Сайт Владислава Сергеевича Попова
Лучшие работы → Планы уроков
План урока «Нейронные сети: to think = to calculate?» был удостоен высокой оценки экспертов всероссийского конкурса для учителей на лучший план урока «Наука будущего» в рамках «Недели науки в школах», организованной Британским Советом и Министерством образования и науки Российской Федерации. Владислав Сергеевич Попов вошёл в число 7 призёров конкурса.
Владислав Сергеевич Попов | Шаблон презентации
Международная гимназия в Новых Вешках, Новые Вешки
«Нейронные сети: to think = to calculate?»
Нейронные сети — технология, во многом определяющая облик ближайшего будущего. Уже сегодня алгоритмы машинного обучения, зная наши предпочтения, рекомендуют нам фильмы, музыку и игры, позволяют автономным такси без шофёра возить пассажиров, а водителю седана с автономным управлением читать новости, отвлекаясь от трассы и процесса ручного управления. Нейронные сети стали способны рисовать картины и даже писать музыку! На занятии ученики узнают о нейронных сетях: принципах их работы, применении на практике, возможных последствиях использования технологии.
Тема урока: «Нейронные сети: to think = to calculate?»
Возраст учащихся: 13-16 лет (7-9 классы)
Время проведения урока: 45-60 минут
Цели урока:
- Изучить принципы работы и возможности нейронных сетей
- Оценить влияние нейронных сетей как на мир в целом, так и на изменения на рынке труда
Подходы к обучению и изучению материала, концепции, приёмы и методы
BYOD
Для выполнения заданий учащиеся могут использовать собственные устройства
Смысловое чтение и классификация
В начале урока учащиеся читают отрывок романа С. Лема «Мир на земле», выделяют схожее и различное между данным отрывком и мультфильмом «ВАЛЛ-И».
Работа в группах и парах
Ученики совместно решают вычислительную задачу нейронной сети, работают в парах при выполнении части основного задания.
Мини-проект и языковые компетенции
Ученики во время выполнения основного задания урока не только расширяют словарный запас, но и создают альтернативную галерею, на полотнах которой будет указан вычисленный нейронной сетью возраст изображённых на картинах людей.
Проведение занятия, межпредментые и метапредметные связи
| Ход урока | Межпредметные и метапредметные связи | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Начало | |||||||
|
Приветствие. Просмотр отрывка мультфильма «ВАЛЛ-И», чтение учениками абзаца романа С. Лема «Мир на земле». Учащиеся выделяют общее и различное в контенте.
Учащиеся самостоятельно определяют контекст урока — искусственный интеллект. (7 мин.) |
Экология Обществознание Литература Работа с таблицей Выделение свойств Сравнение Классификация Выделение и формулирование познавательной цели |
||||||
| Основная часть | |||||||
|
Работа мозга: введение Учитель с применением иллюстративного материала рассказывает ученикам о естественных и искусственных нейронах и синапсах, организует групповое решение задачи, показывающее пример вычислений в нейронной сети (пример задачи показан ниже; в качестве условия учащиеся получают данные входного слоя нейронной сети и веса синапсов, значения других узлов рассчитываются учащимися в зависимости от рассадки в классе и являются суммой произведений весов синапсов на значения нейронов). После решения задачи учитель и учащиеся обсуждают полученный ответ, вспоминая шедевр Д. Оруэлла.
После получения ответа учитель рассказывает об эксперименте учёных Айовского университета, обучивших голубей диагностированию рака, как о примере работы с естественными нейронными сетями. (8 мин.) |
Биология Медицинское образование Математика Литература Моделирование и формализация Планирование учебного сотрудничества Рефлексия |
||||||
|
Нейронные сети и обработка изображений Просмотр фрагмента видео автономного вождения (пример). Учитель спрашивает учеников, сталкивались ли они с применением нейронных сетей. Уместно вспомнить и показать обработанные мобильным приложением Prisma фотографии и результаты исследования, в котором нейронные сети научились имитировать стиль великих художников. (7 мин.)
