Искусственный интеллект используют в прогнозировании наводнений: модель связывает данные о погоде и реке, чтобы оценить будущую ситуацию. Сравним измерение с прогнозом, проверим место и срок сообщения и изменим вывод, когда появятся новые данные.
Скачать PDF с материалами урока
Содержание урока
01. Цель урока
Научить читать прогноз наводнения как условную оценку будущего, проверять место, срок и исходные данные и пересматривать вывод после новых наблюдений.
К концу урока ученики смогут:
- отличить измерение уровня воды от прогноза на будущее;
- назвать данные, необходимые модели для прогнозирования наводнений;
- сопоставить сообщения для одного места и времени и заметить несопоставимые данные;
- объяснить неопределённость прогноза и обновить вывод по новым сведениям;
- обосновать совместную работу модели и человека при проверке прогноза.
02. Ход урока
| Этап | Мин | Учитель | Ученики |
|---|---|---|---|
| 1. Вход в тему: вода у моста | 5 | Ставит вопрос о разных временах, вводит прогноз. | Находят, что именно сравнивают два сообщения. |
| 2. Какие данные помогают модели | 10 | Объясняет речную систему и работу модели, разбирает случай. | Связывают исходные данные с будущим состоянием реки. |
| 3. Место, время и срок выпуска | 11 | Различает время выпуска и действия, ведёт сравнение. | Отбирают сопоставимые данные и составляют сообщение. |
| 4. Почему прогноз меняется | 9 | Объясняет диапазон и обновление при новых данных. | Уточняют вывод и сохраняют неопределённость. |
| 5. Модель и человек: распределяем работу | 5 | Вводит проверку ответственности и организует короткий спор. | Формулируют аргумент, возражение и общее решение. |
| 6. Итоги урока | 5 | Проверяет понятия и перенос на обновление прогноза. | Отвечают с указанием места, времени и границ вывода. |
| Итого | 45 |
03. Этап 1. Вход в тему: вода у моста ≈ 5 минут
Говорим ученикам
Сегодня мы выясним, как искусственный интеллект помогает прогнозировать наводнения. Прогноз нужен раньше события, когда ещё можно подготовиться. Поэтому важно понимать, что именно оценивает модель и каких сведений ей не хватает.
Утром датчик у моста показал 120 сантиметров. В сообщении модели написано: «К вечеру ожидается 155 сантиметров у этого моста». Миша считает, что программа ошиблась: ведь на датчике 120. Противоречат ли два числа друг другу? Что нужно уточнить?
Для учителя
Соберите объяснения о разном времени. Не превращайте ситуацию в реальную оценку опасности: отметки используются только в задачах урока.
Говорим ученикам
Измерение сообщает о том, что прибор зарегистрировал в определённом месте и времени. Прогноз — обоснованная оценка того, что может произойти позже. Числа у моста могут быть разными без противоречия: одно относится к утру, другое — к вечеру. Для проверки прогноза понадобится измерение вечером в том же месте.
04. Этап 2. Какие данные помогают модели ≈ 10 минут
Говорим ученикам
Наводнение — затопление территории водой, в том числе когда река выходит за обычные границы. Вода попадает в реку с окружающей территории. Её называют бассейном реки: выпавшие там осадки могут позже изменить поток ниже по течению. Поэтому одного снимка воды у моста недостаточно, чтобы оценить её уровень через несколько часов.
Модели нужны сведения о погоде, состоянии реки и территории, с которой поступает вода. ИИ ищет связи между такими данными и дальнейшим изменением потока по прошлым наблюдениям. Затем применяет найденные связи к новым данным. Это помогает раньше заметить вероятное развитие ситуации. Но новые осадки могут отличаться от ожидаемых, а измерения бывают неполными, поэтому точное будущее не известно.
| Вид данных | Что они добавляют к прогнозу |
|---|---|
| Погода в бассейне реки | Сколько осадков было и сколько ожидается. |
| Наблюдения реки | Как менялся поток; измерения помогают проверить расчёт. |
| Сведения о территории | Откуда и по какой территории вода поступает в реку. |
| Место и время | К какому участку и будущему сроку относится результат. |
Реальный случай. Прогноз там, где мало измерений
20 марта 2024 года команда Google Research сообщила о развитии системы Flood Hub — сервиса прогнозов речных наводнений. По сообщению команды, на тот момент он охватывал участки рек более чем в 80 странах, а обучение на данных разных рек помогало работать и там, где местных измерений мало. Это показывает пользу совместного анализа многих наблюдений; покрытие сервиса не означает точного прогноза для любого моста.
