МБОУ Татарская школа имени В. А. Матросова
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дополнительного образования
«Знакомство с искусственным интеллектом» для обучающихся 3 классов
Пояснительная записка
Курс «Знакомство с искусственным интеллектом» является вводным к программе «Искусственный интеллект» для общеобразовательных школ и предназначен для преподавания в 3 классах. Программа курса составлена в соответствии с требованиями ФГОС основного общего образования (приказ Минпросвещения №287 от 31 мая 2021 г.) Данный курс предназначен для системного и целенаправленного знакомства учащихся начальной школы с понятием искусственного интеллекта и связанными с ним технологиями, методами, инструментами. Данный курс способен занять существенное место в системе универсальных учебных действий, формируемых у учащихся, что является одной из ключевых задач начального образования.
Данный курс опирается на фундаментальные дидактические принципы, такие, как практико-ориентированность, научность и доступность, целостность и непрерывность, а также разнообразие методов учебно-познавательнои исследовательской деятельности: развивающее обучение, сторителлинг и программно-проектный подход. Это создает необходимые условия для формирования ключевых для начального образования универсальных учебных действий, таких, как построение моделей решаемых задач, в том числе, нестандартных.
Цель и задачи курса. Главной целью изучения курса «Знакомство с искусственным интеллектом» является становление у учащегося устойчивого интереса к освоению данной области знания и формирование у него базовых представлений о возможностях взаимодействия с технологиями искусственного интеллекта для решения прикладных задач, продуктивного использования на благо себе и окружающих. Задачи курса: приобретение учащимся опыта практической, проектной и творческой деятельности с использованием готовых инструментов искусственного интеллекта, формирование у него представлений об эффективном использовании технологий искусственного интеллекта в своей жизни.
Целевая аудитория курса. Учащиеся 3 классов общеобразовательных школ.
Место курса «Знакомство с искусственным интеллектом» в учебном плане. Уроки курса «Знакомство с искусственным интеллектом» могут проводиться в 3 классах в качестве факультативного курса или кружка.
Цели изучения курса «Знакомство с искусственным интеллектом» в начальной школе
Курс «Знакомство с искусственным интеллектом», состоящий из серии уроков для учащихся начальной школы, носит пропедевтическую функцию. Он предназначен для подготовки младших школьников к систематизации знаний в сложноорганизованной, но одной из наиболее перспективных областей научного и технологического знания. Это — стратегически важное направление, которое обозначено в Национальной программе «Цифровая экономика Российской Федерации» в качестве одной из сквозных цифровых технологий, обеспечивающих ускоренное развитие приоритетных отраслей экономики и социальной сферы. Принятая в 2019 г. Национальная стратегия развития искусственного интеллекта ставит задачи разработки и внедрения модулей по искусственному интеллекту в рамках образовательных программ всех уровней, включая начальное общее образование, а также совершенствования системы подготовки кадров в этом направлении. На решение данной задачи и направлен настоящий курс.
Данная программа содержит несколько аспектов представления области искусственного интеллекта, которые связаны с пониманием ИИ как научной области и технологии. Во-первых, фокус на приложениях ИИ в рамках целостной картины мира младшего школьника, которая формируется на уроках окружающего мира, математики, родного языка, изобразительного искусства. На уроках курса «Знакомство с искусственным интеллектом» школьники должны получить представление о том, насколько глубоко современные технологии искусственного интеллекта проникли в жизнь человека и общества, насколько широки возможности его применения. Вместе с тем внимание учащихся обращается на то, что эта взаимосвязь порождает множество вопросов этического и правового характера, а также вопросов, связанных с безопасностью. Школьники должны усвоить, что технологии искусственного интеллекта используют как инструмент достижения различных целей — экономических и социальных, но при этом могут быть затронуты интересы разных сторон. Это может быть как вопрос непосредственного применения технологий, так и ситуации, когда принятие решения остается за алгоритмом. Важно представление о ситуациях небрежного и даже неправомерного применения технологий.
