infojournalИнформатика и образованиеInformatics and education0234-04532658-7769Publishing House Education and Informatics10.32517/0234-0453-2022-37-3-12-20infojournal-831Research ArticleПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТPEDAGOGICAL EXPERIENCEСистема заданий для первой всероссийской олимпиады школьников по искусственному интеллектуThe task system for the first All-Russian Olympiad in artificial intelligence for schoolchildrenhttps://orcid.org/0000-0002-0034-9224ГригорьевС. Г.GrigorievS. G.

Григорьев Сергей Георгиевич, член-корреспондент РАО, доктор тех. наук, профессор, профессор департамента информатики, управления и технологий, Институт цифрового образования

 

Sergey G. Grigoriev, Corresponding Member of RAE, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor at the Department of IT, Management and Technologies, Institute of Digital Education

Moscow

grigorsg@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6710-8188КалининИ. А.KalininI. A.

Калинин Илья Александрович, канд. пед. наук, доцент, начальник управления информатизации, доцент кафедры международной информационной безопасности, Институт информационных наук

 

Ilya A. Kalinin, Candidate of Sciences (Education), Docent, Head of the Informatization Department, Associate Professor at the International Information Security Department, Institute of Information Sciences

Moscow

kalininIlya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0797-5532СамылкинаН. Н.SamylkinaN. N.

Самылкина Надежда Николаевна, доктор пед. наук, доцент, профессор кафедры теории и методики обучения математике и информатике, Институт математики и информатики

 

Nadezhda N. Samylkina, Doctor of Sciences (Education), Docent, Professor at the Department of Theory and Methods of Teaching Mathematics and Informatics, Institute of Mathematics and Informatics

Moscow

nsamylkina@yandex.ruМосковский городской педагогический университетРоссияMoscow City UniversityRussian FederationМосковский государственный лингвистический университетРоссияMoscow State Linguistic UniversityRussian FederationМосковский педагогический государственный университетРоссияMoscow Pedagogical State UniversityRussian Federation2022220820223731220Copyright © Григорьев С.Г., Калинин И.А., Самылкина Н.Н., 20222022Григорьев С.Г., Калинин И.А., Самылкина Н.Н.Grigoriev S.G., Kalinin I.A., Samylkina N.N.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://info.infojournal.ru/jour/article/view/831

В статье рассматриваются основные подходы к разработке и использованию системы заданий для первой всероссийской олимпиады школьников по искусственному интеллекту. Первая олимпиада школьников по искусственному интеллекту, проводимая Министерством просвещения Российской Федерации, имела свои отличительные особенности по процедуре проведения и используемым в ходе соревнований заданиям, которые могут быть применены для сравнительного анализа и экспертной оценки проводимых в России интеллектуальных соревнований для школьников. Тематика заданий олимпиады — обработка текста на естественном языке (Natural Language Processing), компьютерное зрение (Computer Vision), наука о данных (Data Science).

Использовался язык программирования Python. Разработанные задания были ориентированы на формирование индивидуальной траектории обучающегося для подготовки к заключительному этапу олимпиады в области искусственного интеллекта, т. е. соблюдались тематическая преемственность на всех этапах и практическая направленность заданий с применением датасетов на втором и третьем этапах. Для оценивания использовалась рейтинговая оценка (как в профессиональном сообществе Kaggle.com) индивидуальных возможностей школьников в комплексном применении математических и цифровых навыков при реализации задач искусственного интеллекта.

Статья может быть полезна учителям информатики, включающим тему в углубленный курс информатики и педагогам дополнительного образования, готовящим школьников к олимпиадам по программированию.

The article discusses the main approaches to the development and use of the task system for the first All-Russian Olympiad in artificial intelligence for schoolchildren. The first Olympiad in artificial intelligence for schoolchildren, held by the Ministry of Education of the Russian Federation, had distinctive features in the procedure of the competition and in competition tasks. These features can be used for comparative analysis and expert evaluation of intellectual competitions for schoolchildren held in Russia. The subjects of the Olympiad tasks are Natural Language Processing, Computer Vision, and Data Science.

The Python programming language was used. The tasks were focused on the formation of an individual path for the student to prepare for the final stage of the Olympiad in artificial intelligence, i. e. thematic continuity was observed at all stages and the practical orientation of tasks using data sets was observed in the second and third rounds. For the assessment, a rating assessment was used (as in the professional community Kaggle.com) of the individual abilities of schoolchildren in the complex application of mathematical and digital skills in solving artificial intelligence tasks.

