Вся программа 7 класса · 3.2. Зачем человеку ИИ. Человеческий мозг и компьютер
Ученик обработал фотографию, увидел результат на экране и выключил компьютер, не сохранив файл. На накопителе остался исходник. Компьютер «забыл, потому что невнимателен»? Проследим, где находились данные и какая команда отсутствовала.
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Подготовьте: экран или распечатки, тетради, ручки. Все таблицы, тексты и ключи находятся в статье и PDF. Ключи открывайте после самостоятельной попытки; ученические листы печатайте отдельно от раздела учителя.
Вариант без регистрации: работайте по готовым материалам и учебным журналам на экране или бумаге. Ученики не создают аккаунтов и не передают личных данных. Учебная имитация позволяет проверить рассуждение, но не заменяет настоящий эксперимент с сервисом.
| Время | Этап | Результат |
|---|---|---|
| 0–5 | Проблемная ситуация | Первое решение и основания |
| 5–14 | Теория и разобранный пример | Понятия, доказательства и ограничения |
| 14–25 | Практика 1 | Проверяемый результат по критериям |
| 25–33 | Практика 2 | Перенос в новые условия |
| 33–40 | Обсуждение | Аргумент, возражение, общее решение |
| 40–45 | Индивидуальная проверка | Самостоятельный ответ и сверка |
Что собрать: результаты двух практик, основания вывода и индивидуальную проверку. Минуты включают чтение, обсуждение и запись; раздел соответствия программе предназначен учителю вне этих 45 минут. При 0–1 балле в проверке вернитесь к разобранному примеру; при 2–3 уточните пропущенное звено; при 4 предложите новый случай. Критерии нужны для обратной связи, не задают обязательную школьную отметку.
01. Проблемная ситуация
Ученик обработал фотографию, увидел результат на экране и выключил компьютер, не сохранив файл. На накопителе остался исходник. Компьютер «забыл, потому что невнимателен»? Проследим, где находились данные и какая команда отсутствовала.
0–5 минут: за минуту прочитайте ситуацию; за 2 минуты запишите первое решение и его основание; ещё за 2 минуты сравните ответы в паре и сформулируйте, каких сведений не хватает.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты — понятия; 3 — совместный разбор; 2 — проверка ограничений примера.
Программа задаёт операции, данные — то, над чем их выполняют. Процессор исполняет машинные команды. Оперативная память хранит текущие программы и данные во время работы; обычная RAM теряет содержимое при отключении питания. Накопитель сохраняет файлы без постоянного питания. Экран показывает результат, но сам показ не равен записи файла. Автосохранение — действие программы, его наличие надо проверить.
Ввод дают клавиатура, камера, микрофон или датчик; вывод получают экран, динамик, принтер либо другое устройство. В настольном компьютере, ноутбуке, смартфоне и встроенном контроллере функции похожи при разном исполнении. Процессор не единственный возможный вычислитель: графический процессор помогает параллельной обработке, но не заменяет весь компьютер.
Данные кодируются числами. В двоичной записи цифры 0 и 1; у трёх разрядов веса слева направо 4, 2, 1. Запись 101 означает 4+0+1=5. Один бит имеет два значения, байт обычно состоит из 8 бит. Фото — не просто слово «фото»: файл содержит закодированные сведения, которые программа интерпретирует. Наличие вычисления по инструкции ещё не доказывает использование ИИ.
Разобранный пример. При x=6: y=9; условие y≥10 ложно; z=11. В память записан результат, на экран выведено 11, после команды сохранения число попадает в файл. При x=7: y=10, условие истинно, z=8. Близкие входы дали разные ветки; нельзя всегда прибавлять 5 к x. Кодирование: 6 в трёх битах — 110, 7 — 111.
03. Практика 1: Побудьте исполнителем программы
Бумажная программа. 1) Получить число x. 2) Записать y = x + 3. 3) Если y ≥ 10, записать z = y − 2, иначе z = y + 2. 4) Вывести z. 5) Сохранить z в файл. Каждая команда исполняется в указанном порядке; сравнивается y, а не x.
| Вход x | y | Условие y≥10 | z на экране | z в файле после шага 5 |
|---|---|---|---|---|
| 4 | … | … | … | … |
| 7 | … | … | … | … |
| 9 | … | … | … | … |
| 0 | … | … | … | … |
- За 2 минуты назовите данные, команды и место проверки условия.
- За 4 минуты заполните четыре строки, не пропуская y.
- За 3 минуты сопоставьте шаги 1–5 с вводом, процессором, памятью, выводом и накопителем.
