Приложение №2. Инструкция по использованию тренажера. Инструкция по использованию онлайнтренажера для 14 класса
 Скачать 22.31 Kb.
|
|
Инструкция по использованию онлайн-тренажера для 1-4 класса Тренажер доступен по адресу: https://ai.datalesson.ru/#/auth/questionary?age_group=1&state=7635 Для работы с тренажерами ресурсами на уроке учителю необходимо заблаговременно проверить компьютерный класс на его соответствие требованиям по работе тренажера, также обеспечить обучающихся рабочим местом, предполагающим наличие компьютеров для индивидуальной/парной работы, доступ к сети интернет и к сайту акции “Урок цифры” урокцифры.рф. Примечание: Если организационные возможности не позволяют учителю провести урок с использованием тренажёра в компьютерном классе, то ему предлагаются альтернативные (бескомпьютерные) сценарии проведения урока, описанные в разделе 3.2. и приложениях 2-4 к данному документу. Работа с данными тренажёрами не требует от школьников знаний в области машинного обучения (продвинутой математики, статистики или навыков программирования). Однако, она позволит обучающимся каждой ступени общего образования в игровой и интерактивной форме: применить на практике понятия, с которыми школьники познакомились в первой части урока (видеолекции, интерактивной беседы); усвоить новые понятия, принципы и пройти основные этапы машинного обучения; попробовать себя в роли специалиста по искусственному интеллекту и решить одну из практических задач современного машинного обучения (на примере распознавание образов и др.), создав собственную модель (обучения) и применив её в игровых условиях, используя предлагаемые наборы данных. Примечание В тренажёре разбирается один из типов алгоритмов “обучения машины с учителем”, когда школьник выступает в роли учителя, т.е. самостоятельно, размечает все данные на категории (кошек и собак; кошачьих и собачьих и т. п.), либо корректирует уже размеченные признаки, параметры предлагаемых данных (хвосты, уши, даты и т.п.), а машина учится на этих заданных им примерах). В тренажёре для 1-4 классов перед школьниками стоит цель наладить работу зоопарка будущего, где уход за животными осуществляют роботы-смотрители. По сюжету клетки с животными поменяли местами, появились новые звери, и роботы стали допускать ошибки: например, собакам достается корм для кошек, а игрушки для кошек попадают в секцию для волков. Это происходит из-за того, что роботы не понимают кто где находится, а просто работают по стандартной компьютерной программе. Перемены в зоопарке происходят часто, а постоянно переписывать и отлаживать новые программы для роботов очень долго и дорого. Перед школьниками, выполняющими роль специалистов по искусственному интеллекту, руководством зоопарка ставится задача: обучить роботов распознавать животных, чтобы машины самостоятельно могли принимать правильные решения и не допускать ошибок при уходе за волками, собаками, кошками и тиграми. В ходе работы с тренажёром обучающимся предстоит самостоятельно пройти 4 уровня, чтобы создать собственную модель обучения робота, выбрать алгоритм принятия решений и протестировать их работу в виртуальном зоопарке. Учителю важно понимать и обратить внимание школьников на тот факт, что каждый игровой уровень приближен к реальным этапам работы специалистов по машинному обучению. При этом, учитывая возрастную специфику обучающихся 1-4 классов, учителю можно рекомендовать сделать это до начала работы с тренажёром, отобразив эти этапы на слайде или доске и показав их логику. 1 уровень тренажёра — этап подготовки и разметка набора данных (изображений), необходимых для обучения робота. В интерфейсе тренажёра школьникам необходимо будет классифицировать общий набор изображений вручную: отмечать мышкой кто изображен на картинках (кошка, собака и т.п.), а также отметить лишние по их мнению изображения животных. Примечание: Набор данных или, как его еще называют специалисты, “датасет” - одна из самых важных составляющих машинного обучения. Чем лучше, разнообразнее и объемнее получится набор наших данных (выборка изображений, на которой мы будет обучать нашего робота), чем меньше в нем будет “мусора” (лишних изображений), тем лучше будет конечный результат - робот будет меньше ошибаться и станет точнее распознавать животных с помощью своей камеры. 2 уровень тренажёра — этап обучения модели на имеющихся данных (изображений, размеченных на предыдущем этапе) и настройка обученной модели. В тренажёре суть обучения модели и ее визуализация состоят в соотнесении предлагаемых ею признаков с конкретным животным: школьнику необходимо отметить, для кого характерны те или иные признаки, например, “полосатая шкура”, “любит малину” и т.п. Эти признаки робот сможет анализировать, выделять на изображении и, следуя этой логике обучения, по ним он будет отличать животных друг от друга. Однако, стоит обратить внимание школьников на то, что не все признаки полезны. Например, хвост есть у всех животных в нашем зоопарке, и по нему отличать кошек от собак нашему роботу не удастся. Примечание: То, что мы получим в итоге, называется “обученной моделью», которую предстоит протестировать на следующих уровнях. Обученная модель может, глядя на изображение, сказать кошка это или собака и т.д. Надо понимать, что робот - это машина, которая не знает что такое котик или собачка, но может находить в их изображениях общие признаки, анализировать и сравнивать по ним изображение, которое он получает со своей камеры и дать ответ-прогноз, который можно выразить следующим образом: это изображение на 98% выглядит как изображение типа “котик”. 3 уровень тренажёра — выбор алгоритма для решения задачи. По результатам второго уровня получится несколько простых моделей, каждая из которых по-отдельности умеет принимать только одно простое решение точно так, как мы её научили (например, отличать кошек от собак или тигров от кошек). Специфика данного этапа заключается в том, что обучающимся предлагается по сути творческое задание: составить из обученных простых моделей собственный алгоритм, который поможет роботу отличать всех животных зоопарка и принимать верные решения по уходу за животными. Для этого школьникам необходимо изучить на экране получившиеся модели (что они умеют распознавать) и дополнить ниже уже готовую схему (алгоритм), в которой отсутствует одна или несколько моделей. 4 (итоговый) уровень тренажёра — проверка работы алгоритма на новых данных (отправляем робота в виртуальный зоопарк и наблюдаем за тем, правильно ли он будет распознавать животных и предпринимать те или иные действия). При запуске робот будет передвигаться по зоопарку, кормить животных и выдавать им еду и/или игрушки. Он проедет по 10 вольерам и выдаст животным то, что считает нужным, согласно алгоритму, выбранному на предыдущем этапе. Если алгоритм выбран неверно, то робот выдаст животному что-то не то. Животное после кормления может находиться в одном из трех состояний: счастливое, обычное и грустное — это и есть результат работы обучающегося. Результат прохождения тренажёра и работы алгоритма достаточно прозрачно визуализируется и отображается на экране посредством трёх параметров: отображения настроения животных (грустный, обычный, счастливый); заполнения цветом динамически изменяющейся шкалы аналогично той, которую школьники могут видеть при зарядке телефона либо при загрузке и копировании файла на компьютере; присуждения рейтинга от 1 до 3 звёзд. Важно отметить, что прохождение всех четырех уровней не обязательно будет являться окончанием игры и работы обучающегося с тренажёром. Если результат получился не идеальным (когда рейтинг ниже 3 звезд!), то учитель должен попросить обучающегося вернуться к предыдущим этапам, внести изменения. При этом важно сохранять позитивное отношение. Побудительным мотивом к продолжению работы могут стать следующее обращение учителя: Специалисты по искусственному интеллекту и машинному обучению постоянно сталкиваются в своей работе с тем, что их модель или выбранный алгоритм работают не совсем так, как нужно. В этом случае они стремятся улучшить набор данных, меняют параметры, экспериментируют и пробуют решить задачу разными способами. А как ты можешь улучшить свою модель или алгоритм, чтобы робот распознал всех животных и они остались довольны? Если обучающийся справился с задачей сразу и получил три звезды, учителю рекомендуется все-таки попросить школьника поэкспериментировать с настройками на предыдущих этапах, чтобы он смог посмотреть