От робототехники к искусственному интеллекту. Практическая работа «Анализ направлений применения искусственного интеллекта»
Цели и задачи
- Цель по SMART: за 45 минут научиться анализировать не менее четырёх направлений применения искусственного интеллекта, определять решаемую проблему, используемые данные, преимущества и риски, а также представлять обоснованный вывод в паре.
- Сформировать представление о связи робототехники, алгоритмов, машинного обучения и искусственного интеллекта на конкретных жизненных примерах.
- Научить выделять в информационном тексте факты, аргументы, возможные риски и признаки применения искусственного интеллекта.
- Развивать навыки парной работы, аргументации, критической оценки цифровых технологий и подготовки краткого ответа в формате, близком к заданиям ОГЭ по информатике.
- Воспитывать ответственное отношение к использованию цифровых технологий, персональных данных и результатам, созданным искусственным интеллектом.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознавать влияние искусственного интеллекта на будущую профессию и повседневную жизнь.
- Понимать необходимость ответственного отношения к персональным данным и цифровой безопасности.
- Проявлять готовность проверять информацию, созданную цифровыми системами.
- Снижать тревожность перед ОГЭ через применение знакомого алгоритма анализа информации.
Метапредметные
- Извлекать из текста и таблицы существенную информацию, классифицировать примеры по направлениям применения искусственного интеллекта.
- Планировать выполнение практической работы по алгоритму и распределять обязанности в паре.
- Формулировать вывод, приводить аргументы и корректно представлять результаты.
- Оценивать достоверность и полноту цифрового решения, выявлять ограничения и риски его применения.
Предметные
- Различать понятия «робототехника», «алгоритм», «машинное обучение» и «искусственный интеллект» на уровне основных признаков.
- Уметь определять задачу, которую решает система искусственного интеллекта, и вид используемых данных.
- Уметь анализировать преимущества, ограничения и риски применения искусственного интеллекта в конкретной сфере.
- Уметь оформлять результат анализа в таблице и делать краткий аргументированный вывод.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную позицию по вопросу безопасного и полезного применения искусственного интеллекта.
- Соотносят содержание урока с профессиональным самоопределением и возможными будущими профессиями.
- Осознают ценность самостоятельного мышления при использовании цифровых помощников.
- Принимают ответственность за корректность собственного вывода и соблюдение правил работы с данными.
Регулятивные УУД
- Принимают цель практической работы и составляют последовательность действий.
- Распределяют время между чтением материала, заполнением таблицы и подготовкой вывода.
- Сверяют результат с критериями и исправляют неполные или необоснованные ответы.
- Оценивают степень освоения алгоритма анализа с помощью листа самооценки.
Познавательные УУД
- Выделяют ключевые слова и устанавливают причинно-следственные связи в информационном тексте.
- Сравнивают применение искусственного интеллекта в разных сферах.
- Строят классификацию по признакам «задача — данные — результат — риск».
- Преобразуют текстовую информацию в таблицу и краткую схему.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: аналитик текста и оформитель результата, затем взаимно проверяют работу.
- Задают уточняющие вопросы и аргументируют выбор примера.
- Согласуют общий вывод, учитывая мнение партнёра.
- Представляют результат кратко, уважительно реагируют на вопросы одноклассников.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию с изображениями робота-манипулятора, беспилотного автомобиля, медицинской диагностической системы, голосового помощника и рекомендательной системы.
- Распечатать практические карточки четырёх вариантов — по одной на пару; в каждой карточке разместить информационный текст и вопросы анализа.
- Распечатать рабочую таблицу «Сфера — задача — данные — результат — преимущества — риски — вывод» по одной на каждого ученика.
- Подготовить памятку на доске: «1. Найди задачу. 2. Определи данные. 3. Назови результат. 4. Оцени пользу и риск. 5. Сделай вывод».
- Подготовить карточки для рефлексии «Понял», «Есть вопрос», «Нужна помощь» — по одной на каждого ученика.
- Заранее открыть на компьютере локальную презентацию и проверить проектор или интерактивную доску; интернет для работы учащихся не требуется.
- Подготовить таймер на 8 минут и образец заполнения одной строки таблицы.
- Разместить на отдельном слайде напоминание о цифровой безопасности: не вводить в неизвестные сервисы паспортные данные, пароли и личную переписку.
