Имплементация основ искусственного интеллекта в курс информатики среднего общего образования: практико-ориентированный аспект
https://doi.org/10.32517/0234-0453-2024-39-5-6-20
Аннотация
В статье представлена концепция имплементации основ искусственного интеллекта (ИИ) в курс информатики среднего общего образования. Авторы предлагают структурированный и многоуровневый подход к ИИ, охватывающий как базовый, так и углубленный уровни изучения предмета. Концепция органично встраивается в четыре основных раздела курса информатики: цифровая грамотность, теоретические основы информатики, алгоритмы и программирование, информационные технологии.
Особое внимание уделяется практико-ориентированному аспекту обучения. Сюда относится работа с реальными наборами данных, программирование на языке Python, использование специализированных библиотек для машинного обучения и анализа данных. Приведены конкретные примеры практических заданий, демонстрирующих применение различных методов и алгоритмов ИИ: от простой классификации данных до создания и обучения нейронных сетей. Концепция предусматривает широкие возможности для проектно-исследовательской и внеурочной деятельности, что способствует развитию творческих, аналитических и исследовательских навыков учащихся. Важным аспектом предложенного подхода является его соответствие современным требованиям цифровой экономики.
В статье подчеркивается необходимость формирования у школьников компетенций в области ИИ и анализа данных, которые будут востребованы в их будущей профессиональной деятельности. Представлены критерии отбора содержания обучения, примерное тематическое планирование для базового и углубленного уровней. Авторы обосновывают важность системного изучения ИИ в среднем общем образовании и указывают на необходимость разработки соответствующего учебно-методического обеспечения.
Ключевые слова
Об авторах
С. Д. КаракозовРоссия
Каракозов Сергей Дмитриевич, доктор пед. наук, профессор, директор Института математики и информатики
Е. А. Самохвалова
Россия
Самохвалова Евгения Александровна, старший преподаватель кафедры прикладной информатики в образовании, Институт математики и информатики
Н. И. Рыжова
Россия
Рыжова Наталья Ивановна, доктор пед. наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории исследования современных направлений развития образования, Государственный университет просвещения
Список литературы
1. Самылкина Н. Н., Салахова А. А. Обучение основам искусственного интеллекта и анализа данных в курсе информатики на уровне среднего общего образования. Монография. М.: Московский педагогический государственный университет; 2022. 242 с. EDN: BACMCW. DOI: 10.31862/9785426310643.
2. Босова Л. Л. О новых подходах к изучению школьной информатики в условиях цифровой трансформации общества. Информатика в школе. 2022;(4(177)):5–14. EDN: DKRLZV. DOI: 10.32517/2221-1993-2022-21-4-5-14.
3. Bosova L. Comparative analysis of the content of school course of informatics in Russia and subjects of the international competition Bebras. Informatics in Schools. Fundamentals of Computer Science and Software Engineering. Proc. 11th Int. Conf. on Informatics in Schools: Situation, Evolution, and Perspectives (ISSEP 2018). Zug, Switzerland, Springer International Publishing; 2018;(11169):154–164. EDN: DQRICK. DOI: 10.1007/978-3-030-02750-6_12.
4. Гриншкун А. В. Использование дополненной виртуальности как иммерсивной образовательной технологии в рамках профильного обучения школьников. Профильная школа. 2020;8(4):27–31. EDN: KRFFFU. DOI: 10.12737/1998-0744-2020-27-31.
5. Grinshkun A. V., Perevozchikova M. S., Razova E. V., Khlobystova I. Yu. Using methods and means of the augmented reality technology when training future teachers of the digital school. European Journal of Contemporary Education. 2021;10(2):358–374. EDN: BOEJDM. DOI: 10.13187/ejced.2021.2.358.
6. Пиотровская К. Р., Тербушева Е. А. Интеллектуальный анализ данных в педагогической аналитике. Техническое творчество молодежи. 2016;(2(96)):10–14. EDN: VQWKHX.
7. Роберт И. В. Стратегические направления развития информатизации отечественного образования в условиях цифровой трансформации. Человеческий капитал. 2021;(S5–3(149)):16–40. EDN: JMQBSB.
8. Садыкова А. Р., Левченко И. В. Искусственный интеллект как компонент инновационного содержания общего образования: анализ мирового опыта и отечественные перспективы. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2020;17(3):201–209. EDN: ZXVQZZ. DOI: 10.22363/2312-8631-2020-17-3-201-209.
9. Калинин И. А., Самылкина Н. Н. Информатика. 11 класс. Углубленный уровень: учебник. М.: Бином; 2020. 212 c.
10. Ясницкий Л. Н. Введение в искусственный интеллект: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по математическим направлениям и специальностям. М.: Академия; 2010. 174 с. EDN: QMUPZV.
11. Ясницкий Л. Н. Искусственный интеллект. Элективный курс: учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний; 2012. 201 с. EDN: SUFGEL.