The article may be useful for informatics teachers who include the topic in an advanced informatics course and teachers of additional education who prepare schoolchildren for Olympiads in programming.

всероссийская олимпиада школьниковискусственный интеллектинформатикаPythonнаука о данныхAll-Russian Olympiad for schoolchildrenartificial intelligenceinformaticsPythondata scienceReferencesПрограмма «Цифровая экономика Российской Федерации»: утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 28.07.2017 г. № 1632-р. Режим доступа: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdfThe program “Digital Economy of the Russian Federation”: approved by the Decree of the Government of the Russian Federation No. 1632-r dated July 28 2017. Available at: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdfYang D., Shi B., Samylkin A. Graphical Neural Networks for the Global Economy with Microsoft DeepGraph. WSDM 22: Proceedings of the Fifteenth ACM International Conference on Web Search and Data Mining. NY, Association for Computing Machinery; 2022:1655. DOI: 10.1145/3488560.3510020Yang D., Shi B., Samylkin A. Graphical Neural Networks for the Global Economy with Microsoft DeepGraph. WSDM 22: Proceedings of the Fifteenth ACM International Conference on Web Search and Data Mining. NY, Association for Computing Machinery; 2022:1655. DOI: 10.1145/3488560.3510020Machalica M., Samylkin A., Port M., Chandra S. Predictive Test Selection. 2019 IEEE/ACM 41st International Conference on Software Engineering: Software Engineering in Practice (ICSE-SEIP). 2019:91–100. DOI: 10.1109/ICSE-SEIP.2019.00018Machalica M., Samylkin A., Port M., Chandra S. Predictive Test Selection. 2019 IEEE/ACM 41st International Conference on Software Engineering: Software Engineering in Practice (ICSE-SEIP). 2019:91–100. DOI: 10.1109/ICSE-SEIP.2019.00018Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект: современный подход: 2-е изд. М.: Вильямс; 2007. 1408 с.Russell S., Norvig P. Artificial Intelligence: a modern approach: 2nd ed. Moscow, Williams; 2007. 1408 p. (In Russian.)Брусард М. Искусственный интеллект: пределы возможного. М.: Альпина нон-фикшн; 2020. 362 с.Broussard M. Artificial intelligence: the limits of the possible. Trans. from English. Moscow, Alpina non-fiction; 2020. 362 p. (In Russian.)Джарратано Д., Райли Г. Экспертные системы: принципы разработки и программирование: 4-е изд. М.: Вильямс; 2007. 1152 с.Giarratano D., Riley G. Expert systems: principles of development and programming: 4th ed. Moscow, Williams; 2007. 1152 p. (In Russian.)Калинин И. А., Самылкина Н. Н. Информатика. Углубленный уровень. 11 класс. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний; 2013. 216 с.Kalinin I. A., Samylkina N. N. Informatics. Advanced level. 11th grade. Moscow, BINOM. Laboratory of Knowledge; 2013. 216 p. (In Russian.)Ясницкий Л. Н. Введение в искусственный интеллект. М.: Академия; 2008. 176 c.Yasnitskiy L. N. Introduction to artificial intelligence. Moscow, Academy; 2008. 176 p. (In Russian.)Ясницкий, Л. Н. Искусственный интеллект. Элективный курс: учеб. пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний; 2012. 197 с.Yasnitsky, L. N. Artificial intelligence. Elective course: textbook. Moscow: BINOM. Laboratory of knowledge; 2012. 197 p. (In Russian.)Самылкина Н. Н., Салахова А. А. Обучение основам искусственного интеллекта и анализа данных в курсе информатики на уровне среднего общего образования: монография. Москва: МПГУ; 2022. 228 с. DOI: 10.31862/9785426310643Samylkina N. N., Salakhova A. A. Teaching the basics of artificial intelligence and data analysis in an informatics course at the level of secondary general education: monograph. Moscow, MPGU; 2022. 228 p. (In Russian.) DOI: 10.31862/9785426310643Stoyanov S., Glushkova T., Papancheva R. Source intellect. Knowledge representation through logic. Bourgas, Logic Programming LLC Art Publishing House; 2021. 