Открытый всероссийский урок цифры

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «БАММАТЮРТОВСКАЯ СОШ ИМ. М.М. МУТАЛИМОВА»

368041,Республика Дагестан, Хасавюртовский район, с. Бамматюрт, ул. Школьная, 72

е-mail: bammat.school@mail.ru

Тематический урок «Искусственный интеллект в отраслях» в рамках Всероссийской образовательной акции «Урок цифры»

в 8 «б» классе

Провела: учитель Гамзатова М.С.

15.04.2023 г.

Актуальность тематики урока «Искусственный интеллект в отраслях» Актуальность тематики урока

Тематика урока «Искусственный интеллект в отраслях» демонстрирует школьникам, что современные технологии, особенно технологии искусственного интеллекта, широко внедряются в традиционные отрасли, выдвигают новые требования к компетенциям и знаниям специалистов, требуют новых профессий. В ближайшем будущем в жизненно важных отраслях появятся новые специальности, которые формируются на стыке традиционных профессий, знаний и компетенций в области искусственного интеллекта. Например, специалист по технике безопасности в любой отрасли должен уметь использовать данные, поступающие к нему в реальном времени, и на основе этих данных прогнозировать возможные ситуации. Такому специалисту необходимы знания и компетенции в области искусственного интеллекта, навык использования искусственного интеллекта в своей работе. Этот пример демонстрирует, что обычная профессия, связанная с «бумажной» работой, становится технологичной, поэтому какую бы профессию ни выбрал сегодня школьник, велика вероятность, что ему потребуется работать с искусственным интеллектом, и начинать изучать его полезно уже в школе. Урок направлен на развитие интереса к теме искусственного интеллекта, изучение областей знаний, связанных с искусственным интеллектом и его применением, повышение мотивации для изучения и освоения технологий искусственного интеллекта, реализацию собственных проектов, участие в соревнованиях и конкурсах, выстраивание личной профессиональной траектории. Важно донести до школьников, что знания и умения в области искусственного интеллекта и их применение в отраслях увеличивают возможности специалистов, сокращают время работы и улучшают ее качество, освобождают человека от рутинного и тяжелого физического труда.

Изучение технологий искусственного интеллекта доступно в любой школе. Изучая основы искусственного интеллекта, учащиеся узнают о компьютерном зрении, рекомендательных системах, распознавании изображений и видео, анализе данных и других технологиях, которые уже применяются в отраслях. Это даст им возможность выбрать востребованные профессии будущего, а не прошлого.

Цели и задачи урока

Основная цель «Урока цифры» по теме «Искусственный интеллект в отраслях» — формирование представления о том, каким образом технологии искусственного интеллекта применяются в индустриях на современном этапе, как они меняют образ специалистов и формируют новые профессии.

Задачи урока:

• расширить представление школьников о применении искусственного интеллекта в промышленности, транспортной отрасли, здравоохранении, сельском хозяйстве и строительстве;

• познакомить школьников с основными технологиями искусственного интеллекта, которые применяются в отраслях;

• дать представление о требованиях к современным специалистам и новых профессиях, формирующихся на стыке традиционных умений и навыка применения искусственного интеллекта;

• продемонстрировать на примерах и практических заданиях, что такое данные, информация и искусственный интеллект, как составляются и выполняются алгоритмы искусственного интеллекта для решения прикладных задач в отраслях.

Ожидаемые практические результаты

Инициирование профессионального интереса школьников к искусственному интеллекту как области ИТ-индустрии, определяющей тенденции развития важных для государства отраслей: промышленности, здравоохранения, транспорта, строительства и сельского хозяйства. Президент России Владимир Путин на Международной конференции по искусственному интеллекту AI Journey 2022 назвал эти отрасли ключевыми и обозначил необходимость использовать в них самые актуальные технологические решения в области искусственного интеллекта.

Личностное и профессиональное самоопределение и мотивация к получению профессий в таких отраслях как промышленность, здравоохранение, транспорт, строительство и сельское хозяйство, но не традиционных, а требующих знаний и навыков в области искусственного интеллекта для решения комплексных задач и проблем. Это позволяет отраслям развиваться и выходить на высокий технологический уровень.