12. Самохвалова Е. А. Применение чат-бота с элементами искусственного интеллекта для изучения темы «Работа с табличными процессорами». Информатика в школе. 2024;23(1):60–69. EDN: AKHOMJ. DOI: 10.32517/2221-1993-2024-23-1-60-69.
13. Каракозов С. Д., Самохвалова Е. А. Концепция информационно-методической поддержки использования информационных систем на основе искусственного интеллекта в подготовке студентов. Преподаватель XXI век. 2024;(1–1):19–36. EDN: OAMOTS. DOI: 10.31862/2073-9613-2024-1-19-36.
14. Рыжова Н. И., Трубина И. И., Королева Н. Ю., Филимонова Е. В. Искусственный интеллект как актуальный тренд содержания обучения информатике в условиях цифровизации. Преподаватель ХХI век. 2022;(2–1):11–22. EDN: ZGIENM. DOI: 10.31862/2073-9613-2022-2-11-22.
15. Босова Л. Л., Самылкина Н. Н. Современная информатика: от робототехники до искусственного интеллекта. Информатика в школе. 2018;(8(141)):2–5. EDN: VLQFRH. DOI: 10.32517/2221-1993-2018-17-8-2-5.
16. Уваров А. Ю. Технологии искусственного интеллекта в образовании. Информатика и образование. 2018;(4(293)):14–22. EDN: XQXXSH.
17. Уваров А. Ю. Три сценария развития образования и его цифровая трансформация. Continuum. Математика. Информатика. Образование. 2020;(3(19)):61–74. EDN: HEVFJY. DOI: 10.24888/2500-1957-2020-3-61-74.
18. Авдеева С. М., Уваров А. Ю., Тарасова К. В. Цифровая трансформация школ и информационно-коммуникационная компетентность учащихся. Вопросы образования. 2022;(1):218–243. EDN: XJMJAA. DOI: 10.17323/1814-9545-2022-1-218-243.
19. Barakina E. Y., Popova A. V., Gorokhova S. S., Voskovskaya A. S. Digital technologies and artificial intelligence technologies in education. European Journal of Contemporary Education. 2021;10(2):285–296. EDN: HPQKEU. DOI: 10.13187/ejced.2021.2.285.
20. Frolova E. V., Rogach O. V., Ryabova T. M. Digitaliza tion of education in modern scientific discourse: New trends and risks analysis. European Journal of Contemporary Education. 2020;9(2):313–336. EDN: HZBCWN. DOI: 10.13187/ejced.2020.2.313.
21. Афанасьевская А. В. Правовой статус искусственного интеллекта. Вестник Саратовской государственной юридической академии. 2021;(4(141)):88–92. EDN: LZFCBR. DOI: 10.24412/2227-7315-2021-4-88-92.
22. Бегишев И. Р., Хисамова З. И. Искусственный интеллект и робототехника: теоретико-правовые проблемы разграничения понятийного аппарата. Вестник Удмуртского университета. Серия: Экономика и право. 2020;30(5):706–713. EDN: DYMIRH. DOI: 10.35634/2412-9593-2020-30-5-706-713.
23. Рыжова Н. И., Трубина И. И., Королева Н. Ю., Филимонова Е. В. Современные школьники выбирают искусственный интеллект как направление для будущих профессий. Информатика в школе. 2023;(5(184)):5–13. EDN: QBJMPF. DOI: 10.32517/2221-1993-2023-22-5-5-13.
24. Самылкина Н. Н., Салахова А. А. Основы искусственного интеллекта в школьном курсе информатики: история вопроса и направления развития. Информатика в школе. 2019;(7(150)):32–39. EDN: HOHVXJ. DOI: 10.32517/2221-1993-2019-18-7-32-39.
25. Калинин И. А., Самылкина Н. Н., Салахова А. А. Искусственный интеллект. 10–11 классы. Учебное пособие. М.: Просвещение; 2023. 144 с.
26. Каракозов С. Д., Самылкина Н. Н., Салахова А. А., Самохвалова Е. А. Вариативное обучение основам искусственного интеллекта в общем образовании на основе интегративного подхода: монография. М.: Московский педагогический государственный университет; 2024. 360 с.
Рецензия
Для цитирования:
Каракозов С.Д., Самохвалова Е.А., Рыжова Н.И. Имплементация основ искусственного интеллекта в курс информатики среднего общего образования: практико-ориентированный аспект. Информатика и образование. 2024;39(5):6-20. https://doi.org/10.32517/0234-0453-2024-39-5-6-20
For citation:
Karakozov S.D., Samokhvalova E.A., Ryzhova N.I. Implementation of artificial intelligence essentials in the secondary general education informatics course: The practice-oriented aspect. Informatics and education. 2024;39(5):6-20. (In Russ.) https://doi.org/10.32517/0234-0453-2024-39-5-6-20