Вся программа 8 класса · 4.2. Искусственный интеллект и экология
Условный помощник увидел индекс 95 в журнале воды и объявил «вода опасна, источник загрязнения найден». В журнале нет отметки калибровки, а независимое измерение в тот же момент — 32. Что можно утверждать по этим данным?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Подготовьте: экран или распечатки, тетради, ручки; калькулятор для числовых заданий. 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.
Урок проводится только по готовым вымышленным данным и схемам. ИМ не является нормативом качества воды. Запрещены пробы неизвестной воды на вкус, выход к опасным местам и самостоятельные действия по сигналу. Подготовьте калькулятор и сетку 10×10; график используется как материал поиска проблем, а не декоративная иллюстрация.
| 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
Условный помощник увидел индекс 95 в журнале воды и объявил «вода опасна, источник загрязнения найден». В журнале нет отметки калибровки, а независимое измерение в тот же момент — 32. Что можно утверждать по этим данным?
За 1 минуту прочитайте ситуацию; за 2 запишите предварительный вывод и основание; за 2 сравните с соседом и назовите данные, которых не хватает. Это авторская учебная ситуация, а не отчёт о реальном испытании.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты — понятия; 3 — совместный разбор; 2 — проверка ограничений примера.
Мониторинг — последовательные наблюдения по известному протоколу: место, время, показатель, единицы, прибор, условия. Датчик измеряет определённый сигнал; снимок показывает видимые признаки; полевое наблюдение добавляет контекст. Ни один источник не позволяет заключить всё о состоянии объекта.
В нашем учебном журнале ИМ — условный индекс мутности в единицах конкретного прибора. Это не медицинский или санитарный норматив, не концентрация вещества и не показатель пригодности воды. Порог 40 — только сигнал для проверки в задаче. Данные вымышлены; ученики не исследуют реальную воду.
Пропуск означает отсутствие записи, не нулевой показатель. Повтор одной записи не является независимым измерением. Калибровка и одинаковые условия важны для сопоставления; смещение прибора может дать высокое значение без изменения объекта. Сомнительную строку сохраняют в исходнике и помечают, не исправляют на удобное число без основания.
По снимкам разных ракурсов нельзя автоматически измерить изменение площади. Для сравнения нужны масштаб, известная граница и сопоставимое освещение. Сгенерированное объяснение причины — гипотеза, даже если график выглядит убедительно. Роль ИИ — выделять необычные записи и помогать обработке; причина и дальнейшее действие требуют проверки.
Разобранный пример. Запись ИМ=95 с пометкой «калибровка не подтверждена» против независимой ИМ=32 — противоречие. Разность 63 не объясняет причину. Запрашиваем повторную проверку прибора и измерения, не усредняем 95 и 32 как будто оба равно надёжны. Даже подтверждённая ИМ=45 означает сигнал по учебному порогу, а не диагноз воде.
03. Практика 1: Проверьте журнал и постройте корректную сводку
| Код, место/время | Датчик ИМ | Качество записи | Независимое измерение |
|---|---|---|---|
| А, верх / 09:00 | 20 | Калибровка подтверждена | 21 |
| Б, низ / 09:00 | 30 | Калибровка подтверждена | 31 |
| В, низ / 10:00 | Пропуск | Нет записи | 33 |
| Г, низ / 11:00 | 95 | Калибровка не подтверждена | 32 |
| Г, низ / 11:00 | 95 | Копия той же записи | 32 |
| Д, низ / 12:00 | 45 | Калибровка подтверждена | 44 |
Для сводки датчика используйте только уникальные подтверждённые записи. Независимые измерения сохраняйте отдельно. Не соединяйте линией пропуски. Порог проверки ИМ>40 задан только для этой учебной модели.
- За 2 минуты найдите пропуск, дубль и неподтверждённое значение.
- За 4 минуты подготовьте рабочую сводку с журналом исключений и сравните источники.
- За 3 минуты найдите подтверждённый сигнал порога и запишите, что он не доказывает.
- За 2 минуты сформулируйте запрос дополнительной проверки для Г.
Форма результата: Рабочий журнал, сводка и обоснованный запрос.
Критерии: По 1 баллу: три проблемы; рабочая сводка; сигнал/граница; конкретная проверка. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
Подтверждённый датчик: А=20, Б=30, Д=45. В — пропуск, Г=95 — сомнительно, повтор Г не независимый. Разности с независимым измерением: А 1, Б 1, Д 1; у Г 63, но оценка причины ещё не установлена. Д превышает учебный порог, 44 подтверждает высокое значение в том же показателе. Не доказываются вещество, источник загрязнения и безопасность воды. Для Г: проверить калибровку/протокол, повторить одновременные измерения; сохранить 95 в исходнике с отметкой. Вывод о росте всего дня слишком широк из-за пропусков и разных мест.