Мотивация школьников к приобретению знаний в области искусственного интеллекта, выстраивание собственной образовательной траектории, формирование компетенций, необходимых специалистам, востребованным на современном рынке труда. Большинство этих компетенций связано с умением применять технологии искусственного интеллекта (компьютерное зрение, анализ данных, распознавание изображений и видео, рекомендательные системы и др.).

Форматы урока

«Урок цифры» по теме «Искусственный интеллект в отраслях» может быть проведен в формате урока с компьютерной поддержкой в классе, бескомпьютерного урока в классе или дистанционного урока.

Урок с компьютерной поддержкой в классе

Урок проводится в классе, где каждый учащийся имеет доступ к компьютеру. Данный урок проводится с показом анимационного ролика и прохождения школьниками игрытренажера. Для проведения такого урока на каждом компьютере требуется доступ в интернет.

Бескомпьютерный урок в классе

Урок такого формата проводится в случае, если отсутствует возможность предоставить компьютеры для учеников или в классе нет интернета. Для проведения урока понадобится демонстрационное оборудование: проектор, экран и компьютер педагога. Данный урок проводится с показом анимационного ролика или альтернативной презентации, вместо игры-тренажера участники выполняют интерактивные практические задания. Учителю потребуется заранее скачать и установить на демонстрационном компьютере анимационный ролик или презентацию, а также скачать интерактивные задания и распечатать раздаточный материал.

Дистанционный урок

Дистанционный урок проводится в случае, когда в школах вводится режим изоляции учащихся, например, карантин. Ученики находятся дома, им потребуется доступ к компьютеру или смартфон и интернет. Урок проводится с помощью видеоконференции. Учителю необходимо снабдить учеников ссылками на «Урок цифры» и дать необходимые инструкции. Учащиеся под руководством учителя самостоятельно знакомятся с анимационным роликом и проходят игру-тренажер. Во время урока учитель помогает детям пройти тренажер, организует обсуждение и обратную связь по итогам урока.

Технические требования для организации и проведения урока

Для организации «Урока цифры» с компьютерной поддержкой необходимо соблюдение следующих технических условий:

• компьютерный класс или класс, оснащенный ноутбуками для каждого ученика;

• каждый компьютер или ноутбук должен быть оснащен звуком и наушниками;

• каждый компьютер должен быть подключен к сети интернет (Wi-Fi или по кабелю);

• наличие компьютера или ноутбука учителя;

• наличие интернета;

• доступность видеопроектора, экрана, динамиков.

Для организации «Урока цифры» в бескомпьютерном формате потребуется демонстрационное оборудование: компьютер педагога, проектор, экран, динамики (не являются строго обязательными). Кроме того, потребуется заранее скачать и распечатать раздаточные материалы к уроку.

«Урок цифры» по теме «Искусственный интеллект в отраслях» по своей структуре относится к уроку усвоения новых знаний и делится на 4 этапа:

1. Организационный этап. Постановка цели и задач урока.

2. Мотивация учебной деятельности учащихся. Актуализация знаний (просмотр анимационного ролика или альтернативной презентации).

3. Усвоение новых знаний, проверка понимания и закрепление (игра-тренажер или интерактивные практические задания).

4. Подведение итогов занятия (обратная связь).

Элементы урока Анимационный ролик

Анимационный ролик, созданный специально для «Урока цифры», демонстрируется в начале урока на этапе мотивации и актуализации знаний школьников. Анимационный ролик длится примерно 3 минуты. Просмотр ролика дает общее представление о том, что искусственный интеллект — это технологии, которые способны имитировать интеллектуальные функции человека. С помощью искусственного интеллекта можно решать самые разные задачи в быту и работе, он является ежедневным помощником современного человека. Просмотр ролика вводит учеников в тематику урока и создает положительный эмоциональный фон.

В ролике демонстрируются примеры применения искусственного интеллекта в разных отраслях.