Второй аспект — это отдельные сферы прикладного использования технологий искусственного интеллекта. На курсе младшие школьники узнают о машинном обучении, обработке естественного языка и голосовых помощниках, компьютерном зрении и способах применения искусственного интеллекта в науке, искусстве, спорте и играх. В ходе освоения этого материала у школьников формируется интерес к изучению отдельных областей искусственного интеллекта, закладывается база для освоения предмета в средних и старших классах.
Курс «Знакомство с искусственным интеллектом» носит междисциплинарный и комплексный характер. С одной стороны, в нём синтезируются знания и умения учащихся, полученные ими на уроках гуманитарного и естественнонаучного циклов. С другой стороны, в нём есть и теоретическая, и практическая составляющие. Младшие школьники знакомятся с областями применения и базовыми понятиями дисциплины, а также в ходе игровых и практических занятий получают опыт активной, творческой деятельности по осмыслению возможностей и перспектив развития технологий искусственного интеллекта.
Программа курса «Знакомство с искусственным интеллектом» для начальной школы разработана в соответствии с требованиями ФГОС начального общего образования и обеспечивает реализацию трёх групп образовательных результатов: личностных, метапредметных и предметных.
Учебно-тематический план
Поурочное планирование курса рассчитано на 34 часа.
На всех занятиях предполагается практическая деятельность учащихся.
| № п.п. | Название темы | Количество часов |
| Общее | Теория | Практика |
| 1. | Введение в искусственный интеллект: технологические решения | 2 | 1 | 1 |
| 2. | Дидактическая игра | 4 | 2 | 2 |
| 3. | Роль искусственного интеллекта в жизни человека: этика и регулирование | 3 | 2 | 1 |
| 4. | Компьютерное зрение | 4 | 2 | 2 |
| 5. | Машинное обучение в искусстве | 3 | 2 | 1 |
| 6. | Машинное обучение в играх | 4 | 1 | 3 |
| 7. | Машинное обучение в науке | 3 | 1 | 2 |
| 8. | Голосовые помощники | 4 | 2 | 2 |
| 9. | Машинное обучение в спорте | 3 | 1 | 2 |
| 10. | Проект «Искусственный интеллект в образовании» | 4 | 1 | 3 |
| | ИТОГО | 34 | 15 | 19 |
Тематическое планирование
| № п.п. | Наименование темы | Краткое содержание | Виды учебной деятельности |
| 1. | Введение в искусственный интеллект: технологические решения | Искусственный интеллект, машинное обучение, робототехника, беспилотные автомобили, интеллектуальные игры, голосовые помощники, произведения искусства, создаваемых с помощью алгоритмов машинного обучения. Перспективы развития IT индустрии в области искусственного интеллекта. Особенности профессий в сфере искусственного интеллекта. Голосовые помощники (Google Assistant, Алиса и т.д.) и программы для обработки изображений на основе технологий машинного обучения (Vinci, DeepArt.io). | Аналитическая: анализ примеров использования искусственного интеллекта в робототехнике, голосовых помощниках и интеллектуальных играх. Коммуникационная: ответы на вопросы учителя, в том числе дискуссионные. Практическая: практика использования голосовых помощников для поиска ответов на интересующие участников вопросы. Рефлексивная: итоговая коллективная рефлексия по пройденным материалам урока в формате «6 шляп». |
| 2. | Дидактическая игра | Алгоритм распознавания визуальных образов. Алгоритмы действия голосовых помощников. Типы интеллектуальных задач. Дидактическая игра. Организация взаимодействия в группе. Продуктивная коммуникация. Аргументация своего мнения. | Аналитическая: Решение задач на классификацию, распознавание, предсказание. Практическая: участие в дидактической игре «Кто нас ждет в зоопарке». Коммуникационная: работа в команде, проведение обсуждения в группе. Рефлексивная: коллективная рефлексия по итогам игры. |
| 3. | Роль искусственного интеллекта в жизни человека: этика и регулирование. | Вопросы безопасности при использовании искусственного человека. Этические аспекты технологии. Общественные и государственные способы регулирования использования технологий искусственного интеллекта. | Аналитическая: анализ рисков, возникающих при использовании искусственного интеллекта в жизни и в работе. Коммуникационная: ответы на вопросы учителя, участие в групповом обсуждении при выполнении заданий. Рефлексивная: итоговая рефлексия в формате ярмарки идей. |