- Подготовить критерии оценивания практической работы и лист самооценки по одному на пару.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в практическую деятельность и показать связь темы с будущей профессиональной и экзаменационной ситуацией.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране изображения робота-манипулятора и системы, распознающей изображения: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы будем не просто говорить о современных технологиях, а анализировать их работу как исследователи. Посмотрите на два изображения. Робот выполняет заранее заданную последовательность действий, а интеллектуальная система должна распознать ситуацию и выбрать подходящий результат. Как вы думаете, что изменилось при переходе от робототехники к искусственному интеллекту?" | Рассматривают изображения, формулируют предположения: "Робот действует по программе", "система может обучаться на данных", "искусственный интеллект работает с неопределённостью". |
2 мин | Учитель использует приём «Проблемный вопрос»: "Можно ли назвать любую автоматическую машину искусственным интеллектом? Какие признаки нужно проверить, прежде чем делать вывод? Сегодня вы будете работать в парах и составите такой алгоритм анализа. Этот навык полезен и в заданиях ОГЭ, где требуется извлечь признаки из текста, таблицы или описания системы." | Обсуждают вопрос в парах 30 секунд, затем предлагают признаки: "система решает интеллектуальную задачу", "использует данные", "распознаёт объекты или выбирает действие", "результат нужно проверять". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы увидели, что внешне похожие устройства могут работать по-разному. Сейчас вспомним основные понятия и уточним, какие признаки помогут нам провести анализ без поспешных выводов."
Этап 2. Актуализация знаний и инструктаж по безопасной работе с информацией (5 мин)
Цель этапа: актуализировать понятия и обеспечить осознанное выполнение практической работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает на доске четыре понятия: «робототехника», «алгоритм», «машинное обучение», «искусственный интеллект»: "Расположите понятия от общего способа действий к более сложной системе. Не стремитесь дать идеальное определение сразу. Сначала назовите один существенный признак каждого понятия. Если система действует по инструкции, это ещё не доказывает наличие искусственного интеллекта." | В парах соотносят понятия и признаки, записывают по одному ключевому слову: «алгоритм — последовательность действий», «робототехника — создание и управление роботами», «машинное обучение — выявление закономерностей по данным», «искусственный интеллект — решение интеллектуальных задач». |
2 мин | Учитель проводит краткий инструктаж: "Карточки содержат учебные описания, но любой цифровой результат может быть ошибочным. Не вводите личные данные в незнакомые сервисы, не принимайте ответ системы без проверки и отделяйте факт из текста от собственного предположения. В практической работе мы будем фиксировать именно доказательства." | Фиксируют в памятке два правила: «проверять результат» и «защищать персональные данные»; задают уточняющий вопрос о различии факта и мнения. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "У нас есть исходные понятия и правила цифровой безопасности. Теперь определим, что именно должно появиться в результате практической работы и по каким признакам мы поймём, что анализ выполнен качественно."
Этап 3. Постановка цели и критериев практической работы (4 мин)
Цель этапа: сформулировать общий алгоритм анализа и распределить обязанности в парах.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель выводит на экран таблицу: «Сфера — задача — данные — результат — преимущества — риски — вывод»: "Посмотрите на семь граф таблицы. Если мы напишем только название технологии, получится сообщение, а не анализ. Нам нужно показать, какую проблему решает система, на каких данных работает, что получает пользователь и какие ограничения необходимо учитывать. Сформулируйте цель практической работы одним предложением." | Формулируют цель: "Проанализировать применение искусственного интеллекта в выбранной сфере и оценить его пользу и риски". |
2 мин | Учитель раздаёт рабочие листы и карточки: "В каждой паре один ученик сначала выделяет в тексте факты и данные, второй оформляет таблицу. Через несколько минут поменяйтесь ролями и проверьте друг друга. В конце пара готовит вывод из двух предложений: первое — о пользе, второе — об ограничении или риске." | Получают карточку, распределяют роли, читают критерии, задают вопрос о порядке заполнения граф. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Цель и критерии определены. Переходим к главной части урока: внимательно прочитаем материал, найдём доказательства и превратим их в структурированную таблицу."