Транспорт

Чтобы не опоздать, можно проверить пробки, состояние дорог, погоду и рассчитать самый быстрый маршрут — все это возможно благодаря искусственному интеллекту, который анализирует большие объемы данных и дает рекомендации. В общественном транспорте устанавливают видеокамеры, с помощью которых искусственный интеллект распознает изображение водителя и следит, чтобы он бодрствовал и соблюдал ПДД.

Искусственный интеллект уже умеет водить машину и иногда даже заменяет человека в беспилотных такси или грузовых автомобилях, которые перевозят товары по стране.

Промышленность

Обычные шариковые ручки изготавливают с помощью искусственного интеллекта: на фабрике с помощью технологий компьютерного зрения ИИ отсматривает готовую продукцию и следит, чтобы в продажу попал только качественный товар.

Сельское хозяйство

В производстве продуктов питания для завтрака, который состоит из стакана молока и омлета, тоже используется искусственный интеллект. Например, с помощью анализа информации с датчиков и рекомендательных систем на ферме ИИ помогает управлять всеми процессами: вовремя кормить и поить животных, поддерживать нужную влажность и температуру.

Здравоохранение

Искусственный интеллект помогает записаться к нужному врачу, анализирует снимки и историю болезни, помогает поставить более точный диагноз.

Строительство

В строительстве новых домов тоже участвует искусственный интеллект: он составляет план строительства, рассчитывает стоимость работы и материалов и следит за соблюдением техники безопасности.

В завершении анимационного ролика школьники знакомятся с тем, как искусственный интеллект меняет традиционные профессии.

Роль искусственного интеллекта в нашей жизни только растет. Он помогает оптимизировать и автоматизировать различные процессы во всех сферах экономики, поэтому в будущем будут цениться именно те специалисты, которые одинаково хорошо разбираются как в искусственном интеллекте, так и в другой области — например, в медицине, архитектуре или праве. На стыке этих компетенций появляются новые профессии.

💡Совет

Учащиеся, особенно младших и средних классов, могут впервые слышать термины, которые встречаются на уроке. Во время просмотра ролика новые термины можно записывать на доске. Учащимся средних и старших классов можно распечатать и раздать терминологический словарик и обращать внимание на определения, когда встречаются новые термины. Это поможет ученикам лучше усвоить материал.

После просмотра анимационного ролика обсудите его в течение 2–3 минут. Это необходимо, чтобы погрузить учащихся в содержание урока, пробудить любопытство, создать мотивацию к выполнению заданий и бросить вызов каждому ученику — суметь разобраться с данной темой. Важно вовлечь учеников в активную познавательную деятельность, осмысление и анализ полученной информации уже на этапе просмотра ролика.

💡Совет

Учеников младших и средних классов можно попросить привести примеры использования искусственного интеллекта в быту и окружающей среде, а старшеклассников попросить объяснить, какие именно технологии искусственного интеллекта используются в отраслях. Обратите внимание на то, как меняются традиционные профессии, попросите учеников привести примеры новых профессий.

Задайте ученикам вопросы, прокомментируйте их ответы.

5–8 классы

1. Приведите примеры использования искусственного интеллекта на стройке.

2. Какие знания, кроме медицинских, потребуются врачам в будущем?

Дайте ученикам пофантазировать, поощряйте их креативность. Если ученики затрудняются, возьмите примеры из документа «Методические рекомендации. Часть I».

Презентация как альтернатива анимационному ролику

Иногда случаются технические проблемы, которые препятствуют демонстрации анимационного ролика. Например, отсутствие колонок для воспроизведения звука или проблемы с интернетом. В таком случае учитель может воспользоваться альтернативной презентацией, которая имеет то же дидактическое значение, что и сам ролик, и содержит материалы, погружающие участников урока в тему «Искусственный интеллект в отраслях». Изучите презентацию и комментарии к слайдам. Покажите ее ученикам и прокомментируйте. Будьте готовы ответить на вопросы учеников.

