Кибернетика и искусственный интеллект связаны вопросами управления и обработки информации. На уроке построим обратную связь и познакомимся с вкладом отечественных исследователей.
Содержание урока
01. Цель урока
Понять роль обратной связи в управлении и связь кибернетики с ИИ и историей вычислительной техники.
К концу урока ученики смогут:
- объяснять обратную связь через измеренный результат действия;
- различать управление по заданному правилу и обучение модели;
- называть несколько этапов развития кибернетики и отечественные работы;
- показывать на опыте, зачем повторно получать сведения о состоянии системы;
- проверять краткий пересказ исторического сообщения по источнику.
02. Ход урока
| Этап | Мин | Учитель | Ученики |
|---|---|---|---|
| 1. Вход в тему: поправка курса | 5 | Обсуждает результат действия. | Обсуждают, зачем смотреть на результат. |
| 2. Контур управления | 10 | Объясняет обратную связь. | Читают контур управления. |
| 3. Рисунок с обратной связью | 12 | Организует работу художника и советчика. | Создают рисунки и меняют советы. |
| 4. История и работа исследователей | 12 | Объясняет исторические вклады. | Редактируют историческую справку. |
| 5. Итоги урока | 6 | Проверяет понятия и факты. | Объясняют обратную связь и вклады. |
03. Этап 1. Вход в тему: поправка курса 5 минут
Говорим ученикам
Сегодня тема — кибернетика и искусственный интеллект. Когда вы проводите линию между двумя точками, вы можете смотреть на результат и исправлять направление руки. Что меняется, если после начала движения перестать получать сведения о положении? Проверим это, когда будем помогать друг другу создавать рисунок.
04. Этап 2. Контур управления 10 минут
Говорим ученикам
Кибернетика изучает общие закономерности управления и передачи информации в системах. Обратная связь — это сведения о результате действия, которые возвращаются тому, кто выбирает следующее действие. Для управления нужны цель, данные о текущем состоянии и правило выбора поправки.
Если мы только послали команду, ещё неизвестно, достигнута ли цель. Обратная связь позволяет сравнить фактический результат с нужным и скорректировать действие. Измерение может опоздать или оказаться неточным. Поэтому нужно знать, к какому моменту относится сигнал датчика.
При простой обратной связи система получает сведения о результате и выбирает следующее действие по заранее заданному правилу. Само правило при этом может сохраняться. При обучении меняются настройки модели, которые определяют её ответы. ИИ можно включить в управление, например поручить ему распознавание текущего состояния по данным.
05. Этап 3. Рисунок с обратной связью 12 минут
Говорим ученикам
Если советчик не видит, что получилось после его слов, он может продолжать давать неподходящие советы. Когда художник показывает промежуточный рисунок, советчик получает новые сведения и может изменить предложение. Так появляется обратная связь.
Нам не нужно добиваться идеального совпадения двух картинок. Посмотрим, как меняется работа в паре, когда партнёр видит, что уже получилось.
Задание 1. Художник и советчик
Работайте в паре. Один набрасывает на отдельном листе небольшую композицию из нескольких знакомых предметов и не показывает её партнёру. Второй рисует по его описанию. В первом коротком раунде автор даёт описание целиком и видит рисунок только в конце.
Для второго раунда придумайте новую композицию сопоставимой сложности. Теперь художник может показывать промежуточный результат, задавать вопросы и получать уточнения. Поменяйтесь ролями. Отметьте на рисунках одно место, где новая информация помогла изменить совет, или объясните, почему уточнение не понадобилось.
Для учителя: ответы и обсуждение
Оценивать конкретное объяснение: что автор увидел или услышал, какое предложение изменил, как это повлияло на рисунок. Разрешены разные композиции; рисунки не оцениваются по красоте. Новый рисунок нужен, чтобы не помогала память первого. Второй раунд не обязан быть лучше: важен реальный ход работы. Время раундов короткое; общее обсуждение — по двум примерам.
Говорим ученикам
В первом раунде автор узнавал результат только после завершения. Во втором сведения возвращались по ходу работы и могли менять следующие советы. Это и есть обратная связь. Она помогает действовать по тому, что происходит сейчас, а не только по первоначальному плану.
06. Этап 4. История и работа исследователей 12 минут
Говорим ученикам
Кибернетика складывалась как общее исследование связи и управления. В 1948 году вышла книга Норберта Винера «Кибернетика». В отечественной школе развивались вычислительные машины, программирование и общие вопросы управления. Это связанные направления, но их нельзя приписывать одному изобретению или одному человеку.
