Вся программа 8 класса · 4.4. Искусственный интеллект и промышленность
Помощник советует цеху план с самым большим выпуском: «Сто двадцать деталей лучше ста». Но заказчику нужны годные детали, а смену нельзя продлевать. Как выбрать план, не подменив цель одним красивым числом?
Учителю: подготовка и план на 45 минут
Подготовьте: экран или распечатки, тетради, ручки и калькулятор; таблицы смен и режимов. 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
Помощник советует цеху план с самым большим выпуском: «Сто двадцать деталей лучше ста». Но заказчику нужны годные детали, а смену нельзя продлевать. Как выбрать план, не подменив цель одним красивым числом?
За 1 минуту прочитайте ситуацию; за 2 запишите решение и основание; за 2 сравните с соседом и назовите недостающую проверку. Числа и реплики условного ИИ подготовлены автором для обучения, это не результаты испытания действующего сервиса.
02. Объяснение и разобранный пример
5–14 минут: 4 минуты — понятия; 3 — совместный разбор; 2 — проверка ограничений примера.
Оптимизация — поиск лучшего допустимого решения по выбранному критерию. Сначала задают цель и обязательные ограничения, потом сравнивают варианты. Производительность показывает выпуск за единицу времени; стоимость годной детали учитывает не только выпуск, но и брак. Числа здесь относятся к учебному цеху, не к настоящему предприятию.
Годный выпуск = весь выпуск − брак. Стоимость одной годной детали = общие затраты / годный выпуск. Нельзя делить затраты на весь выпуск и забывать негодные изделия. Если план нарушает срок или бюджет, низкая цена детали не делает его допустимым.
ИИ может прогнозировать спрос, брак и длительность по данным прошлых смен, помогать перебирать планы. Люди задают критерии, пределы и условия безопасности. Прогноз проверяют на новых сменах: оптимальное решение для старых данных не обязательно подходит после изменения сырья.
Факт — зафиксированный результат завершённой смены; прогноз — ожидаемый выпуск завтра; предположение — сохранение условий; сгенерированная рекомендация — предложенный текст или план, требующий проверки. Таблица первой практики — заданные прогнозные сценарии, не доказанное будущее.
Разобранный пример. План даёт 50 деталей, из них 5 негодных, при затратах 900 жетонов. Годных 45, стоимость 900/45=20 жетонов. Помощник получил 18, разделив на 50: он оценил весь выпуск вместо нужного результата. При требовании 48 годных план не проходит независимо от низкой цены.
03. Практика 1: Выберите план для заказа
| План | Выпуск / брак | Затраты, жетоны | Длительность, ч |
|---|---|---|---|
| А | 100 / 4 | 1920 | 4 |
| Б | 120 / 12 | 2160 | 5 |
| В | 110 / 5 | 2310 | 4 |
Заказ: не менее 95 годных деталей. Срок не более 4 часов, бюджет не более 2300 жетонов. Из допустимых вариантов выбираем меньшую стоимость одной годной детали. Жетоны — условная учебная единица. Другие обязательные требования безопасности считаем выполненными только в этой модели.
- За 2 минуты выпишите цель и три ограничения.
- За 4 минуты вычислите годный выпуск, стоимость годной детали и производительность годного выпуска.
- За 3 минуты сначала исключите недопустимые планы, затем выберите оставшийся.
- За 2 минуты проверьте расчёт соседа и назовите предположение прогноза.
Форма результата: Три строки расчёта и записка «план → выполненные ограничения → риск прогноза».
Критерии: По 1 баллу: цель и ограничения; расчёты; обоснованный отсев и выбор; проверка предположения. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
А: 96 годных, 20 жетонов/деталь, 24 годных/ч; проходит все ограничения. Б: 108, 20, 21,6/ч; 5 часов нарушают срок. В: 105, 22, 26,25/ч; 2310 превышает бюджет на 10. Выбираем А. В быстрее по годному выпуску за час, но это не снимает бюджет. Предположение: прогноз брака и времени соответствует будущей смене; проверить фактические показатели на сопоставимых условиях.