Игра-тренажер

Пройти на уроке игру-тренажер рекомендуется ученикам на этапе усвоения новых знаний после просмотра и обсуждения ролика, когда они уже получили представление о применении искусственного интеллекта в отраслях. Игра-тренажер доступна исключительно в онлайн-режиме со страницы акции «Урок цифры» на компьютере или смартфоне. «Урок цифры» по теме «Искусственный интеллект в отраслях» знакомит школьников с тем, как искусственный интеллект применяется в здравоохранении, сельском хозяйстве и промышленности. Вместе с героями учащиеся отправляются на экскурсию:

• ученики 1–4 классов — на фабрику игрушек, где выясняют, как искусственный интеллект работает в промышленности;

• ученики 5–8 классов — на животноводческую ферму, где выясняют, как искусственный интеллект применяется в сельском хозяйстве;

• ученики 9–11 классов — в медицинский центр, где выясняют, как искусственный интеллект применяется в здравоохранении.

Выполняя задания тренажера, учащиеся на практике осваивают последовательность действий для обучения искусственного интеллекта. Ученики разбираются, для чего нужны данные и чем они отличаются от информации, что такое разметка данных, как подготавливают датасеты, какие алгоритмы используют и что такое нейронная сеть. Последнее задание тренажера помогает ученикам закрепить полученные знания и понимание встретившихся терминов и понятий.

Все это должно мотивировать учащихся к получению более глубокого представления об искусственном интеллекте, его применении в отраслях и новых профессиях.

Организация работы с игрой-тренажером на уроке

На данном этапе урока учитель инструктирует участников и выполняет функции фасилитатора, чтобы обеспечить эффективную работу учеников с игрой-тренажером: помогает разобраться с правилами и интерфейсом игры, решает технические проблемы, отвечает на вопросы, контролирует соблюдение правил и регламент работы, позволяя школьникам сконцентрироваться на содержании и заданиях игры-тренажера и их успешном выполнении.

💡Совет Если возникает ситуация, когда нет достаточного количества компьютеров, чтобы каждый участник мог индивидуально работать с тренажером, допускается работа пары учеников за одним компьютером. Объединить учеников в пары можно по желанию или любым способом, который нравится учителю. Важно, чтобы между учениками не возникало конфликтов и борьбы за выполнение заданий. Такая работа будет не менее эффективной, потому что ученики могут обсуждать задания и полученную информацию, совместно принимать решения при выполнении заданий. Учителю же требуется организовать успешную парную коммуникацию. Так как тренажер состоит из этапов, попросите учеников, работающих в парах, выполнять этапы по очереди, но обсуждать, как правильно выполнить задание, лучше вместе.

На прохождение игры-тренажера целесообразно отвести 25–30 минут.

Для справки: в соответствии с установленными Роспотребнадзором нормами, общая продолжительность использования компьютера на уроке не должна превышать для детей 1−2 классов 20 минут, 2−4 классов — 25 минут, 5−9 классов — 30 минут, 10−11 классов — 35 минут.

В конце игры-тренажера учащиеся получают сертификаты. Если у педагога есть возможность распечатать сертификаты, попросите учеников скачать сертификаты и отправить в печать на сетевой принтер или электронную почту учителя. Напечатайте сертификат каждому ученику, чтобы он мог показать его друзьям и родителям.

Ученики смогут погрузиться в контекст игры быстрее, если будут заранее знакомы с персонажами:

1. Скобец — обычный мальчик, школьник, недоверчивый.

2. Запятыня — девочка, школьница, очень любознательная и пытливая.

3. Слэши — близнецы, школьники, готовы участвовать в интересных делах.

4. Мама Скобца, Кодима Квадратовна — инженер-технолог на фабрике игрушек, любит свою работу.

5. Дедушка Слэшей, Арифмет Паскальевич — агроном, работает на собственной ферме, придумывает нововведения, которые могут улучшить или облегчить работу на ферме. Интересуется техникой, особенно новыми технологиями.

6. 
   Тётя Запятыни, Алгорита Программировна — специалист по искусственному интеллекту в медицинском исследовательском центре, любит порядок и организованность, следит за всеми новинками и трендами.

Диалоги героев игры отображаются в виде комиксов. Часто ученики торопятся добраться до той части игры-тренажера, где требуются действия, и пропускают текстовую информацию. Объясните ученикам, что чтение комикса нужно, чтобы понять, что задумали герои, и как они будут достигать своей цели — это необходимо для выполнения заданий. Обратите внимание учеников, что на каждом экране можно находиться столько времени, сколько требуется для чтения и понимания текста, это не игра на время.

