4 мин | Проверить степень усвоения учебного материала | Слайды 29-30 Учитель формулирует вопросы. | Отвечают на вопросы. |
Подведение итогов 1-2 мин | Слайды 31-32. Подведение итогов занятия. Выставление оценок. |
Приложение 1
Слайды презентации
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
План-конспект открытого урока в 9 классе с применением технологии проблемного обучения
Конспект урока по теме "Косвенная речь"...
Разработка модели урока в 7 классе с использованием коммуникативного метода обучения.
Материал будет полезен учителям, работающим по коммуникативной методике обучения английскому языку в школе....
Открытый урок в 5 классе для ГУО по трудовому обучению на тему: "Ветка рябины" (бумагопластика)
Конспект урока в 5а классе по трудовому обучению (бумагопластика) на тему: «Ветка рябины». Цели и задачи занятия: 1. Обучение детей вла...
Урок -исследование 5 класс "История создания швейной машины"
Будет полезен учителям технологии....
Урок физики 9 класс "Искусственные спутники Земли."
Презентация и конспект...
Технологическая карта урока технологии (5 класс) по теме "Швейная машина"
Урок технологии в 5-м классе по теме "Бытовая швейная машина"...
УРОК ТЕХНОЛОГИИ. 5 КЛАСС ДЕВОЧКИ. БЫТОВАЯ ШВЕЙНАЯ МАШИНА.
УРОК ТЕХНОЛОГИИ. 5 КЛАСС ДЕВОЧКИ. БЫТОВАЯ ШВЕЙНАЯ МАШИНА....