ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА ПО ВЫБОРУ «ВВЕДЕНИЕ В КЛАССИЧЕСКОЕ МАШИННОЕ ОБУЧЕНИЕ»
|
Введение 3
Глава I. Теоретические основы изучения курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» в основной школе 7
1.1. Искусственный интеллект и машинное обучение как сквозная
технология цифровой экономики 7
1.2. Классическое машинное обучение: данные, параметры, методы
11
1.3. Анализ существующих средств обучения школьников по теме
«Введение в классическое машинное обучение» 21
Выводы по 1 главе 27
Глава II. Разработка курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы 28
2.1. Программа курса по выбору «Введение в классическое
машинное обучение» 28
2.2. Методические рекомендации по изучению курса по выбору
«Введение в классическое машинное обучение» 34
2.3. Апробация курса по выбору и анализ ее результатов 74
Выводы по 2 главе 77
Заключение 78
Список использованных источников 80
Приложения 84
Глава I. Теоретические основы изучения курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» в основной школе 7
1.1. Искусственный интеллект и машинное обучение как сквозная
технология цифровой экономики 7
1.2. Классическое машинное обучение: данные, параметры, методы
11
1.3. Анализ существующих средств обучения школьников по теме
«Введение в классическое машинное обучение» 21
Выводы по 1 главе 27
Глава II. Разработка курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы 28
2.1. Программа курса по выбору «Введение в классическое
машинное обучение» 28
2.2. Методические рекомендации по изучению курса по выбору
«Введение в классическое машинное обучение» 34
2.3. Апробация курса по выбору и анализ ее результатов 74
Выводы по 2 главе 77
Заключение 78
Список использованных источников 80
Приложения 84
Мы живем в эру стремительно развивающихся информационных технологий. И немалая заслуга в этом одного из самых перспективных направлений развития ИТ-индустрии — искусственного интеллекта.
Искусственный интеллект сегодня плотно вошел в жизнь каждого жителя развитых стран, и необходимость понимания, что это такое и для чего применяется, стала одной из особенностей современного общества. Эта научная сфера и область разработки высокоинтеллектуальных технологий определена в качестве приоритетного направления развития Российской Федерации [1].
Можно сказать, что будущий потенциал любого государства будет определяться тем профессиональным выбором, который сделают сегодняшние школьники. Обучающиеся должны быть мотивированы к выбору ИТ-профессий, понимать их востребованность, осознавать стратегическую важность для личностного самоопределения, чтобы быть конкурентоспособными на рынке труда будущего.
И конечно, школа не должна оставаться в стороне от решения проблем, актуальных для нашей страны, общества в целом и будущего выпускников.
В школьных учебниках по информатике из федерального перечня учебников для основного общего образования: Босова Л.Л., Босова А.Ю, Поляков К.Ю., Еремин Е.А., Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В., Гейн А.Г., Юнерман Н.А., теме «Введение в искусственный интеллект и машинной обучение» уделяется недостаточно внимания, ни в теоретическом плане, ни в практическом [27].
В сети Интернет существуют ресурсы для школьников и учителей, предназначенные для начального ознакомления с технологиями искусственного интеллекта. Например, всероссийский образовательный проект в сфере информационных технологий «Урок цифры» [1]. Проект позволяет школьникам, не выходя из дома, знакомиться с основами цифровой экономики, цифровых технологий и программирования. Для формирования уроков, доступных на сайте проекта, используются образовательные программы в области цифровых технологий от таких компаний, как «Яндекс», Mail.ru, «Лаборатория Касперского», «Сбербанк», «1С». Занятия на тематических тренажёрах проекта «Урок цифры» реализованы в виде увлекательных онлайн-игр и адаптированы для трёх возрастных групп — учащихся младшей, средней и старшей школы. Вместе с «Уроком цифры» школьники могут узнать о принципах искусственного интеллекта и машинном обучении, больших данных, правилах безопасного поведения в интернете и др [8].
