Роль и место компьютерного моделирования в профильном курсе информатики

Современное состояние разработок в области ИИ, говорит о том, что это одна из самых молодых, интересных и развивающихся областей науки, в которой есть большие возможности для проявления талантов и совершения новых открытий. Данный раздел очень актуален для старшей школы, так как в этот период ученики решают какую профессию выбрать и возможно эти уроки могут повлиять на их выбор.

Появление общеобразовательного курса информатики в конце прошлого века стимулировало продвижение исследований по анализу предметной области информатики и ее систематизации.

В статье К.К.Колина «О структуре и содержании образовательной области «Информатика» (2000 г.) в разделе «Теоретическая информатика» присутствует тема «Интеллектуальные информационные системы».

Описание науки «Искусственный интеллект» в популярном изложении, ориентированном на школьников, было дано в энциклопедическом словаре под редакцией Д.А.Поспелова, вышедшего в 1994 году.

 Впервые в школьной информатике, в учебнике В.А.Каймина и др. нашло отражение одно из направлений искусственного интеллекта – моделирования знаний. В учебнике рассматриваются базы знаний, основанные на применении логической модели, реализуемые на языке Пролог.

Позже тема искусственного интеллекта находит более подробное отражение в учебниках и учебных пособиях по базовому курсу для 7-9 классы авторского коллектива: Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В. В них дается общий обзор данного направления информатики, рассказывается о задачах, которые решаются методами искусственного интеллекта. Наиболее подробно рассматривается логическая модель знаний. Практическая работа учащихся по этой теме проводится на языке Пролог.

В 2004 году вступили в действие Государственные образовательные стандарты поинформатике и ИКТ для основной и полной средней школы. Ни в одном из этих стандартов не упоминается тема искусственного интеллекта. Нет ее даже в стандарте для профильного курса в 10 – 11 классах. По этой причине данная тема исчезла из учебников информатики, входящих в Федеральный перечень.

Не изменилась ситуация и с принятием Федеральных государственных образовательных стандартов для общеобразовательной школы (ФГОС, 2010-2012 гг). По-прежнему, в них не нашлось места для тематики искусственного интеллекта даже на ознакомительном уровне. Не вызывает сомнения недальновидность такого решения.

В связи с этим мы предлагаем вариант преподавания основ искусственного интеллекта в форме элективного курса для учащихся 10-11 классов.

Не смотря на то, что ранее данный курс предлагался для изучения в 7-8 классах, нам кажется целесообразным внедрить данный элективный курс несколько позже. Это может быть продиктовано тем, что в связи с возрастными особенностями, в старших классах мышление характеризуется большей систематичностью и учащиеся становятся способными точно классифицировать более частные и более общие понятия. Также для более полного изучения основ искусственного интеллекта необходимо, чтобы учащиеся уверенно владели основами математической логики.

Впервые урок «Основы алгебры логики» встречается в курсе информатики в 9 классе (УМК Босовой Л.Л.) и 10 классе (Поляков К.Ю.) в цикле уроков по теме «Логические основы компьютера», следовательно, нет смысла внедрять данный элективный курс ранее, так как учащиеся не будут обладать необходимой теоретической базой.

 

На основе всего сказанного выше можно сделать вывод что курс “Основы искусственного интеллекта” показан для учащихся 10-11 классов с углублённым изучением информатики, курс рассчитан на 36 часов и может быть внедрен в любом учебном семестре.

Основными формами обучения основам искусственного интеллекта являются лекционные и практические занятия.

Пояснительная записка

Искусственный интеллект является одним из наиболее прогрессивных разделов информатики, и дальнейшее развитие этого школьного предмета неизбежно будет связано с расширением именно этого раздела.

Основная цель элективного курса “Основы искусственного интеллекта” курса – продемонстрировать учащимся, что искусственный интеллект - это точный и необходимый предмет который поможет учащимся:

- Решить какую профессию выбрать.

- Изучить основы логики и применять их для решения повседневных задач (определить, правду ли говорит собеседник? и т.д.)

- Попробовать свои силы в сфере программирования и научиться решать задачи с помощью языка Prolog. И многое другое.

Цель данного курса – помочь  школьникам, понять, что такое искусственный интеллект, познакомить с его основами и научить учащихся решать задачи, принимать правильные решения и строить прогнозы развития различных событий и ситуаций с его помощью.

Глубокому изучению предмета способствует выполнение практических  работ по решению задач на Prolog и тестирования на основе электронного учебно-методического пособия “Основы искусственного интеллекта” разработанного специально к данному курсу в формате Web-сайта.

С его помощью ученики смогут самостоятельно изучать теоретический материал, как на уроке, так и дома, выполнять практические работы, проходить тестирование с проверкой в режиме реального времени.

Предлагаемый элективный курс "Основы искусственного интеллекта" в объёме 36 часов предназначен для учащихся 10-11 классов. При этом 16 часов отводится на аудиторную работу и 20 часов отводится на самостоятельное изучение.

 

 

Цели:

1. Содействие становлению всесторонне развитой личности как субъекта успешной образовательной и научно-исследовательской деятельности.

2. Формирование успешной современной личности компетенций школьника, связанных с обработкой информации с применением технологий искусственного интеллекта, формировать представление о типах задач, возникающих в области интеллектуального анализа данных и методах их решения, которые помогут школьникам выявлять, формализовать и успешно решать практические задачи обработки данных, возникающие в процессе их школьной деятельности.

Задачи:

1. усвоение основных понятий и терминов в области искусственного интеллекта;

2. усвоение основных понятий и терминов в области программирования на языке Prolog;

3. Формирование представления о типах задач, возникающих в области интеллектуального анализа данных и методах их решения c помощью программирования на языке Prolog, которые помогут ученикам выявлять, формализовать и успешно решать практические задачи анализа данных.

Знать:

1. Как работать с информацией в глобальных компьютерных сетях.

2. Как использовать основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации, готовность работать с компьютером как средством управления информацией.

3. способность понимать значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности.

4. способность использовать возможности образовательной среды, в том числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса.

Обучение строится с использованием следующих форм занятий:

Лекция

На лекции излагается минимально необходимый объём информации из рассматриваемой предметной области: ключевые теоретические вопросы, информация об используемых программных средствах, основные технологии решения. В поддержку лекционного курса учащимся предлагаются тематические презентации. В каждое лекционное занятие включается работа с электронным методическим пособием.

Практическое занятие

При проведении практических занятий используются развивающие упражнения, представляющие алгоритмические предписания для решения конкретной задачи. На каждом практическом занятии проводится проверка знаний с помощью электронного тестирования. Также проверка осуществляется в виде выполнения лабораторных работ при изучении новой темы.

2.3. Учебно-тематический план

Также мы разработали учебно-тематический план проведения занятий, представленный в таблице 1.

Таблица 1

Учебно-тематический план

№ урока	Название темы	Количество часов	Вид занятия
1	Введение в искусственный интеллект	1	Лекция
2-3	Основы логики	2	Лекция, практиктическая работа
4-5	Понятие предиката	2	Лекция, практиктическая работа
6-7	Основные понятия языка Prolog	2	Лекция, практиктическая работа
8-9	Разделы программы на Prolog	2	Лекция, практиктическая работа
10-11	Оператор присваивания и сравнения	2	Лекция, практиктическая работа
12-13	Повторение и рекурсия. Откат	2	Лекция, практиктическая работа
14-15	Строки. Использование строк	2	Лекция, практиктическая работа
16	Итоговое занятие	1	Итоговая аттестация, беседа

Содержание элективного курса

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: