Вся программа 8 класса · 4.2. Искусственный интеллект и экология
Помощник выбирает план с самым коротким ожиданием автомобиля. Но у автобуса много пассажиров, а пешеходы ждут дольше. Что должно означать «лучше» для всего перекрёстка?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Подготовьте: экран или распечатки, тетради, ручки и калькулятор. 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.
Не моделируйте настоящий светофор и не выходите на дорогу для сбора данных. Работа только с готовыми таблицами; человеко-секунды не заменяют проверку безопасности.
| 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
Помощник выбирает план с самым коротким ожиданием автомобиля. Но у автобуса много пассажиров, а пешеходы ждут дольше. Что должно означать «лучше» для всего перекрёстка?
За 1 минуту прочитайте ситуацию; за 2 запишите предварительное решение и основание; за 2 сравните с соседом и назовите недостающую проверку. Все числовые данные и реплики условного ИИ созданы для обучения, не являются результатом испытания действующего сервиса.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты — понятия; 3 — совместный разбор; 2 — проверка ограничений примера.
ИИ может прогнозировать транспортный поток по обезличенным счётчикам, времени и дорожной обстановке; затем система предлагает режим. Правила безопасности светофора и допустимые ограничения определяются специалистами. Наши планы — условные результаты моделирования, не схема управления настоящим перекрёстком.
Время одного автомобиля и суммарное ожидание людей — разные критерии. Чтобы учитывать людей, умножают число машин на среднюю учебную заполненность и время ожидания. В задаче 500 автомобилей по 1,5 человека дают 750 человек; 30 автобусов по 20 дают 600, пешеходов 200. Итоговый показатель измеряется в человеко-секундах. Это не измерение пробок и не показатель безопасности.
Среднее ожидание людей = сумма человеко-секунд / число людей. Среднее может скрывать неудобство отдельной группы, поэтому добавляем отдельное ограничение: пешеходы ждут не больше 90 секунд. Экологический эффект не выводится из ожидания автоматически: для выбросов нужны данные о двигателях и режимах. Прогноз потока, расчёт по нему и измеренный результат следует подписывать раздельно.
Разобранный пример. 100 пассажиров автобуса ждут 30 секунд: 3000 человеко-секунд. 100 водителей ждут 40: 4000. Нельзя сравнить просто «один автобус против ста машин», игнорируя пассажиров. Но этот расчёт не устанавливает универсальный приоритет и не отменяет переход пешеходов.
03. Практика 1: Выберите план по людям, а не только машинам
| План | Автомобиль, с | Автобус, с | Пешеход, с |
|---|---|---|---|
| А | 40 | 80 | 100 |
| Б | 50 | 30 | 60 |
| В | 35 | 35 | 130 |
За одинаковый учебный период: 500 автомобилей, в среднем 1,5 человека; 30 автобусов, по 20; 200 пешеходов. Ограничение пешеходного ожидания ≤90 с. Средние времени заданы готовыми и не описывают безопасность перехода.
- За 2 минуты вычислите число людей в каждой группе.
- За 4 минуты найдите сумму человеко-секунд и среднее ожидание для каждого плана.
- За 3 минуты примените ограничение пешеходов и сравните с выбором по автомобилям.
- За 2 минуты запишите выбор с двумя основаниями и ограничением модели.
Форма результата: Таблица показателей и записка жителям по выбору плана.
Критерии: По 1 баллу: численность; три суммы/средних; ограничения; выбор с границей. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
Людей 750+600+200=1550. А: 750×40+600×80+200×100=98000, среднее ≈63,2 с. Б: 37500+18000+12000=67500, ≈43,5 с. В: 26250+21000+26000=73250, ≈47,3 с. По автомобилям быстрее В (35), но пешеходы ждут 130 — лимит нарушен; А тоже нарушает (100). Б допустим и даёт меньшее среднее. Выбор относится к готовым учебным планам и данному потоку, а не к реальной дорожной безопасности.
Оценка: По 1 баллу: численность; три суммы/средних; ограничения; выбор с границей. Всего 4.