Оценка: По 1 баллу: три проблемы; рабочая сводка; сигнал/граница; конкретная проверка. Всего 4.
04. Практика 2: Сопоставьте снимки и новые записи
| Карточка наблюдения | Материал |
|---|---|
| Снимок С1, вчера | Одинаковая граница участка разделена на 100 равных клеток: вода покрывает 20 |
| Снимок С2, сегодня | Та же граница и масштаб: вода покрывает 25 клеток |
| Снимок С3, сегодня | Другой ракурс без масштаба: визуально пятно кажется вдвое больше |
| Дополнение | Сегодня шёл дождь; происхождение пятна не установлено |
Карточки описывают авторские учебные схемы, не спутниковые фотографии. Их числовое содержание полностью дано в таблице. Реплика помощника: «С3 доказывает удвоение площади и точно промышленное загрязнение». При необходимости нарисуйте сетку 10×10 и закрасьте 20 и 25 клеток.
- За 2 минуты определите, какие две записи позволяют числовое сравнение.
- За 3 минуты вычислите изменение покрытия в клетках, процентных пунктах и относительно исходного.
- За 2 минуты исправьте утверждения по С3 и отделите дождь от доказанной причины.
- За минуту предложите одну проверку причин изменения.
Форма результата: Расчёт изменения и таблица «наблюдение → гипотеза → проверка».
Критерии: По 1 баллу: сопоставимая пара; три формы изменения; две исправленные версии; уместная проверка. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
С1 и С2 сопоставимы: 20% и 25% участка, +5 клеток и +5 процентных пунктов; относительное увеличение 5/20=25%. Не 5% относительно исходного и не удвоение. С3 без масштаба не даёт численного вывода. Дождь — контекст, возможное объяснение, не доказательство происхождения. Нужны сопоставимый повторный снимок с датой/масштабом и проверенные наблюдения состояния участка; не посылать детей к неизвестному объекту. Эти схемы не дают химического состава воды.
Оценка: По 1 баллу: сопоставимая пара; три формы изменения; две исправленные версии; уместная проверка. Всего 4.
05. Обсуждение: аргумент и возражение
Тезис: «Для убедительного отчёта надо удалить все неудобные данные». За 2 минуты назовите пользу чистой сводки; за 3 возражение по Г и пропуску; за 2 согласуйте прозрачный отчёт.
Ожидаемое рассуждение и критерии обсуждения
Рабочую сводку можно ограничить подтверждёнными записями, но исходник и причины исключений сохраняются. Удаление 95 без отметки скрывает проблему прибора. Отчёт показывает подтверждённые значения, пропуски, сомнения и границы; новые данные могут изменить вывод.
Засчитываются: тезис; аргумент из данных урока; содержательное возражение; условие итогового решения. Не требуется одинаковая позиция у всех.
06. Индивидуальная проверка понимания
Подтверждённые значения двух датчиков в одном месте: 38 и 39. Учебный порог ИМ>40. Третья запись отсутствует; помощник поставил 0 и объявил резкое улучшение. Найдите ошибку, объясните статус порога, назовите допустимый вывод и проверку.
За 3 минуты запишите самостоятельный ответ; за минуту сверьте ключ и исправьте другим цветом; за последнюю минуту сдайте ответ. Оценка: четыре содержательных элемента, по 1 баллу за каждый.
Ключ и критерии: 4 балла
Пропуск нельзя заменить нулём. 38 и 39 не превышают только учебный порог проверки; это не заключение о безопасности. Можно сказать, что два подтверждённых измерения близки, а третье неизвестно; улучшение не доказано. Проверка: восстановить источник или повторить измерение по протоколу, не угадывать. По 1 за каждый элемент.
07. Связь с исходной программой
Пункт программы → действие → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Что проверяет учитель |
|---|---|---|
| Технологии, помогающие сохранить природу | Сопоставляет датчик и независимый журнал | Различает показатель, сигнал и состояние объекта |
| Объяснять роль искусственного интеллекта в экологических ситуациях | Определяет функцию выделения необычных записей | Не приписывает модели установление причины |
| Характеризовать на примерах возможности применения искусственного интеллекта в экологических ситуациях | Проверяет пропуски, дубли, калибровку и сопоставимость снимков | Вывод опирается на подтверждённые данные |
| Работать с искусственным интеллектом над выявлением задач умного города, их влиянии на экологию. Определять функции искусственного интеллекта для решения этих задач | Исправляет учебный отчёт и составляет запрос проверки | Указывает границы и недостающие данные |
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.
Сколтех и AIRI: качество геопространственных моделей, 30 января 2025 — 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.