Один уровень — две реки
На двух постах утром одинаковый уровень. Для первого есть сообщения о дожде выше по течению и новых измерениях, для второго — только один утренний замер. Можно ли на основании равных уровней обещать одинаковый вечерний результат? Назовите две группы сведений, которые нужно собрать для сравнения.
Для учителя: ответы и обсуждение
Нет: одинаковый текущий уровень не задаёт одинаковое дальнейшее поступление воды. Нужны погодные данные по бассейнам, динамика наблюдений, сведения о территориях и сроках. Засчитывайте две разные содержательные группы. Неверно заранее объявлять, какая река обязательно поднимется выше: данных о втором бассейне не хватает.
Говорим ученикам
В прогнозе важна не только вода, которую уже видно, но и то, что может поступить позже. Новые осадки могут изменить приток воды. Поэтому одного последнего измерения для прогноза недостаточно.
05. Этап 3. Место, время и срок выпуска ≈ 11 минут
Говорим ученикам
У прогноза есть два времени: когда его выпустили и на какой будущий момент рассчитали. Свежая публикация может относиться к другому месту или часу. Уровень воды также измеряют относительно выбранной отметки поста, а не как глубину всей реки. Поэтому сантиметры с разных постов нельзя автоматически сравнивать как одну шкалу.
Какие числа можно сопоставить?
| Сообщение | Место | Выпущено / измерено | На какой момент | Уровень |
|---|---|---|---|---|
| А: измерение | Мост | сегодня 08:00 | сегодня 08:00 | 120 см |
| Б: прогноз | Мост | сегодня 08:15 | сегодня 18:00 | 155 см |
| В: измерение | Пристань | сегодня 18:00 | сегодня 18:00 | 170 см |
| Г: измерение | Мост | сегодня 18:00 | сегодня 18:00 | 148 см |
| Д: прогноз | Мост | вчера 18:00 | сегодня 12:00 | 135 см |
- Выберите измерение, которым можно проверить прогноз Б.
- Найдите величину расхождения в сантиметрах и укажите, больше или меньше оказался измеренный уровень.
- Объясните, почему сообщения А, В и Д не заменяют выбранную проверку.
Для учителя: ответы и обсуждение
Б проверяется Г: то же место и тот же срок действия. Измеренный уровень на 7 см ниже прогноза: 155−148=7. А относится к утру; В — к другому посту, где могут быть иные условия и отметка отсчёта; Д — другой прогноз на полдень, не измерение вечером. Из одной ошибки в 7 см нельзя оценить всю систему без ряда сопоставимых прогнозов и наблюдений.
Говорим ученикам
Теперь мы можем ответить Мише: утренний замер не опровергает вечерний прогноз. Проверять надо будущий срок, когда он наступил. И результат проверки нужно описать точно: для какого места, момента и насколько числа разошлись.
06. Этап 4. Почему прогноз меняется ≈ 9 минут
Говорим ученикам
Неопределённость — то, чего мы ещё не знаем достаточно точно. Иногда её показывают диапазоном: вместо одной отметки дают нижнюю и верхнюю границы ожидаемых значений. Диапазон не обещает, что уровень обязательно окажется внутри него. Он сообщает, какую неопределённость оценили при определённых данных и способе расчёта.
Если поступили новые данные, прогноз пересчитывают. Изменение оценки само по себе не признак обмана: исходные условия могли уточниться. Но нужно сохранить прежнюю версию прогноза, чтобы потом проверить и старую, и новую оценку.
Обновите вывод группы
Для учебной задачи у поста Мост задан контрольный уровень 160 см: при возможном достижении этой отметки дежурный проверяет сообщение по официальным данным. Это условие задачи, а не реальный норматив.
| Время выпуска | Оценка для 18:00 у поста Мост | Новые сведения |
|---|---|---|
| 09:00 | 150–170 см | Дождь в верхней части бассейна ожидался продолжительным. |
| 12:00 | 130–150 см | Новые наблюдения показали меньший объём осадков, расчёт обновили. |
- Запишите, как оба диапазона соотносятся с контрольным уровнем.