248 p.Stoyanov S., Glushkova T., Papancheva R. Source intellect. Knowledge representation through logic. Bourgas, Logic Programming LLC Art Publishing House; 2021. 248 p.Джоши П. Искусственный интеллект с примерами на Python. СПб.: Диалектика; 2019. 448 с.Joshi P. Artificial Intelligence with examples in Python. St. Petersburg, Dialectics; 2019. 448 p. (In Russian.)Левченко И. В. Основные подходы к обучению элементам искусственного интеллекта в школьном курсе информатики. Информатика и образование. 2019;34(6):7– 15. DOI: 10.32517/0234-0453-2019-34-6-7-15Levchenko I. V. Basic approaches to teaching elements of artificial intelligence in the school course of informatics. Informatics and Education. 2019;34(6):7–15. (In Russian.) DOI: 10.32517/0234-0453-2019-34-6-7-15Богданова А. Н. Элективный курс «Основы искусственного интеллекта» для учащихся старших классов. Информатика в школе. 2021;20(7):27–33. DOI: 10.32517/2221-1993-2021-20-7-27-33Bogdanova A. N. The elective course “basics of artificial intelligence” for high school students. Informatics in School. 2021;20(7):27–33. (In Russian.) DOI: 10.32517/2221-1993-2021-20-7-27-33Stoyanov S., Glushkova T., Papancheva R. Artificial Intelligence. Problem solving through search. Bourgas, Logic Programming LLC Art Publishing House; 2019. 312 p.Stoyanov S., Glushkova T., Papancheva R. Artificial Intelligence. Problem solving through search. Bourgas, Logic Programming LLC Art Publishing House; 2019. 312 p.Примерная основная образовательная программа основного общего и среднего общего образования. Режим доступа: https://fgosreestr.ru/Approximate basic educational program of basic general and secondary general education. (In Russian.) Available at: https://fgosreestr.ru/Agrawal R., Srikant R. Fast algorithms for mining association rules in large databases. Proc. of the 20th Int. Conf. on Very Large Data Bases (VLDB). Santiago, Chile. 1994:487– 499. Available at: https://vldb.org/conf/1994/P487.PDFAgrawal R., Srikant R. Fast algorithms for mining association rules in large databases. Proc. of the 20th Int. Conf. on Very Large Data Bases (VLDB). Santiago, Chile. 1994:487– 499. Available at: https://vldb.org/conf/1994/P487.PDFПиковер К. Искусственный интеллект. Иллюстрированная история. От автоматов до нейросетей. М.: Синдбад; 2021. 250 с.Pickover K. Artificial intelligence. Illustrated history. From automata to neural networks. Moscow, Sindbad; 2021. 250 p. (In Russian.)Положение о всероссийской олимпиаде по искусственному интеллекту для обучающихся общеобразовательных организаций, утверждено протоколом оргкомитета № ТВ-47/04пр от 25.10.2021г. Режим доступа: https://edu.prosv.ru/pl/fileservice/user/file/download/h/70b99a32d3bfbb8526cf4a99b1c54ad6.pdfThe regulations on the All-Russian Olympiad in Artificial Intelligence for students of general education organizations, approved by the protocol of the organizing committee No. TV-47/04pr dated October 25 2021. (In Russian.) Available at: https://edu.prosv.ru/pl/fileservice/user/file/download/h/70b99a32d3bfbb8526cf4a99b1c54ad6.pdfФридл Дж. Регулярные выражения. СПб.: СимволПлюс; 2008. 608 с.Friedl J. Regular Expressions. St. Petersburg, Symbol-Plus; 2008. 608 p. (In Russian.)Толстой Л. Н. Война и мир. Т 1, 2. Режим доступа: https://avidreaders.ru/book/voyna-i-mir-toma-1-i.htmlTolstoy L. N. War and Peace. V 1, 2. (In Russian.) Available at: https://avidreaders.ru/book/voyna-i-mir-toma-1-i.htmlНациональный корпус русского языка. Режим доступа: https://ruscorpora.ru/new/corpora-freq.htmlThe National Corpus of the Russian Language. (In Russian.) Available at: https://ruscorpora.ru/new/corpora-freq. htmlKinopoisk’s movies reviews. Available at: https://www.kaggle.com/mikhailklemin/kinopoisks-movies-reviewsKinopoisk’s movies reviews. Available at: https://www.kaggle.com/mikhailklemin/kinopoisks-movies-reviews

The authors declare that there are no conflicts of interest present.