Издательство «Просвещение» и Фонд Сбербанка «Вклад в будущее» приглашают учителей математики и информатики, а также обучающихся присоединиться к проекту «Академия искусственного интеллекта» [8]. Это просветительский проект Сбербанка, направленный на формирование интереса учащихся 7-11-х классов к технологиям искусственного интеллекта, машинного обучения и анализа данных, а также развитие их компетенций в программировании и математике. На образовательной платформе AI-Academy собраны уроки и курсы, разработанные экспертами Академии и полностью адаптированные для самостоятельного прохождения обучающимися, а также задачи всех прошедших соревнований для прокачки полученных знаний [8].
Однако эти просветительские образовательные проекты представляют из себя разработки отдельных разрозненных занятий.
Таким образом, анализ методической литературы и информационных ресурсов для школьников по тематике, связанной с изучением технологий искусственного интеллекта, позволил выделить противоречие между важностью формирования представления у обучающихся о технологиях искусственного интеллекта и сферах его применения на этапе обучения в основной школе и недостаточной разработанностью необходимого для этого организационно-методического обеспечения.
Указанное противоречие определило проблему исследования: какими должны быть структура, содержание и методическое обеспечение курса по выбору для начального ознакомления обучающихся основной школы с основными методами машинного обучения, лежащими в основе технологий искусственного интеллекта?
Объект исследования: процесс обучения школьников основам технологий искусственного интеллекта.
Предмет исследования: организационно-методическое обеспечение курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы.
Цель: разработка организационно-методического обеспечения курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы и методических рекомендаций по его изучению.
Задачи исследования:
1. На основе анализа литературы раскрыть понятие искусственного интеллекта и машинного обучения.
2. Рассмотреть теоретические основы классического машинного обучения.
3. Проанализировать имеющиеся в свободном доступе средства обучения для обучения школьников основам классического машинного обучения.
4. Разработать программу курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение», основываясь на выявленном ресурсном обеспечении.
5. Разработать методические рекомендации по изучению курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение»
6. Частично апробировать курс по выбору и проанализировать результаты апробации.
Практическая значимость исследования: разработки занятий и методические рекомендации по их проведению могут быть использованы на уроках информатики, на занятиях курсов по выбору, связанных с изучением технологий искусственного интеллекта.
Искусственный интеллект сегодня плотно вошел в жизнь каждого жителя развитых стран, и необходимость понимания, что это такое и для чего применяется, стала одной из особенностей современного общества. Эта научная сфера и область разработки высокоинтеллектуальных технологий определена в качестве приоритетного направления развития Российской Федерации [1].
Можно сказать, что будущий потенциал любого государства будет определяться тем профессиональным выбором, который сделают сегодняшние школьники. Обучающиеся должны быть мотивированы к выбору ИТ-профессий, понимать их востребованность, осознавать стратегическую важность для личностного самоопределения, чтобы быть конкурентоспособными на рынке труда будущего.
И конечно, школа не должна оставаться в стороне от решения проблем, актуальных для нашей страны, общества в целом и будущего выпускников.
В школьных учебниках по информатике из федерального перечня учебников для основного общего образования: Босова Л.Л., Босова А.Ю, Поляков К.Ю., Еремин Е.А., Семакин И.Г., Залогова Л.А., Русаков С.В., Шестакова Л.В., Гейн А.Г., Юнерман Н.А., теме «Введение в искусственный интеллект и машинной обучение» уделяется недостаточно внимания, ни в теоретическом плане, ни в практическом [27].
В сети Интернет существуют ресурсы для школьников и учителей, предназначенные для начального ознакомления с технологиями искусственного интеллекта. Например, всероссийский образовательный проект в сфере информационных технологий «Урок цифры» [1]. Проект позволяет школьникам, не выходя из дома, знакомиться с основами цифровой экономики, цифровых технологий и программирования. Для формирования уроков, доступных на сайте проекта, используются образовательные программы в области цифровых технологий от таких компаний, как «Яндекс», Mail.ru, «Лаборатория Касперского», «Сбербанк», «1С». Занятия на тематических тренажёрах проекта «Урок цифры» реализованы в виде увлекательных онлайн-игр и адаптированы для трёх возрастных групп — учащихся младшей, средней и старшей школы. Вместе с «Уроком цифры» школьники могут узнать о принципах искусственного интеллекта и машинном обучении, больших данных, правилах безопасного поведения в интернете и др [8].