Учитель предлагает вплотную перейти к знакомству с нейронными сетями, выполняя практико-ориентированные задания:
Учитель благодарит учеников за активную работу. |
Изобразительное искусство Мировая художественная культура История География Работа с таблицей Работа по алгоритму Изменение формы представления информации (текстовая → графическая) Коррекция Контроль результатов Поиск информации Сравнение (ожидаемого и полученного результатов, данных о картинах и др.) Развитие ИКТ-компетентности Развитие эстетических потребностей Формирование ценностных ориентаций |
||||||
| Заключение | |||||||
|
Учитель предлагает вспомнить два произведения, мультфильм и роман, на которых было сосредоточено внимание детей в самом начале урока. Учитель задаёт вопрос о проблеме, поднятой во многих фантастических произведениях, подводя учащихся к ответу об угрозах, которые могут быть реализованы, и предлагая вспомнить технологии, которые принесли человечеству как пользу, так и вред: ядерные технологии, рентгеновский аппарат etc. Учитель предлагает выполнить профориентационное задание — узнать вероятность роботизации желаемой профессии учеников на сайте с говорящим названием willrobotstakemyjob.com. Для выполнения задания дети переводят название профессии на английский язык с помощью онлайн-переводчика или мобильного словаря, записывают результат в таблицу к предыдущим словам, а также в поле указанного сайта.
В конце урока учитель и ученики подводят итог урока, обсуждают полученную информацию, обобщают полученные знания, умения и навыки. Учитель выдаёт домашнее задание: найти сервис в сети Интернет, работающий благодаря технологии нейронных сетей. Выполнить мини-презентацию сервиса на следующем уроке. (7 мин.) |
Физика Основы безопасности жизнедеятельности Этика Построение устных высказываний Рефлексия Профессиональное самоопределение Развитие ИКТ-компетентности |
||||||
Адаптация урока для учеников с особыми потребностями
В рамках данного урока у учеников с особыми образовательными потребностями могут возникнуть проблемы при работе с компьютером, в том числе при создании простых изображений. В этом случае рекомендуется использовать программы, предоставляющие специальные возможности: экранную лупу, электронную клавиатуру. Также рекомендуется использование графических планшетов.
Рекомендации
Перед началом урока следует проверить работоспособность техники и наличие соединения с Интернетом
Полезные ссылки
- Статья «Нейронные сети для начинающих»
- Статья «Когда роботы украдут вашу работу»
Отзыв о проведении «Недели науки» в Международной гимназии в Новых Вешках
«Неделя науки в школах» прошла в Международной гимназии в Новых Вешках с 23 по 25 октября, перед осенними каникулами. Нужно заметить, что именно из-за окончания первого модуля и скорого начала каникул выбор времени проведения «Недели науки» оказался крайне удачным: дети нуждались в смене традиционного режима и форм занятий.
На моих уроках информатики ребята были активно вовлечены в учебный процесс: как в обсуждение предложенной темы (нейронных сетей), так и в практическую часть работы, которая состояла в решении иллюстративной математической задачи, создании изображений на сайте «Quick, Draw!» с целью их «угадывания» заранее обученной нейронной сетью, загрузке шедевров живописи с сайта Лондонской Национальной галереи и последующей проверке возраста изображённых на полотнах людей нейронной сетью сайта how-old.net. В конце урока дети обсудили возможные последствия внедрения новых технологий и возможности замены специалистов самых разных профессий искусственным интеллектом, проверив вероятность замены профессии своей мечты на сайте willrobotstakemyjob.com. На уроках дети использовали знания из широкого спектра предметов: от обществознания и истории до мировой художественной культуры и физики. Стоит отметить, что дети с лёгкостью определяли межпредметные связи: знаменитые грамоты Онфима ребята изучали на истории, расположение городов на карте - на географии, а естественные нейронные сети - на биологии. На других уроках тема нейронных сетей была также широко представлена. Например, на уроках русского языка и литературы дети изучали стихотворения, написанные нейронной сетью Яндекса.
Особое внимание было уделено метапредметным связям: использовалась групповая работа, дети изменяли формы представления информации, работали с таблицами, сравнивали и классифицировали, занимались целеполаганием и рефлексией.
Считаю, что «Неделя науки в российских школах» достигла своей цели, а именно успешно справилась с задачей популяризации науки, в частности, популяризации новых технологий, повысила мотивацию детей, позволила им шире взглянуть на изучаемые предметы в частности и мир в целом.
Отзыв о проведении «Недели науки» не был включен в план урока.