- Составьте обновлённое сообщение: что изменилось, почему и что ещё требует проверки.
- Обсудите фразу «Теперь точно ничего не случится». Каких оснований ей не хватает?
Для учителя: ответы и обсуждение
Утренний диапазон включает 160 см и значения выше. Обновлённый диапазон целиком ниже контрольного уровня, потому что уточнились осадки. Пример сообщения: «Оценка на 18:00 у поста Мост понизилась с 150–170 до 130–150 см после новых данных об осадках. В новом диапазоне контрольный уровень не достигается, но это прогноз, а не измерение; нужно следить за обновлениями и официальной информацией». Нельзя обещать нулевой риск: диапазон не гарантия, а другие участки не оценены. Не переносите вывод по одному посту на всю реку.
Говорим ученикам
Мы изменили вывод вслед за данными и не превратили понижение оценки в обещание полной безопасности. Позднее измерение у того же поста поможет проверить, насколько удачны были обе версии прогноза.
07. Этап 5. Модель и человек: распределяем работу ≈ 5 минут
Говорим ученикам
Модель быстро обрабатывает много наблюдений, а ответственный человек проверяет, применимы ли они к нужному месту, и принимает решения по установленным правилам. Если никто не отвечает за обновления, даже полезный прогноз может прийти слишком поздно или относиться к неверному участку. Совместная работа требует заранее назвать, кто следит за сообщениями и проверяет их источник.
Договоритесь о проверке
Команда предлагает автоматически копировать любой прогноз на школьный стенд и не проверять его вручную. В парах один называет пользу автоматизации, второй — ограничение. Вместе запишите одно правило для стенда: кто проверяет источник, место, срок и обновление. Не выбирайте реальный маршрут или действие при угрозе по учебным числам.
Для учителя: ответы и обсуждение
Польза — скорость обработки и обновления. Ограничение — неверный участок, устаревший срок или неполные данные могут ввести читателей в заблуждение. Приемлемый компромисс: автоматически получать данные, а назначенному взрослому сверять официальный источник, пост, время выпуска и действия до размещения; показывать, когда сообщение обновлено. Не засчитывайте «всегда верить» или «никогда не использовать ИИ» без связи с условиями.
08. Этап 6. Итоги урока ≈ 5 минут
Говорим ученикам
Прогноз помогает оценить будущее, если мы понимаем его исходные данные и ограничения. Прежде чем делать вывод, проверьте место, срок, время выпуска и новые наблюдения.
Главное за урок
Измерение описывает наблюдаемый уровень воды, прогноз — возможное будущее. Для проверки нужны тот же пост, шкала и срок. Новые данные могут изменить прогноз; диапазон ожидаемых значений не гарантирует безопасность.
Итоговые вопросы
- Почему прогноз не равен измерению?
- Каким наблюдением проверяют прогноз на 18:00 у поста Мост?
- Почему модель может изменить оценку к полудню?
- Означает ли диапазон ниже контрольного уровня, что риска нигде нет?
Для учителя: ответы и обсуждение
1. Измерение фиксирует состояние в момент наблюдения, прогноз оценивает будущее. 2. Измерением в 18:00 у того же поста на той же шкале. 3. Пришли новые погодные данные или наблюдения реки, изменились условия расчёта. 4. Нет: диапазон не гарантия и относится к указанному посту и сроку. Для реальной обстановки нужны актуальные официальные сообщения, а учебные числа к ней неприменимы.
Для учителя: источники
- USGS. Как измеряют речной поток
Дата материала: 17.09.2026. Проверено 03.11.2026.
Уровень воды отсчитывают от установленной нулевой отметки поста; это не глубина всей реки.
the height of the water surface, in feet, above an established altitude where the stage is zero
- USGS. Речные бассейны
Дата материала: 17.09.2026. Проверено 03.11.2026.
Определение бассейна реки и связь осадков на его территории с речным потоком.
A watershed is an area of land that drains all the streams and rainfall to a common outlet
- Google Research. Как ИИ расширяет доступ к прогнозам речных наводнений
Дата материала: 20.03.2024.
Погодные данные, характеристики речного бассейна и обучение на наблюдениях; оценка неопределённости. В 2024 году авторы сообщили о речных прогнозах Flood Hub более чем в 80 странах. Это не обещание для любого места или любого типа затопления.
publicly available weather data like precipitation and physical watershed information