04. Практика 2: Проверьте перенос в другое время
| Новый период | Людей в автомобилях | Людей в автобусах | Пешеходов |
|---|---|---|---|
| Вечер | 300 | 100 | 100 |
| План | Автомобиль, с | Автобус, с | Пешеход, с |
|---|---|---|---|
| Г | 30 | 70 | 50 |
| Д | 40 | 30 | 70 |
Здесь уже приведено число людей, не машин: повторно умножать на заполненность нельзя. Лимит пешеходов по-прежнему 90 с. Помощник без расчёта советует копировать утренний приоритет автобусов.
- За 2 минуты проверьте единицы и состав нового потока.
- За 3 минуты вычислите среднее по Г и Д.
- За 2 минуты выберите план и объясните изменение приоритета по сравнению с утренним потоком.
- За 1 минуту назовите данные для проверки реального эффекта.
Форма результата: Новая таблица и объяснение пересмотра решения.
Критерии: По 1 баллу: единицы; два средних; условный выбор; план проверки. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
Всего 500 человек. Г: 300×30+100×70+100×50=21000, среднее 42 с. Д: 12000+3000+7000=22000, 44 с. Оба проходят лимит, по заданному среднему выбираем Г. Изменился состав потока; это не доказательство «автомобили всегда важнее». Для реального испытания нужны измеренные потоки/времена, безопасность и доступность, сопоставимые периоды, возможное ограничение максимального ожидания каждой группы.
Оценка: По 1 баллу: единицы; два средних; условный выбор; план проверки. Всего 4.
05. Обсуждение: аргумент и возражение
Тезис: «Минимальное среднее гарантирует удобство каждому». За 2 минуты найдите пользу среднего; за 3 возражение по В; за 2 согласуйте правило выбора.
Ожидаемое рассуждение и критерии обсуждения
Среднее учитывает масштаб потока, но способно скрыть большое ожидание одной группы. В уступает Б по среднему и нарушает лимит пешеходов. Нужно сначала проверить обязательные ограничения, затем оптимизировать показатель и сохранить данные о каждой группе. Реальную безопасность проверяют специалисты.
Критерии: аргумент по данным; содержательное возражение; условие итогового решения; роль ответственного человека. По 1 баллу за каждый элемент.
06. Индивидуальная проверка понимания
Два плана для 100 человек: 60 водителей и 40 пешеходов. К: ожидание 20 и 80 с; Л: 40 и 40 с. Пешеходный лимит 60 с. Найдите оба средних, допустимый план и одно ограничение вывода.
За 3 минуты запишите самостоятельный ответ; за минуту сверьте ключ и исправьте другим цветом; за последнюю минуту сдайте запись. По 1 баллу за каждый из четырёх содержательных элементов.
Ключ и критерии: 4 балла
К: (60×20+40×80)/100=44 с, но лимит нарушен. Л: 40 с и лимит соблюдён. Выбираем Л среди этих двух по данным задачи; нельзя считать расчёт проверкой безопасности дороги. По 1 за два средних отдельно, выбор с лимитом и границу.
07. Связь с исходной программой
Пункт программы → действие → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Что проверяет учитель |
|---|---|---|
| Объяснять роль и перспективы искусственного интеллекта в управлении транспортом в умном городе | Сравнивает результаты учебного моделирования | Различает прогноз и проверку |
| Описывать области применения технологий искусственного интеллекта в умных городах | Строит цепочку счётчик → прогноз → план | Определяет функцию модели |
| Работать с искусственным интеллектом над выявлением задач умного города, их влиянии на экологию. Определять функции искусственного интеллекта для решения этих задач | Исправляет рекомендацию по данным потока | Не выводит выбросы из времени без данных |
| Оценивать результаты работы групп | Защищает выбор и пересмотр | Учитывает интересы разных групп |
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. Учебные журналы не являются результатами испытания реального ИИ.
Логотип «Школы России» используется в материалах портала; авторские схемы предназначены для учебной работы. Внешние материалы сохраняют указанные условия использования.