Издательство «Просвещение» и Фонд Сбербанка «Вклад в будущее» приглашают учителей математики и информатики, а также обучающихся присоединиться к проекту «Академия искусственного интеллекта» [8]. Это просветительский проект Сбербанка, направленный на формирование интереса учащихся 7-11-х классов к технологиям искусственного интеллекта, машинного обучения и анализа данных, а также развитие их компетенций в программировании и математике. На образовательной платформе AI-Academy собраны уроки и курсы, разработанные экспертами Академии и полностью адаптированные для самостоятельного прохождения обучающимися, а также задачи всех прошедших соревнований для прокачки полученных знаний [8].
Однако эти просветительские образовательные проекты представляют из себя разработки отдельных разрозненных занятий.
Таким образом, анализ методической литературы и информационных ресурсов для школьников по тематике, связанной с изучением технологий искусственного интеллекта, позволил выделить противоречие между важностью формирования представления у обучающихся о технологиях искусственного интеллекта и сферах его применения на этапе обучения в основной школе и недостаточной разработанностью необходимого для этого организационно-методического обеспечения.
Указанное противоречие определило проблему исследования: какими должны быть структура, содержание и методическое обеспечение курса по выбору для начального ознакомления обучающихся основной школы с основными методами машинного обучения, лежащими в основе технологий искусственного интеллекта?
Объект исследования: процесс обучения школьников основам технологий искусственного интеллекта.
Предмет исследования: организационно-методическое обеспечение курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы.
Цель: разработка организационно-методического обеспечения курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы и методических рекомендаций по его изучению.
Задачи исследования:
1. На основе анализа литературы раскрыть понятие искусственного интеллекта и машинного обучения.
2. Рассмотреть теоретические основы классического машинного обучения.
3. Проанализировать имеющиеся в свободном доступе средства обучения для обучения школьников основам классического машинного обучения.
4. Разработать программу курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение», основываясь на выявленном ресурсном обеспечении.
5. Разработать методические рекомендации по изучению курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение»
6. Частично апробировать курс по выбору и проанализировать результаты апробации.
Практическая значимость исследования: разработки занятий и методические рекомендации по их проведению могут быть использованы на уроках информатики, на занятиях курсов по выбору, связанных с изучением технологий искусственного интеллекта.
Цель данной работы заключалась в разработке организационнометодического обеспечения курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение» для обучающихся основной школы и методических рекомендаций по его изучению.
В ходе выполнения работа были решены следующие задачи:
1. На основе анализа литературы раскрыть понятие искусственного интеллекта и машинного обучения. Искусственный интеллект — научная область, занимающаяся созданием программ и устройств, имитирующих интеллектуальные функции человека. Машинное обучение — обширный подраздел искусственного интеллекта, изучающий методы построения алгоритмов, способных обучаться.
2. Рассмотрены теоретические основы классического машинного обучения. В направление классического обучения входят достаточно простые методы обучения, другими словами алгоритм обучения. Это направление фактически самое популярное. Классическое обучение используется в том случае, если параметры определить достаточно просто и сами данные являются простыми. В классическом обучении выделяем два вида: обучение с учителем и обучение без учителя.
3. Проанализированы имеющиеся в свободном доступе средства обучения для обучения школьников основам классического машинного обучения. Ресурсы для ознакомления с машинным обучением есть, но они не дают полного погружения в эту тему, а лишь частичное. Таким образом появляется необходимость разработать курс по выбору для обучающихся основной школы «Введение в классическое машинное обучение».
4. Разработана программа курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение», на основе выявленного ресурсного обеспечения. Программа содержит пояснительную записку, цели изучения курса, планируемые результаты освоения курса, тематическое планирование, содержание курса, требования к уровню подготовки обучающихся и учебно- методический комплект.
5. Разработаны методические рекомендации по изучению курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение». Приведены планы занятий и некоторые методические рекомендации к ним, чтобы увидеть в какой последовательности и каким образом достигаются запланированные результаты курса.