- За 2 минуты проверьте соседнюю строку вручную и исправьте одну типичную ошибку.
Форма результата: Таблица исполнения и подписи к пяти шагам.
Критерии: 1 балл за 4 значения y, 1 за ветки и z, 1 за сопоставление компонентов, 1 за объяснение ошибки: 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
x=4: y7, условие нет, z9; x7: y10, да, z8; x9: y12, да, z10; x0: y3, нет, z5. После шага 5 в файле тот же z. Шаг1 — ввод и запись в память; 2–3 — вычисление и сравнение процессором с данными в памяти; 4 — вывод; 5 — накопитель. Частая ошибка — сравнивать x с 10, она даст неверную ветку при x7 и x9. В RAM есть и данные, и исполняемая программа.
Оценка: 1 балл за 4 значения y, 1 за ветки и z, 1 за сопоставление компонентов, 1 за объяснение ошибки: 4.
04. Практика 2: Код и сохранение — разные вопросы
| Задание | Исходные сведения |
|---|---|
| А | Декодируйте 011 и 100 по весам 4,2,1. |
| Б | Закодируйте 2 и 7 тремя битами. |
| В | После шага 4 программу закрыли без шага 5. Старый файл содержал 99, автосохранения нет. |
| Г | Сканер дал изображение страницы, программа распознала текст, затем пользователь сохранил его. |
- За 2 минуты выполните А и Б.
- За 3 минуты для В укажите экранный результат при x4 и содержимое старого файла.
- За 2 минуты нарисуйте цепочку Г, отделив изображение от текста.
- За 1 минуту поясните, какая часть цепочки может использовать ИИ и почему его наличие не следует из сканирования.
Форма результата: Коды, два значения и схема движения данных.
Критерии: 1 балл за четыре кода, 1 за 9/99, 1 за цепочку Г, 1 за различение сканирования и распознавания: 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
011=3, 100=4; 2=010, 7=111. В: на экране было 9, старый файл остаётся 99. Г: сканер → изображение в памяти → распознавание → текст в памяти → сохранённый файл. Распознавание может применять обученную модель; простое получение изображения не доказывает её наличие. Не путайте двоичное кодирование с шифрованием: запись 111 не является защитой секрета.
Оценка: 1 балл за четыре кода, 1 за 9/99, 1 за цепочку Г, 1 за различение сканирования и распознавания: 4.
05. Обсуждение: аргумент и возражение
33–40 минут. Тезис: «Процессор — это мозг, значит компьютер думает так же, как человек». За 2 минуты объясните удобство аналогии. За 3 минуты приведите два ограничения. За 2 минуты замените фразу точным описанием вычисления.
Ориентир для обсуждения
Аналогия указывает на обработку информации, но живой мозг и процессор имеют разное устройство. Исполнение команд и хранение файлов не объясняют человеческие переживания. Точное описание: процессор выполняет заданные операции над закодированными данными с использованием памяти.
06. Индивидуальная проверка понимания
Для x=5 выполните программу. Назовите y, ветку, z; скажите, останется ли новое z в файле, если шаг 5 пропущен и автосохранения нет.
40–45 минут: 3 минуты — самостоятельная запись, 1 — сверка и исправление другим цветом, 1 — сдача и общий комментарий.
Ключ и критерии индивидуальной проверки
y=8, ветка «иначе», z=10. Новое z не записано в файл; при наличии старого файла он не изменяется. По 1 баллу за каждое из четырёх звеньев.
07. Связь с исходной программой
Пункт программы → действие → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Что проверяет учитель |
|---|---|---|
| Составные части «мозга» компьютера; принципы его работы | Трассирует команды и сопоставляет устройства | Различает процессор, RAM, накопитель и вывод |
| Получение информации; описание работы компьютера | Декодирует числа, строит цепочку распознавания | Разделяет кодирование, данные, программу и сохранение |
Матрица относится к результатам данного урока. Другие существенные результаты модуля раскрываются в остальных уроках по опубликованному плану.
Источники и права на материалы
Основа содержания и результатов — исходная программа класса. Поурочное название и учебные случаи — авторская методическая развёртка, не дословные названия модулей программы. Числовые наборы, реплики условных помощников и ситуации специально подготовлены для урока. Исторические карточки пересказывают указанные документы; это не дословные цитаты. Учебные журналы не являются результатами испытания реального ИИ.
Raspberry Pi Foundation: элементы компьютерных систем — источник для понятий и проверки; учебные задания разработаны отдельно.
Логотип «Школы России» используется в материалах портала; авторские схемы предназначены для учебной работы. Внешние материалы сохраняют указанные условия использования.