Коллектив под руководством Сергея Лебедева создавал МЭСМ — малую электронную счётную машину. Соболев, Китов и Ляпунов опубликовали в 1955 году «Основные черты кибернетики». Ляпунов и Янов исследовали логические схемы программ: способы описать действия и переходы между ними, чтобы разбирать устройство программы. Чтобы различать эти работы, будем связывать каждое имя с тем, что исследователь сделал.
| Дата | Люди и работа | Какой вклад рассматриваем |
|---|---|---|
| 1948 | Норберт Винер, книга «Кибернетика» | Общие вопросы управления и связи в разных системах |
| 1951 | Сергей Лебедев и коллектив МЭСМ | Работающая электронная вычислительная машина |
| 1955 | Сергей Соболев, Анатолий Китов, Алексей Ляпунов, «Основные черты кибернетики» | Публикация, посвящённая кибернетике в СССР |
| 1956 | Алексей Ляпунов, Юрий Янов, «О логических схемах программ» | Исследование способов описания программ |
Реальный случай. МЭСМ начала работать
В 1951 году под Киевом МЭСМ, созданная под руководством Сергея Лебедева, перешла к регулярной эксплуатации. Этот факт зафиксирован в коллекции Музея компьютерной истории. Работающая вычислительная машина стала инструментом для расчётов. Создатели МЭСМ превратили проект вычислительной машины в устройство для решения задач: теперь исследователи могли пользоваться им для расчётов.
Задание 2. Редактор исторической справки
Возьмите строку о МЭСМ и карточку реального случая. Воспользуйтесь текстовой моделью, которую разрешил учитель. Попросите её найти во фрагментах год, имя руководителя и результат работы и подтвердить каждый ответ цитатой из текста. Сверьте найденное с исходником. Затем подготовьте свой пересказ для школьного стенда в 30–45 слов и попросите модель пересказать те же сведения без добавлений.
Если доступа нет, поиск и второй пересказ выполняет другая пара. Сравните оба пересказа с источником и отметьте добавления, которых в нём нет. Итогом станет одна проверенная редакция.
Для учителя: ответы и обсуждение
Верно: 1951 год, коллектив под руководством Лебедева, МЭСМ, регулярная эксплуатация под Киевом. Не принимать «первый в мире ИИ», «сама училась» и другие сведения без источника. Неподтверждённое добавление нельзя автоматически объявлять ложным, но в пересказ его не включают без проверки. Модель получает только предоставленные сведения, без личных данных; ученик оценивает результат. Найденная фраза должна действительно присутствовать в исходнике и подтверждать ответ. Работа без модели сохраняет упражнение в проверке текста, но не подтверждает навык использования ИИ; при возможности вернитесь к нему с разрешённым сервисом.
07. Этап 5. Итоги урока 6 минут
Говорим ученикам
Художник и советчик показали, как сведения о результате помогают изменить следующее действие. Такую связь исследует кибернетика. Вычислительные машины дали людям инструмент для расчётов, а способы описания программ — возможность разбирать действия компьютера; эти направления помогают понять и устройство систем ИИ.
Главное за урок
- Кибернетика изучает управление и передачу информации, в том числе то, как сведения о результате помогают изменить следующее действие.
- Обратная связь помогает заметить отклонение от цели и изменить следующее действие, например поправить рисунок после сравнения с замыслом.
- Программа с заранее заданным правилом может учитывать результат действия, сохраняя само правило без изменений, тогда как обучение меняет настройки модели.
- Коллектив Сергея Лебедева создал МЭСМ — малую электронную счётную машину, которой пользовались для расчётов.
- Соболев, Китов и Ляпунов написали статью «Основные черты кибернетики» об общих вопросах управления и связи.
- Ляпунов и Янов исследовали логические схемы программ — способы описывать действия компьютера и переходы между ними.
- Пересказ исторической справки, подготовленный с помощью ИИ, сверяют с исходным текстом по именам, датам и результатам работы.
Итоговые вопросы
- В какой момент показ промежуточного рисунка становится обратной связью для человека, который советует художнику, что изменить?
- Чем изменение совета после просмотра рисунка отличается от обучения компьютерной модели на примерах?
- Назовите два достижения отечественных исследователей в вычислительной технике и кибернетике, указав, кто и какую работу выполнил.
Для учителя: ответы и обсуждение
1. Когда советчик получает сведения о результате и использует их для следующего совета. 2. Люди уточняют совместные действия по результату; при обучении компьютерной модели программа изменяет её параметры по примерам. Обратная связь сама по себе может работать по неизменному правилу. 3. Назвать хотя бы два вклада с пояснением: МЭСМ — работающая вычислительная машина; статья Соболева, Китова и Ляпунова — исследование общих вопросов кибернетики; работа Ляпунова и Янова — логические схемы программ.
Для учителя: источники
MIT Press. Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine. Книга впервые опубликована в 1948 году; переиздание 2019 года. Проверено 03.11.2026. Материал старше 2024 года.
Основание: Винер обобщил исследования управления и связи; книга Cybernetics впервые вышла в 1948 году.
Подтверждающая фраза: «systems with feedback loops».
Computer History Museum. Researchers with MESM computer. Дата страницы не указана; событие — 1951 год. Проверено 03.11.2026. Материал старше 2024 года.
Основание: МЭСМ под руководством Сергея Лебедева введена в регулярную эксплуатацию в 1951 году, построена под Киевом.
Подтверждающая фраза: «Designed by Sergey Lebedev».
ГПНТБ СО РАН. Библиография трудов А. А. Ляпунова. Библиографические записи за 1955–1956 годы; дата обновления страницы не указана. Проверено 03.11.2026. Материал старше 2024 года.
Основание: Статья Соболева, Китова и Ляпунова «Основные черты кибернетики», 1955, №4; работа Ляпунова и Янова «О логических схемах программ», 1956.
Подтверждающая фраза: «Соболев С.Л. Основные черты кибернетики».