Система звездности

Система звездности влияет на то, насколько правильно игрок пройдет игру. Шкала состоит из 3 блоков, где показано, сколько звезд получит игрок по окончании каждого этапа.

Шкала уменьшается каждый раз, когда игрок делает ошибки. Если ошибок много, то звезда может погаснуть.

Количество звездочек зависит от количества правильно выполненных заданий. Максимально количество звездочек — 3. Если звездочек 1 или 2, порекомендуйте ученикам вернуться и выполнить задание правильно. Если у них возникают проблемы с пониманием, предложите воспользоваться подсказкой (знак «?»).

Ключи к выполнению заданий игры-тренажера находятся в документе «Методические рекомендации. Часть III».

Сюжет и задания игры-тренажера

Сюжет игры-тренажера для всех возрастных групп единый. Это экскурсия:

• на сельскохозяйственную ферму для учеников 5–8 классов

На экскурсиях учащиеся знакомятся с работой искусственного интеллекта. Игры тренажера — это этапы обучения и применения искусственного интеллекта. Проходя игры и выполняя задания, учащиеся обучают искусственный интеллект, вникают в механизмы его применения и приобретают знания и навыки.

Перед тем, как пойти на экскурсию, школьники конструируют профессии будущего, которые должны появиться под воздействием на отрасли искусственного интеллекта.

Игра «Профессии»

В этой игре ученикам предстоит соединить школьные программы или профессии из 2 разных столбцов, чтобы получились 4 профессии, указанные на экране.

Игра состоит из 3 уровней, где:

• на уровне 1 ученикам предлагается соединить школьные предметы, на стыке которых появились существующие и хорошо узнаваемые профессии;

• на уровне 2 ученикам предлагается совместить традиционные области знаний с технологическими, вследствие чего появляются IT-специальности;

• на уровне 3 ученикам предлагается соединить обычные или IT-специальности с современными технологиями искусственного интеллекта, вследствие чего получатся профессии будущего.

Во всплывающем окне появится описание профессии будущего:

Профессии будущего, которые конструируют учащиеся в игре:

Ученики 5–8 и 9–11 классов конструируют новые профессии на стыке технологий искусственного интеллекта и обычной или ИТ-специальности.

Ученики 5–8 классов:

Ученики 9–11 классов:

В итоге получаются профессии будущего:

1. Компьютерный лингвист — специалист, который разрабатывает алгоритмы распознавания звучащей и письменной речи, систем машинного перевода, создает инструменты для разработки чат-ботов, голосовых ассистентов и т. д.

2. AI-дизайнер — специалист, который использует нейросети для работы с различными видами дизайна, такими как графический дизайн, веб-дизайн, дизайн интерфейсов, дизайн продуктов и улучшает их.

3. Цифровой геолог — специалист, который использует современные технологии, включая геоинформационные системы (ГИС), сенсорные данные, анализ больших данных и другие цифровые инструменты для изучения и анализа геологических процессов, структур и ресурсов.

4. AI-рентгенолог — специалист, который участвует в разработке ИИ-сервисов для анализа снимков, размечает рентген- и КТ-снимки для машинного обучения, тестирует сервисы, помогает дорабатывать алгоритмы.

5. Прораб-вотчер — специалист в области строительства, который не только руководит строительными работами, но и ведет системный контроль, выполняет оценку хода строительства с использованием цифровых информационных технологий.

6. Агрокибернетик — специалист, который занимается внедрением новых технологий, информатизацией и автоматизацией сельскохозяйственных предприятий.

Игра «Сортировка»

В этой игре участники знакомятся с понятиями информация и данные и их отличиями.

Сортировка данных — это первый этап работы с информацией для обучения искусственного интеллекта. На этом этапе нужно подготовить данные и указать, к какой категории или классу они принадлежат.

Информация — сведения (сообщения, данные), из которых человек извлекает смысл.

Данные — это информация, предназначенная для обработки компьютером.