и сравнить как меняется поведение робота при тех или иных алгоритмах. Таким образом можно будет добиться некоторой синхронности в завершении практической работы. И именно на опыт этих ребят учитель может опереться в процессе подведения итогов. После завершения работы с тренажером следует этап итоговой рефлексии (ретроспективной и/или проспективной) в формате интерактивной беседы. Общие рекомендации по организации работы обучающихся с тренажёрами. На выполнение заданий тренажёра и проведение данного этапа урока целесообразно отвести 20-25 минут. Говоря об организации практической работы на основе тренажёров, следует отметить, что эффективность данного этапа определяется тщательностью его подготовки учителем. Чтобы все прошло успешно, на этапе подготовки учителю рекомендуется: Заранее пройти все уровни выбранного для работы с классом тренажёра, чтобы избежать ситуации, когда он не сможет помочь обучающимся или ответить на их вопросы. До начала урока важно открыть тренажёр и проверить его работу на компьютерах в классе. Для экономии времени на уроке откройте страницу с тренажёром на компьютерах обучающихся заблаговременно, либо сохраните её в закладках. Заручиться поддержкой системного администратора, чтобы обратиться к нему при возникновении проблем с компьютерами и интернетом в ходе урока. Договориться и проводить урок с ассистентом (-ами). В этом случае учитель или волонтёр объясняет, показывает и задаёт основной темп урока, а ассистент(-ы) помогают учителю решать организационные вопросы, помогают конкретным обучающимся при возникновении сложностей. Если вы работаете с помощником (-ами), учителю или волонтёру необходимо до начала урока тщательно спланировать действия и распределить с ними обязанности и зоны ответственности. Вначале работы с тренажёром в классе учителю рекомендуется:познакомить класс с тем как попасть и войти на страницу тренажёра, его интерфейсом и логикой работы на общем экране: продемонстрировать где расположены необходимые элементы интерфейса для выполнения задачи, где посмотреть подсказки и условия задачи; договориться с классом и установить следующие правила работы: все работают индивидуально (либо в парах) и не мешают остальным; при возникновении сложностей с прохождением уровня следовать следующему алгоритму: еще раз внимательно прочитать условия задачи, посмотреть подсказку и попробовать решить самостоятельно; если задача не решается, попросить помощи кого-либо из одноклассников, и только потом учителя. При работе с тренажёром целесообразно использовать индивидуальную работу школьников за ПК для отработки основных навыков и проведения самоконтроля. В этом случае результативность обеспечивается прозрачностью описываемых действий, контролем, подсказками, поддержкой со стороны тренажёра и учителя на каждом шаге. Это создаёт ситуацию успеха, вызывает азарт и побуждает обучающихся к творчеству в процессе самостоятельной работы. Если ученики занимаются в паре за компьютером, поясните им следующие принципы и правила работы: Когда вы работаете в паре над задачей за одним компьютером, помните, что вы - одна команда! Вместе вы можете решать задачи лучше и быстрее. Работа в парах за одним компьютером очень похожа на вождение автомобиля: один человек выполняет роль “водителя”, а другой “штурмана”. Обе роли очень важны! Водитель сидит за компьютером и полностью контролирует управление мышью и клавиатурой, взаимодействует с интерфейсом тренажёра. Задача штурмана быть рядом и следить за действиями “водителя”, направлять его, следить за возможными ошибками. Общение - ключ к успешной совместной работе. Все возникшие вопросы решаются обсуждением. Уважайте и ни в коем случае не оскорбляйте друг друга. Штурман не может выхватывать мышь или клавиатуру из рук водителя, если хочет сделать по-другому. Вместо этого он должен сказать “водителю”, что по его мнению нужно сделать иначе, предложить свой альтернативный вариант. “Водитель” должен пояснять и комментировать все свои действия в ходе работы. Штурман думает о решении задачи, водитель фокусируется на конкретных деталях и действиях за компьютером. Меняйтесь ролями при переходе на каждый следующий уровень тренажёра. Тот, кто был водителем, становится штурманом и наоборот. |