Вся программа 8 класса · 4.4. Искусственный интеллект и промышленность
Два режима камеры нашли разное число дефектов. Режим «строгий» отправил на проверку больше деталей. Значит ли это, что он обязательно хуже? Нужно выяснить, какие изделия действительно негодные.
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
Два режима камеры нашли разное число дефектов. Режим «строгий» отправил на проверку больше деталей. Значит ли это, что он обязательно хуже? Нужно выяснить, какие изделия действительно негодные.
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.
Эталон — результат независимой проверки изделия, с которым сравнивают прогноз. Пропущенный брак: негодное изделие модель считает годным. Ложная отбраковка: годное изделие модель помечает дефектным. Сигнал камеры здесь отправляет деталь на ручную проверку, а не автоматически в отходы.
Число правильных ответов не показывает, какая именно ошибка произошла. В системе контроля важны одновременно доля обнаруженного брака, ложные сигналы и нагрузка на инспектора. Учебная цена пропуска и проверки выражена жетонами потерь, это не реальные деньги и не оценка безопасности изделия.
Модель компьютерного зрения может обучаться по размеченным снимкам дефектов. Нужны данные о разных материалах, освещении и видах брака, а проверочные снимки не должны быть теми же, на которых училась модель. Порог сигнала меняет баланс ошибок. Если новые изделия отличаются, старый результат проверки нельзя обещать автоматически.
Факт — независимая отметка в учебном журнале после проверки; прогноз — сигнал модели до неё; предположение — похожие условия будущего выпуска; сгенерированная реклама «всё найдёт» — не доказательство. Эталон сам требует понятной процедуры, а спорные случаи пересматривают люди.
Разобранный пример. Три изделия имеют эталон «брак, годно, годно», а сигналы «годно, брак, годно». Первое — пропуск, второе — ложная отбраковка, третье — правильное отсутствие сигнала. Отсутствие сигнала не всегда успех: нужен эталон.
03. Практика 1: Сравните режимы камеры
| Деталь | Эталон | Мягкий | Строгий |
|---|---|---|---|
| 1 | Брак | Брак | Брак |
| 2 | Брак | Годно | Брак |
| 3 | Брак | Брак | Брак |
| 4 | Брак | Годно | Годно |
| 5 | Годно | Брак | Брак |
| 6 | Годно | Годно | Брак |
| 7 | Годно | Годно | Годно |
| 8 | Годно | Годно | Годно |
Потери: пропуск брака 8 жетонов, ложный сигнал 1. На каждое изделие с сигналом нужна ручная проверка; ресурс не более пяти проверок. Потери = 8 × пропуски + ложные сигналы. Приёмка: нет превышения ресурса; среди допустимых режимов меньше потерь.
- За 2 минуты отметьте сигналы и два типа ошибок по эталону.
- За 4 минуты составьте сводку: найденный брак, пропуски, ложные сигналы, правильное отсутствие.
- За 3 минуты вычислите потери и число ручных проверок, выберите режим.
- За 2 минуты объясните, почему число сигналов не равно числу дефектов.
Форма результата: Таблица четырёх исходов, расчёт потерь и рекомендация инспектору.
Критерии: По 1 баллу: две ошибки; полная сводка; потери и ресурс; выбор с ограничением. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
Мягкий: найдено 2 (1,3), пропущено 2 (2,4), ложный сигнал 1 (5), правильное отсутствие 3 (6–8); сигналов 3, потери 17. Строгий: найдено 3 (1–3), пропуск 1 (4), ложных 2 (5,6), правильное отсутствие 2 (7,8); сигналов 5, потери 10. Строгий допустим при ресурсе 5 и имеет меньшие потери. Он нашёл 3 из 4 дефектов, не все: изделие 4 нужно учитывать. Восемь условных изделий не дают надёжной оценки всего производства.
Оценка: По 1 баллу: две ошибки; полная сводка; потери и ресурс; выбор с ограничением. Всего 4.
04. Практика 2: Добавьте проверку без расширения ресурса
Ресурс теперь три ручные проверки. Дополнительное учебное правило: мягкий режим плюс повторный снимок только детали 2; на повторном снимке модель пометила её «брак». Все другие сигналы мягкого режима сохраняются. Не скрывайте новый расход проверки: итоговые сигналы относятся к разным деталям.
- За 2 минуты посчитайте итоговые сигналы и проверьте ресурс.
- За 3 минуты вычислите новые ошибки и потери; сравните с исходным мягким.
- За 2 минуты предложите выполнимое действие и отдельно назовите недостающий ресурс.
- За 1 минуту объясните, почему случайно удачный переснимок не доказывает универсальное улучшение.
Форма результата: Записка о ресурсе и план нового испытания.
Критерии: По 1 баллу: число сигналов; расчёт потерь; ограничение и действие; запрет использовать будущий эталон. Всего 4.
Ответ, объяснение и критерии для учителя
Сигналы 1,2,3,5 — четыре детали, ресурс 3 превышен. Найдено 3, пропуск 1 (4), ложный 1 (5), потери 9. Улучшение потерь 17→9 не делает правило выполнимым. Из готовых допустим исходный мягкий с тремя проверками; запросить одну дополнительную проверку или испытать новое правило распределения ресурса. Безопасность не доказывается допустимостью учебного бюджета. Нельзя просто оставить сигнал 5 без проверки на основании знания эталона, которое в реальном применении ещё недоступно.
Оценка: По 1 баллу: число сигналов; расчёт потерь; ограничение и действие; запрет использовать будущий эталон. Всего 4.
05. Обсуждение: аргумент и возражение
Тезис: «Если модель чаще ошибается на годных деталях, её нужно сразу выключить». За 2 минуты найдите потери ложной отбраковки; за 3 сравните с пропущенным браком; за 2 согласуйте условия применения.
Ожидаемое рассуждение и критерии обсуждения
Ложные сигналы требуют времени и могут задержать выпуск. Но строгий режим снижает пропуски с двух до одного. Решение зависит от цены обеих ошибок и ресурса; нужен проверенный контроль человеком и отдельное испытание на новых партиях, не автоматическое доверие или запрет.
Критерии: аргумент по материалу; содержательное возражение; условие итогового решения; роль человека. По 1 баллу, всего 4.
06. Индивидуальная проверка понимания
Эталон четырёх изделий: брак, годно, брак, годно. Сигналы: брак, брак, годно, годно. Найдите пропуски, ложные сигналы, потери при ценах 8 и 1 и число ручных проверок.
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
Один пропуск (3), один ложный сигнал (2), потери 9, проверки 2 (1,2). По 1 баллу за каждый показатель; обнаруженный дефект 1 не превращает пропуск 3 в правильный ответ.
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 | Оценивает ошибки камеры | Считает обе цены ошибки |
| Давать оценку результату работы. Сравнивать и выбирать лучшие работы. | Выбирает режим | Проверяет ресурс и потери |
| Моделировать работу искусственного интеллекта при решении практических задач в промышленности | Добавляет повторный снимок | Не пользуется будущим эталоном |
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.