Оценка: По 1 баллу: цель и ограничения; расчёты; обоснованный отсев и выбор; проверка предположения. Всего 4.
04. Практика 2: Пересмотрите решение
Новое условие: нужно не менее 103 годных; срок 5 часов; бюджет 2400. Цель теперь минимальная длительность, при равном времени — меньшие затраты. Используйте планы А, Б, В из практики 1. Дополнительный вариант Г: выпуск 112, брак 6, затраты 2200, время 4 часа. Прогнозы не являются фактическими измерениями.
- За 2 минуты отметьте допустимые планы по новым ограничениям.
- За 3 минуты примените новый порядок критериев и сравните с прошлым выбором.
- За 2 минуты спроектируйте испытание прогноза на одной смене и условие пересмотра.
- За 1 минуту обменяйтесь решениями и проверьте единицы.
Форма результата: Новый выбор, таблица приоритетов и протокол испытания.
Критерии: По 1 баллу: допустимость; порядок критериев; выбор с основаниями; измеримая проверка. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
А не проходит: 96 меньше 103. Б=108 годных за 5 часов; В=105 за 4; Г=106 за 4 при 2200. В и Г быстрее Б, Г дешевле В: выбран Г. Цена Г=2200/106≈20,75 жетона, но это не первый критерий. Испытание: до смены сохранить прогноз и условия, после — записать годный выпуск, затраты и время; если фактических годных меньше 103 или превышены лимиты, не считать план принятым. Изменение выбора связано с целью, а не с «мнением» ИИ.
Оценка: По 1 баллу: допустимость; порядок критериев; выбор с основаниями; измеримая проверка. Всего 4.
05. Обсуждение: аргумент и возражение
Тезис: «Алгоритм всегда должен выбирать самый быстрый план». За 2 минуты найдите выгоду скорости; за 3 возражение на данных В и бюджета; за 2 сформулируйте порядок принятия решения.
Ожидаемое рассуждение и критерии обсуждения
Скорость полезна для срока, но В в первой задаче не проходит бюджет. Сначала обязательные ограничения, затем критерий; производительность, стоимость и качество могут конфликтовать. Люди отвечают за назначение ограничений и проверку прогноза.
Критерии: аргумент по материалу; содержательное возражение; условие итогового решения; роль человека. По 1 баллу, всего 4.
06. Индивидуальная проверка понимания
Планы Д и Е: Д — 80 деталей, 4 брак, 1520 жетонов, 4 ч; Е — 90, 10 брак, 1600, 5 ч. Нужно 75 годных за не более 4 ч. Найдите годный выпуск, цену годной детали, допустимый план и одну необходимую проверку.
За 3 минуты запишите 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
Д: 76, цена 20; Е: 80, цена 20. Только Д проходит срок. Проверка — фактический годный выпуск и время при тех же условиях, а не уверенность помощника. По 1 баллу за годный выпуск, обе цены, выбор по сроку, конкретную проверку.
07. Связь с исходной программой
Пункт программы → действие → проверяемый результат
| Пункт программы | Действие ученика | Что проверяет учитель |
|---|---|---|
| Технологии, помогающие оптимизировать управление и контроль качества в промышленности | Сравнивает выпуск, время и цену | Разделяет критерии и ограничения |
| Характеризовать возможности применения искусственного интеллекта при организации производства на примерах | Проверяет прогнозный план | Называет данные и роль человека |
| Давать оценку результату работы. Сравнивать и выбирать лучшие работы. | Меняет выбор при новой цели | Учитывает порядок критериев |
| Моделировать работу искусственного интеллекта при решении практических задач в промышленности | Испытывает предложенные сценарии | Описывает измеримую приёмку |
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.