6. Некоторые занятия курса по выбору частично апробированы на занятиях по дисциплине «Социальная информатика». Студенты отметили простоту и наглядность подачи сложной теоретической информации о машинном обучении, а точнее о классических подходах к машинному обучению и принципах работы алгоритмов классического машинного обучения, интересные практические задания. Студенты сделали вывод о том, что уровень сложности заданий позволяет реализовывать этот курс по выбору в основной школе.
Таким образом, задачи работы выполнены, цель достигнута.
В ходе выполнения работа были решены следующие задачи:
1. На основе анализа литературы раскрыть понятие искусственного интеллекта и машинного обучения. Искусственный интеллект — научная область, занимающаяся созданием программ и устройств, имитирующих интеллектуальные функции человека. Машинное обучение — обширный подраздел искусственного интеллекта, изучающий методы построения алгоритмов, способных обучаться.
2. Рассмотрены теоретические основы классического машинного обучения. В направление классического обучения входят достаточно простые методы обучения, другими словами алгоритм обучения. Это направление фактически самое популярное. Классическое обучение используется в том случае, если параметры определить достаточно просто и сами данные являются простыми. В классическом обучении выделяем два вида: обучение с учителем и обучение без учителя.
3. Проанализированы имеющиеся в свободном доступе средства обучения для обучения школьников основам классического машинного обучения. Ресурсы для ознакомления с машинным обучением есть, но они не дают полного погружения в эту тему, а лишь частичное. Таким образом появляется необходимость разработать курс по выбору для обучающихся основной школы «Введение в классическое машинное обучение».
4. Разработана программа курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение», на основе выявленного ресурсного обеспечения. Программа содержит пояснительную записку, цели изучения курса, планируемые результаты освоения курса, тематическое планирование, содержание курса, требования к уровню подготовки обучающихся и учебно- методический комплект.
5. Разработаны методические рекомендации по изучению курса по выбору «Введение в классическое машинное обучение». Приведены планы занятий и некоторые методические рекомендации к ним, чтобы увидеть в какой последовательности и каким образом достигаются запланированные результаты курса.
6. Некоторые занятия курса по выбору частично апробированы на занятиях по дисциплине «Социальная информатика». Студенты отметили простоту и наглядность подачи сложной теоретической информации о машинном обучении, а точнее о классических подходах к машинному обучению и принципах работы алгоритмов классического машинного обучения, интересные практические задания. Студенты сделали вывод о том, что уровень сложности заданий позволяет реализовывать этот курс по выбору в основной школе.
Таким образом, задачи работы выполнены, цель достигнута.
Подобные работы
- ДИЗАЙН РЕКЛАМЫ: СТРАТЕГИЯ ПРОЕКТНОГО ТВОРЧЕСТВА (17.00.06)
Диссертации (РГБ), дизайн. Язык работы: Русский. Цена: 700 р. Год сдачи: 2003 - ДИЗАЙН РЕКЛАМЫ: СТРАТЕГИЯ ПРОЕКТНОГО ТВОРЧЕСТВА
Диссертация , искусство, культура, литература. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2003 - Совершенствование кадрового обеспечения регионального АПК на основе инновационного развития системы профессиональной подготовки
Диссертации (РГБ), экономика. Язык работы: Русский. Цена: 470 р. Год сдачи: 2004 - МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИНАНСОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЧЕТКО-МНОЖЕСТВЕННЫХ ОПИСАНИЙ
Диссертация , математика. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2003 - Совершенствование кадрового обеспечения регионального АПК на основе инновационного развития системы профессиональной подготовки
Диссертация , экономика. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2004 - ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АГРЕГИРОВАНИЯ В МЕТОДАХ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ АНАЛИЗА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ КОТИРОВКИ АКЦИЙ
Диссертация , экономика. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 2005 - Методология подготовки и интеллектуально-технологического сопровождения научных исследований
Диссертация , филология. Язык работы: Русский. Цена: 500 р. Год сдачи: 1996 - ИННОВАЦИОННЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ ПРЕДПРИЯТИЯ НА АРТ-РЫНКЕ
Дипломные работы, ВКР, менеджмент. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018