Этап 4. Практическая работа в парах: анализ направления применения ИИ (15 мин)
Цель этапа: научить применять алгоритм анализа к конкретному информационному материалу и взаимодействовать в паре.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель объясняет работу с карточками: "В карточке описано одно направление: медицина, транспорт, образование, промышленность или информационные сервисы. Сначала прочитайте текст целиком. Затем подчеркните одной чертой задачу системы, двумя чертами — данные, а знаком вопроса отметьте место, где требуется проверка или есть риск. Не добавляйте в таблицу сведения, которых нет в тексте, без пометки «предположение»." | Читают карточку целиком, распределяют роли, отмечают в тексте задачу, данные, результат и риск. |
8 мин | Учитель запускает таймер и консультирует пары: "Заполняйте таблицу короткими, точными формулировками. Например, для системы распознавания дефектов задача — найти повреждение детали, данные — изображения деталей, результат — сообщение о возможном дефекте. В графе «преимущества» укажите конкретный эффект, например скорость или уменьшение количества ошибок человека. В графе «риски» назовите не абстрактную опасность, а возможную ошибку, утечку данных или несправедливый результат." | В парах заполняют все графы, приводят не менее одного преимущества и одного риска, отмечают, какие сведения взяты прямо из текста. |
3 мин | Учитель предлагает взаимную проверку: "Поменяйтесь листами с соседней парой на одну минуту. Проверьте только три пункта: понятна ли задача, указаны ли данные, связан ли риск с описанной системой. Поставьте знак «+» у сильного места и коротко запишите один вопрос или пожелание." | Обмениваются листами, проверяют три критерия, записывают «+» и одно конкретное пожелание, возвращают работу авторам. |
2 мин | Учитель просит доработать вывод: "Теперь составьте два предложения. Начните так: «В сфере ... искусственный интеллект полезен, потому что ... Однако его применение требует ...». Следите, чтобы вывод опирался на заполненную таблицу, а не был общей фразой." | Формулируют вывод из двух предложений, связывают его с найденными фактами и рисками. |
Эталон оформления анализа
Пример для направления «медицина»: «Задача: обнаружить подозрительный участок на медицинском изображении. Данные: изображения и результаты обследований. Результат: сообщение врачу о возможном отклонении. Преимущество: ускорение предварительного анализа большого числа изображений. Риск: ошибочное распознавание или неполные данные. Вывод: искусственный интеллект помогает врачу быстрее находить признаки заболевания, но окончательное решение должен принимать специалист после проверки».
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы прошли путь от текста к доказательному выводу. Сейчас проверим, умеете ли вы применять этот алгоритм к новым примерам и отличать реальную пользу системы от рекламного обещания."
Этап 5. Первичное закрепление и межпредметное обсуждение (7 мин)
Цель этапа: перенести алгоритм анализа на новые ситуации и установить межпредметные связи информатики с биологией, обществознанием и технологией.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает три кратких описания: «система прогнозирует энергопотребление здания», «программа подбирает учебные задания по ошибкам ученика», «робот на производстве перемещает деталь по заранее заданной траектории»: "Определите, где обязательно используются данные для выявления закономерностей, а где достаточно заранее заданного алгоритма. Объясните выбор одним аргументом." | В парах классифицируют примеры и отвечают: «прогнозирование и подбор заданий требуют анализа данных; перемещение по фиксированной траектории может выполняться по заранее заданному алгоритму». |
2 мин | Учитель задаёт межпредметные вопросы: "Почему медицинская система связана с биологией? Почему рекомендации в интернете связаны с обществознанием и правом? Какие данные нельзя собирать и использовать без оснований?" | Формулируют связи: «медицина использует знания о строении и функциях организма», «рекомендации влияют на выбор человека», «нужно защищать персональные данные и учитывать согласие пользователя». |
2 мин | Учитель предлагает мини-задание в формате ОГЭ: "Выберите верное утверждение. А: любой робот обладает искусственным интеллектом. Б: искусственный интеллект может использовать данные для решения задач, но его результат требует проверки. В: если система работает быстро, её вывод всегда верен. Обоснуйте ответ." | Выбирают утверждение Б и записывают обоснование: «данные могут быть неполными, алгоритм может ошибаться, поэтому результат проверяют». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы связали информатику с биологией, обществознанием и технологией, а также потренировали формат выбора утверждения и аргументации. Теперь каждый индивидуально проверит, насколько уверенно умеет применять алгоритм без подсказки партнёра."