Игра представляет из себя стол, на котором разложены разные карточки. Рядом со столом находятся области с изображением элементов, которые дублируют картинки на карточках. Задача игрока — распределить все карточки, находящиеся на столе, по их областям.

Различие для разных возрастных уровней состоит в разнообразии типов карточек и количестве областей под них: 2 типа карточек для 1–4 классов, 3 типа карточек для 5–8 классов, 4 типа карточек для 9–11 классов.

5–8 классы

На столе находится много карточек животных, препятствий и других объектов. Ученикам требуется отсортировать все карточки по своим ячейкам, чтобы в одной находились карточки животных, в другой — карточки с препятствиями, в третьей — остальные карточки объектов.

9–11 классы

На столе находится много карточек с рентген-снимками, лекарствами, амбулаторными картами пациентов и другими записями. Ученикам требуется отсортировать все карточки по своим ячейкам, чтобы в одной находились карточки с рентген-снимками, в другой — карточки с лекарствами, в третьей — амбулаторные карты пациентов, а в четвертой — все остальные записи.

Игра-тренажер/ возрастная группа (отрасль)	1–4 классы Фабрика игрушек (Промышленность)	5–8 классы Ферма (Сельское хозяйство)	9–11 классы Медицинский центр (Здравоохранение)
Сортировка Задача игрока — отсортировать объекты на группы	ИИ должен научиться отличать игрушки от других объектов. Для этого ИИ нужны карточки с изображением игрушек, но они перемешаны с другими объектами. Требуется сортировка	ИИ должен научиться идентифицировать объекты, которые можно встретить в поле, чтобы комбайн мог объезжать препятствия или сигналить. Нужно отсортировать карточки с животными, препятствиями и другими объектами	ИИ должен научиться отличать рентгенснимки, амбулаторные карты и рецепты для дальнейшего анализа. Нужно отсортировать карточки с разными объектами

Игра «Таблица»

В этой игре участники знакомятся с такими понятиями, как датасет и разметка данных.

Датасет — это структурированная информация в табличном виде, где у каждого объекта прописаны определенные свойства: характеристики, местоположение, связи с другими объектами.

Разметка данных — этап в обучении модели искусственного интеллекта, задача которого — показать правильные ответы для собранных данных.

Разметка данных в датасете — вторый этап обучения искусственного интеллекта.

Игра состоит из 3 элементов, они находятся на экране:

• карточка объекта, которую игрок сортировал в игре «Сортировка»,

• параметры объекта,

• ячейки, которые нужно заполнить правильными параметрами, относящимися к карточке объекта.

Задача игрока: для обучения ИИ, глядя на карточку объекта, переместить правильные параметры, которые подходят карточке, в пустые ячейки.

Различие для разных возрастных уровней состоит в количестве параметров, которые необходимо распределить по ячейкам, и разнообразии карточек: 4 параметра для 1–4 классов, 5 параметров для 5–8 классов, 6 параметров для 9–11 классов.

1–4 классы

У каждой игрушки есть несколько параметров: некоторые из них подходят под внешний вид игрушки, а некоторые нет. Ученикам предлагается внимательно посмотреть на картинку игрушки и правильно перенести параметры в соответствующие ячейки.

5–8 классы

У каждого объекта, который может встретиться комбайну на поле, есть несколько параметров. Некоторые из них подходят под внешний вид объекта, а некоторые нет. Ученикам предлагается внимательно посмотреть на картинку объекта и перенести подходящие параметры в соответствующие ячейки.

9–11 классы

У каждого пациента есть несколько параметров. Некоторые из них подходят под внешний вид болезни пациента, а некоторые нет. Ученикам предлагается внимательно посмотреть на картинку пациента и перенести подходящие параметры в соответствующие ячейки.