| 4. | Компьютерное зрение | Алгоритмическое обнаружение, отслеживание и классификация объектов. Роль зрения в получении человеком информации. Практикум в распознавании объектов и выделении ключевых признаков предметов. Эвристический прием «морфологический ящик». Ярмарка идей. | Аналитическая: общие подходы к распознаванию лиц, текстов, цифр и других объектов.. Практическая: практикум в распознавании объектов и выделении ключевых признаков предметов. Коммуникационная: ответы на вопросы учителя, участие в групповом обсуждении при выполнении заданий. Рефлексивная: итоговая рефлексия в формате ярмарки идей. |
| 5. | Машинное обучение в искусстве. | Возможности применения искусственного интеллекта в художественном творчестве. Специфика применения систем машинного обучения в различных видах искусства. Компьютерное творчество на основе технологий искусственного интеллекта: GPT-2, Flow Machines, «Новый Рембрандт». | Аналитическая: анализ возможностей применения технологий искусственного интеллекта в искусстве. Практическая: практика использования сервисов GPT-2, Flow Machines, «Новый Рембрандт». Коммуникационная: ответы на вопросы учителя, участие в групповом обсуждении при выполнении заданий. Рефлексивная: обсуждение в формате SWAT или кьюбинг |
| 6. | Машинное обучение в играх | Технологии применения машинного обучения в играх. Автомат Кемпелена, машину Торреса Кеведо, механизм «Ниматрон», программа EDSAC. Практикум по игре Баше, онлайн тренажеры по шахматам. Дискуссия по теме «С кем играть: человеком или компьютером?» | Аналитическая: Анализ специфики преимуществами, рисками, этическими и эмоциональными аспектами применения технологий машинного обучения в играх Практическая: практика в игре Буше, применении онлайн тренажеров по интеллектуальным играм (шахматам и т.д.). Коммуникационная: групповое обсуждение выигрышных стратегий игр. Рефлексивная: Дискуссия по теме «С кем играть: человеком или компьютером?» |
| 7. | Машинное обучение в науке | Использование технологий машинного обучения в науке. Возможности интеллектуальных информационных систем для сопровождения научно- исследовательской деятельности. Проект WolframAlpha. Сервисы iNaturalist или Teachable Machine. | Аналитическая: основных достижений науки и технологических решений в области обучения, развития этого направления в научных и прикладных исследованиях. Практическая: индивидуальная групповая исследовательская работа на | Анализ машинного перспектив или |
|
|
|
| основе сервиса iNaturalist или Teachable Machine. Коммуникационная: ответы на вопросы учителя, участие во фронтальной беседе и групповом обсуждении при выполнении заданий. Рефлексивная: групповая рефлексия итогов занятия. |
| 8 | Голосовые помощники | Интеллектуальные диалоговые системы. Виртуальные помощники, их ключевые функции. Интеграция помощников с другими технологиями. Игра с использованием голосового помощника Алиса. | Аналитическая анализ ключевых функций голосовых помощников. Практическая командная игра с голосовым помощником Алиса. Коммуникационная: групповое обсуждение в процессе решения командных задач. Рефлексивная: Итоговая рефлексия проводится на основе метода ранжирования. Объектом ранжирования являются функциональные возможности голосовых помощников. |
| 9 | Машинное обучение в спорте. | Возможности использования технологий машинного обучения в спорте. Интерактивная беседа. Приложение «Здоровье», умные часы, электронные таблицы. Контроль физического состояния учащегося. | Аналитическая анализ факторов физического состояния и возможность их контроля с помощью технологий искусственного интеллекта. Практическая: игра по мониторингу физического состояния на основе мобильных приложений и умных устройств. Рефлексивная: групповая рефлексия итогов занятия |
| 10 | Проект «Искусственный интеллект в образовании». | Обзор возможностей искусственного интеллекта в различных сферах деятельности. Командный проект. Разработка презентации коллективного проекта. Защита проекта. | Практическая: планирование, разработка и презентация проекта. Коммуникационная: участие во командном обсуждении при выполнении заданий. Рефлексивная: рефлексия по итогам выполненных и защищенных проектов. |
979
50 471 
