Вся программа 8 класса · 4.2. Искусственный интеллект и экология
Помощник обещает экономию света 60% и просит сохранять разговоры жильцов, чтобы понять, когда комната занята. Можно ли получить нужную функцию меньшим набором данных, и подтверждается ли экономия?
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.
Никаких реальных голосовых записей, адресов, паролей или подключения электроприборов. Все устройства представлены таблицами и схемой на бумаге.
| 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 обещает экономию света 60% и просит сохранять разговоры жильцов, чтобы понять, когда комната занята. Можно ли получить нужную функцию меньшим набором данных, и подтверждается ли экономия?
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.
Умная квартира связывает датчики, обработку данных, допустимое действие и проверку. Датчик присутствия сообщает факт сигнала, а не имя человека; голосовой помощник может распознать команду, но иногда ошибается. Наличие датчика или таймера ещё не означает ИИ. Прогноз привычного времени потребности по примерам — возможная функция модели, которую надо испытывать.
Пользователь задаёт цель и ограничения: свет при необходимости, ручная отмена, понятное состояние устройства, отсутствие лишней записи. Данные выбирают по задаче: сигнал присутствия, освещённость и время могут помочь со светом; полный архив разговоров не является необходимым условием этой задачи. Предположение о привычках не должно автоматически отменять текущий выбор человека.
Энергия = мощность × время. К экономии основного прибора прибавляют расход нового оборудования. Удобство, экономия, цена покупки и приватность — отдельные критерии; нельзя одним процентом описать всю пользу. Факт — запись счётчика, прогноз — расчёт будущего режима, гипотеза — причина изменения, сгенерированная реклама — проверяемый текст.
Разобранный пример. До изменения лампа потребляла 0,04 кВт × 10 ч = 0,40 кВт·ч за день. Четыре часа дают 0,16. Но контроллер 0,01 кВт за 24 часа добавляет 0,24: итого опять 0,40. Сокращение времени света на 60% не равно экономии всего комплекта на 60%.
03. Практика 1: Проверьте рекламу и минимальность данных
| Компонент | Мощность, кВт | Время, ч/день |
|---|---|---|
| Лампа до изменения | 0,04 | 10 |
| Лампа после изменения | 0,04 | 4 |
| Контроллер после изменения | 0,01 | 24 |
| Предлагаемые данные | Зачем заявлены |
|---|---|
| Сигнал присутствия | Не выключать свет в занятой комнате |
| Освещённость | Учитывать естественный свет |
| Время суток | Проверять режим и прогноз потребности |
| Имена и разговоры жильцов | «Делать управление умнее» |
Учебная реклама: «Свет горит меньше, значит весь комплект экономит 60%. Для простого управления обязательно узнавать каждого жильца». Сохранять свет при запросе и ручное выключение обязательно.
- За 2 минуты выпишите цель и ограничения работы света.
- За 4 минуты рассчитайте расходы до и после, исправьте процент в рекламе.
- За 3 минуты выберите минимальные данные и объясните отказ от лишних.
- За 2 минуты запишите протокол проверки: энергия и сохранение нужной функции.
Форма результата: Исправленная реклама и минимальный паспорт данных.
Критерии: По 1 баллу: цель/ограничения; полный расчёт; отбор данных; проверка. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
До: 0,40 кВт·ч. После: 0,16+0,24=0,40; экономия 0, процент 0%. 60% относится только к уменьшению времени лампы с 10 до 4 часов. Для заданной функции достаточно присутствия, освещённости, времени и ручного выбора; имена и архив речи не обоснованы. Сравнить полное потребление и журнал ситуаций, когда свет был нужен, за сходные дни. Не выдавать удобство за энергетическую экономию.
Оценка: По 1 баллу: цель/ограничения; полный расчёт; отбор данных; проверка. Всего 4.
04. Практика 2: Доработайте схему умного дома
| Изменение | Условие |
|---|---|
| Более экономичный контроллер | 0,005 кВт, работает 24 ч |
| Режим лампы | 0,04 кВт, работает 4 ч |
| Учебное состояние | Присутствие: есть; освещённость: низкая; датчик связи: нет данных |
| Голосовая команда | В тексте распознавания «выключи», но пользователь нажал «оставить свет» |
Постройте схему на бумаге; не подключайте реальное устройство. Приоритет — текущая явная кнопка пользователя. При неизвестном состоянии датчика нельзя считать комнату пустой. В заданном проекте отключение по прогнозу без подтверждения запрещено.
- За 2 минуты рассчитайте новую энергию и экономию относительно 0,40.
- За 3 минуты нарисуйте «сигналы → правило/прогноз → действие → ручной контроль → журнал».
- За 2 минуты определите безопасную учебную реакцию на противоречие кнопки и текста и на пропуск датчика.
- За 1 минуту подпишите две проверки качества схемы.
Форма результата: Схема умного дома и таблица испытаний на двух спорных случаях.
Критерии: По 1 баллу: энергия, экономия и процент; полная схема; обработка двух проблем; проверки. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
Контроллер 0,005×24=0,12, лампа 0,16; всего 0,28 кВт·ч. Экономия 0,12, 30% от 0,40 при заданном режиме. Схема сохраняет ручное управление и фиксирует отсутствующие данные. Явная кнопка «оставить» имеет приоритет; текст команды не повод игнорировать её. Нет связи не означает отсутствие людей. Проверки: доступность ручной отмены и отсутствие выключения только по пропуску/догадке, затем полное измерение энергии. Числа — расчёт, не испытание устройства.
Оценка: По 1 баллу: энергия, экономия и процент; полная схема; обработка двух проблем; проверки. Всего 4.
05. Обсуждение: аргумент и возражение
Тезис: «Чем больше данных соберём дома, тем лучше». За 2 минуты объясните пользу уместных сигналов; за 3 возражение по архиву речи; за 2 согласуйте критерий необходимого набора.
Ожидаемое рассуждение и критерии обсуждения
Уместные данные помогают определить условия, но лишний архив не доказывает качество и увеличивает последствия утечки. Каждому полю нужна функция; должно быть понятно, что хранится и как пользователь отменяет действие. Пользу проверяют по результату при минимально достаточном наборе, а не по объёму записи.
Критерии: аргумент по данным; содержательное возражение; условие итогового решения; роль ответственного человека. По 1 баллу за каждый элемент.
06. Индивидуальная проверка понимания
Базовый расход 0,50 кВт·ч/день. Новый прибор 0,30, контроллер 0,10. Укажите общий расход, экономию, процент и причину, почему «нет сигнала присутствия» не равнозначно «никого нет».
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
Итого 0,40; экономия 0,10; 20%. Отсутствие записи может быть отказом связи или датчика; нужны состояние системы и ручной выбор. По 1 за каждый элемент.
07. Связь с исходной программой
Пункт программы → действие → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Что проверяет учитель |
|---|---|---|
| Характеризовать возможности искусственного интеллекта для умных квартир | Разделяет автоматизацию и прогноз по данным | Не называет любой таймер ИИ |
| Работать над оптимизацией функций умного дома | Дорабатывает режим и ручной контроль | Обрабатывает пропуски и противоречия |
| Представлять результат работы в виде схемы | Строит цепочку датчик → действие → проверка | Есть контроль пользователя и журнал |
| Умные квартиры | Проверяет энергию и данные | Не смешивает удобство и экономию |
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.