Игра-тренажер/ возрастная группа (отрасль)	1–4 классы Фабрика игрушек (Промышленность)	5–8 классы Ферма (Сельское хозяйство)	9–11 классы Медицинский центр (Здравоохранение)
Таблицы Задача игрока: сделать разметку отсортированных данных: внести данные в таблицу в нужные ячейки	На этом этапе продолжается обучение ИИ. Требуется разметить данные, т.е. заполнить таблицу с данными об игрушках, указав параметры (характеристики объекта): цвет, хорошая игрушка или бракованная	На этом этапе продолжается обучение ИИ, чтобы умный комбайн мог понять, что делать, если на его пути возникает препятствие. Требуется разметить данные, то есть заполнить таблицу препятствий, где определить тип препятствия, размер и действие, которое должен совершить ИИ	На этом этапе продолжается обучение ИИ, чтобы он мог правильно поставить диагноз. Требуется разметить данные, то есть заполнить таблицу с данными о пациентах, где указать температуру, симптомы и возможный диагноз

Игра «Дерево решений»

В этой игре участники знакомятся с третьим этапом обучения искусственного интеллекта — алгоритмами.

Искусственный интеллект (ИИ) — это способность интеллектуальных машин выполнять творческие функции, которые обычно выполняет человек.

Алгоритм — последовательность действий, построенная по определенным правилам.

Дерево решений — это один из алгоритмов машинного обучения. Он основан на правиле: если выполняется некое условие, то следует соответствующий результат.

Игра «Дерево решений» предназначена для учеников 1–4 и 5–8 классов. Учащиеся 9–11 классов познакомятся с нейросетью, которая будет описана дальше.

Игра «Дерево решений» показывает, как искусственный интеллект обрабатывает информацию о каком-либо объекте.

Задача игроков: отыгрывать роль искусственного интеллекта и принимать правильные решения.

В игре встретятся все 5 карточек с объектами, которые были в мини-игре «Таблицы».

В начале игры игроку показывается небольшая анимация.

1–4 классы

По конвейерной ленте едет игрушка и попадает в блок сканирования, который должен определить тип игрушки, ее цвет и состояние.

При сканировании игрушки искусственный интеллект на основе дерева решений определяет ее тип, цвет и качество, после чего отправляет ее в нужную коробку. Ученикам предлагается посмотреть, как работает искусственный интеллект изнутри, и, выбирая подходящие под внешний вид игрушки варианты, перемещаться по всему дереву решений.

5–8 классы

Комбайн на основе искусственного интеллекта едет по полю и встречает препятствие, которое должен определить по типу и размеру, после чего принять решение, как двигаться дальше.

Когда комбайну на пути встречается какой-нибудь объект, искусственный интеллект на основе дерева решений определяет его тип, размер и вариант действия, после чего выполняет команду и продолжает безопасное движение. Ученикам предлагается посмотреть, как работает искусственный интеллект изнутри, и, выбирая подходящие под внешний вид объекта варианты, перемещаться по всему дереву решений.

Дерево-решений Задача игрока: построить правильное дерево решений	1–4 классы	5–8 классы
	ИИ помогает сортировать игрушки в сборочном цехе, используя специальный алгоритм. Герои погружаются внутрь ИИ и смотрят, как он работает, а также вместе с ним принимают решения при сортировке игрушек. Необходимо сравнивать готовые игрушки с вариантами из датасета и отправлять их дальше на упаковку или в брак	ИИ помогает комбайну обходить препятствия в поле, используя специальный алгоритм. Герои погружаются внутрь ИИ и смотрят, как он работает, а также вместе с ним принимают решения, когда комбайн обнаружит препятствие. Необходимо сравнивать кадры с камеры с вариантами из датасета и при совпадении выбирать нужное действие

После того как ИИ определил итоговое решение, показывается полное дерево решений.

Игрок увидит все дерево решений, которое он создавал.

Игра «Нейросеть»

Игра «Нейросеть» ориентирована на учащихся 9–11 классов.

Применение нейросети — это третий этап обучения искусственного интеллекта, как и алгоритм «дерево решений».

Нейросеть — это программа, которая обучается на основе данных и примеров. Она не работает по готовым правилам и алгоритмам, а пишет их сама во время обучения. Если показать ей миллион рентген-снимков искривленного позвоночника человека, она научится узнавать даже самое незначительное искривление.

Нейрон — это вычислительная единица, которая получает информацию, производит над ней простые вычисления и передает ее дальше.