Этап 6. Индивидуальная проверка и самоконтроль (6 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание алгоритма анализа и организовать самоконтроль по критериям.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель раздаёт мини-карточку: "Прочитайте описание: «Умная камера в магазине анализирует поток покупателей и сообщает сотруднику о необычно длинной очереди». Запишите: 1) задачу системы; 2) возможные данные; 3) одно преимущество; 4) один риск; 5) вывод из одного предложения. Работайте самостоятельно, не сверяясь с партнёром." | Индивидуально записывают: «задача — обнаружить длинную очередь; данные — изображения или видеопоток; преимущество — своевременная помощь покупателям; риск — ошибочное распознавание и затрагивание частной жизни; вывод — система полезна для управления очередями, но требует защиты данных и проверки результата». |
2 мин | Учитель показывает эталон на экране и говорит: "Сверьте ответ по пяти пунктам. За каждый полностью выполненный пункт поставьте один балл. Если формулировка отличается, проверьте не совпадение слов, а наличие смысла и доказательства." | Сверяют пять пунктов, подсчитывают баллы, подчёркивают место затруднения и исправляют один неточный ответ. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная проверка показала, что главное в анализе — не запомнить название технологии, а установить связь между задачей, данными, результатом и риском. Завершим урок рефлексией и зафиксируем следующий шаг для домашней работы."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осмыслить результат практической работы, выявить затруднения и определить способ дальнейшего закрепления.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт карточки «Понял», «Есть вопрос», «Нужна помощь»: "Поднимите одну карточку и завершите фразу: «Теперь я умею анализировать применение искусственного интеллекта по признакам ...». Если выбрали «Есть вопрос» или «Нужна помощь», назовите конкретный шаг алгоритма." | Выбирают карточку, формулируют ответ: «задача, данные, результат, преимущества и риски»; называют затруднение, например «сложно отличить факт от предположения». |
2 мин | Учитель организует приём «Одноминутная бумага»: "Запишите два предложения: какое применение искусственного интеллекта кажется вам наиболее полезным и какое правило безопасности вы будете соблюдать. Это не оценочная работа, мне важно увидеть вашу позицию." | Пишут индивидуальный ответ, указывают полезную сферу и правило: «не передавать персональные данные неизвестному сервису», «проверять результат». |
1 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите один цифровой сервис или систему искусственного интеллекта, о которой вы знаете из повседневной жизни. Не вводите в сервис никакие данные и не копируйте личную переписку. Выполните анализ по сегодняшней таблице и подготовьте вывод." | Записывают домашнее задание, уточняют требования к объёму и критериям проверки. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы научились рассматривать искусственный интеллект не как магическую технологию, а как систему, которую можно анализировать по задаче, данным, результату и рискам. На следующем уроке мы продолжим работу с алгоритмами и данными, а ваши примеры помогут обсудить, где автоматизация действительно полезна."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — полностью заполнены все семь граф таблицы, верно определены задача и данные, приведены конкретные преимущества и риски, вывод опирается на текст; работа оформлена аккуратно, вклад обоих участников подтверждён.
- «4» — заполнены не менее шести граф, основная логика анализа верна, но один из аргументов или рисков сформулирован недостаточно конкретно; вывод в целом связан с материалом.
- «3» — заполнены не менее четырёх граф, определена сфера и общая задача, но отсутствуют убедительные данные, риск или аргументированный вывод; требуется доработка по памятке.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о различии робота, алгоритма и искусственного интеллекта? | Проверка осознания ключевых предметных понятий и устранение смешения терминов. |
Какой шаг анализа оказался самым сложным: определение задачи, данных, результата или риска? | Выявление точки затруднения в алгоритме практической работы. |
Какой пример применения искусственного интеллекта вы считаете полезным и почему? | Проверка умения аргументировать оценку технологии и связывать её с реальным контекстом. |
Какое правило цифровой безопасности вы будете соблюдать? | Осмысление личной ответственности за работу с данными и цифровыми сервисами. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы увидели, что искусственный интеллект нужно оценивать не по громкому названию, а по конкретной задаче, данным, результату и возможным рискам. Важно помнить: быстрый ответ системы не всегда является правильным, поэтому его необходимо проверять. Вы уже умеете превращать информационное описание в таблицу и аргументированный вывод — это полезно и для информатики, и для заданий ОГЭ. На следующем уроке мы продолжим исследовать алгоритмы и способы представления данных."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Проанализировать один знакомый цифровой сервис или пример применения искусственного интеллекта по пяти пунктам: задача, данные, результат, преимущество, риск. Объём — заполненная таблица и вывод из двух предложений. | Закрепляет базовый алгоритм анализа; при проверке смотреть на конкретность задачи, наличие данных и связь вывода с аргументами. |
Средний (повышающий) | Сравнить два направления применения искусственного интеллекта, например медицину и транспорт, в таблице из семи граф и написать 3–4 предложения о том, где риск ошибки наиболее значим. | Развивает сравнение и оценку; при проверке смотреть на использование одинаковых критериев и обоснование выбранного риска. |
Продвинутый (дополнительный) | Разработать предложение для школьного проекта с применением искусственного интеллекта: проблема, необходимые данные, ожидаемая польза, возможная ошибка, правило защиты данных и критерий проверки результата. | Развивает проектное и критическое мышление; при проверке смотреть на реализуемость идеи, этичность, безопасность и наличие измеримого результата. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Какую задачу решает система искусственного интеллекта? Какие данные она использует? Почему результат нужно проверять? Чем заранее заданный алгоритм может отличаться от системы, обучающейся на данных? Какое правило защиты персональных данных вы запомнили?»