Вес — это сила воздействия нейрона внутри нейросети.

Игра предлагает игрокам посмотреть, как при помощи нейронов меняется точность и время поиска наилучшего результата.

При помощи нейронов искусственный интеллект способен отсортировать данные больных и здоровых пациентов. Чем больше нейронов используется для анализа, тем выше точность, но от этого повышается и затраченное время. Участникам предлагается подобрать оптимальное количество нейронов для точного и быстрого анализа.

Элементы игры

1. Параметры, которые использовались в мини-игре «Таблицы» (температура, симптом 1, симптом 2, диагноз).

2. Нейроны — всего 2 столбца по 4 нейрона в каждом.

3. Панель управления количеством нейронов, где игрок может при помощи «+» и «−» добавлять и убирать нейроны.

4. Диаграмма с данными, где заранее расположено множество точек двух разных цветов в зависимости от количества нейронов.

5. Информация, показывающая, какое количество данных находится в диаграмме данных.

Игроку доступны лишь 3 действия:

1. Добавить нейроны (+).

2. Убрать нейроны (−).

3. Нажать «Запуск» и увидеть результат эксперимента.

При добавлении нейрона у него образуется связь со всеми соседними параметрами или нейронами из соседнего столбца, а при удалении нейрона связь разрывается. Нейроны добавляются последовательно.

По нажатию на кнопку «Запуск» система выдает результат в виде картинки и информацию об эксперименте, где указывается точность и время эксперимента.

Игра «Слова»

Суть игры: повторение и закрепление новых слов и определений.

Игра состоит из 3 элементов:

1. Описание загаданного слова.

2. Поле с загаданным словом, которое состоит из нескольких ячеек, где каждая ячейка содержит одну букву.

3. Набор букв, из которых нужно составить загаданное слово.

Сложность игры для для учащихся разных возрастных групп зависит от количества неиспользованных букв.

Задача игрока: прочесть описание и понять, какое слово было скрыто. Затем, используя буквы внизу экрана, перенести их в пустые ячейки, чтобы составить загаданное слово.

Завершение урока, обратная связь

Откройте последний слайд опорной презентации.

На этом этапе, если времени достаточно, рекомендуем организовать обратную связь, работая с учениками в формате фронтальной беседы. Школьники отвечают на вопросы по желанию.

Учитель может дополнить или сократить список вопросов по своему усмотрению. Важно, чтобы вопросы носили открытый характер (не предполагали однозначного или односложного ответа), например:

• Что стало для вас личным открытием на уроке: самым интересным или неожиданным? Почему?

• Вы задумывались о своей будущей профессии? Как она может поменяться с внедрением новых технологий?

• Какие из профессий будущего, упомянутых на уроке, вас заинтересовали больше всего? Почему?

В конце беседы учитель должен подвести школьников к выводу о том, что технологии ИИ могут преобразить самые разные отрасли экономики и профессии.

Если времени на развернутую фронтальную рефлексивную беседу с учениками не хватает, можно организовать короткую обратную связь в формате «Слово на букву»: напишите на доске в столбик словосочетание «искусственный интеллект» или слово «нейросеть», или другое слово из урока. Попросите учеников на каждую букву придумать слово, характеризующее урок, или запомнившееся на уроке. Например, И — интересный, С — синапсис и т.д.

Что дальше?

Осваивать технологии искусственного интеллекта можно на следующих мероприятиях:

• Просветительский проект «Академия искусственного интеллекта», https://ai-academy.ru/

• «Национальная технологическая олимпиада (НТО)» по направлениям

«Искусственный интеллект», «Большие данные и машинное обучение», «Технологии компьютерного зрения», «Инфохимия», «Автономные транспортные системы», «Нейротехнологии и когнитивные науки» для учащихся 8–11 классов, https://ntcontest.ru/tracks/nto-school/

• Олимпиада «НТО.Junior», сфера «Технологии и искусственный интеллект» для учащихся 5–7 классов, https://junior.ntcontest.ru/spheres2023#ai

• Всероссийская олимпиада по искусственному интеллекту для учащихся 8–11 классов, https://ai.edu.gov.ru/