Kurikulum umělé inteligence pro základní a střední školy

Umelá inteligencia v informatike na úrovni 1

Dobrodružstvá robotov v bludisku

Učenie sa zo skúseností
Lekcia 06

Učenie sa zo skúseností

Mačka sa stratila, a tak sa Ju a Pi vydávajú na dobrodružnú cestu, aby ju našli! Objavia obrovský labyrint chodieb pod mestom a zistia, kam miznú všetky ponožky. Ako sa však môžu v bludisku čo najlepšie zorientovať? Je lepšie použiť pravidlo ľavej ruky alebo omrvinky? Jedno je však isté - roboti, rovnako ako ľudia, sa neučia len z príkladov, ale aj zo skúseností.

Ako lekcia funguje

Hodina sa začína príbehom, v ktorom sa roboti Ju a Pi vydajú do podzemného bludiska hľadať stratenú mačku Cat. Deti premýšľajú o tom, ako by mohli roboti nájsť cestu von, a učiteľ vedie diskusiu o rôznych stratégiách, ktoré by mohli použiť - napríklad pravidlo ľavej ruky, cúvanie alebo označovanie cesty. Potom nasleduje praktická činnosť, pri ktorej žiaci sami prechádzajú bludiskom na pracovnom liste, zbierajú ponožky a snažia sa vyhnúť ponožkovým myšiam. Počas tejto činnosti si uvedomia princípy učenia sa zo skúsenosti (pokus a omyl). Učiteľ potom vysvetlí, že umelá inteligencia sa učí podobným spôsobom - opakovaním úlohy, získavaním spätnej väzby a zdokonaľovaním stratégie. Žiaci si pozrú video, v ktorom agenti umelej inteligencie postupne zdokonaľujú svoj beh, a diskutujú o tom, ako sa stroje učia tým, že dostávajú odmeny za správne akcie. Hodina sa končí reflexiou, v ktorej sa deti podelia o svoje stratégie a diskutujú o tom, ako môžu roboty použiť to, čo sa naučili, v nových situáciách. Ak im zostane čas, vyskúšajú si hru Hexapawn, ktorá ilustruje princíp učenia sa zo skúseností.

Informácie o lekcii

Dotácie a roky

45-90 minút, 3.-5. ročník základnej školy

Pomôcky

Učiteľ: Projekčné zariadenie a diapozitívy na premietanie
Žiaci: Písacie materiály, pracovné listy

Stavebné kamene

Strojové učenie na základe skúseností (reinforcement learning)

Čo sa žiaci naučia

Stroje, rovnako ako ľudia, sa môžu učiť zo skúseností. Pomocou pokusov a omylov nájdu najlepšie riešenie pre danú úlohu prostredníctvom opakovaného testovania.

Prečo sa to učí

Pochopenie princípu posilňovania učenia je dôležitým prvkom v mozaike strojového učenia.

Ako zistíme, či sa naučili

Vlastnými slovami opíšu konkrétnu stratégiu, ktorá ich priviedla k úspechu pri riešení daného problému.

Výstupy RVP

Informatika:
Algoritmizácia a programovanie:
I-5-2-02 opísať jednoduchý problém, navrhnúť a opísať kroky jeho riešenia

Digitálne kompetencie

Prínos a rozvoj - chápe význam digitálnych technológií pre ľudskú spoločnosť, spoznáva nové technológie, kriticky hodnotí ich prínos a uvažuje o rizikách ich používania.

Digitálne kompetencie

Aplikácia: Žiaci uplatňujú stratégie prechádzania bludiskom a pokusov a omylov pri riešení problému.
Analýza: Žiaci analyzujú úspešnosť rôznych stratégií a určia dôvody ich účinnosti alebo neúčinnosti.
Hodnotenie: Zhodnotia výhody a nevýhody použitých stratégií a zamyslia sa nad získanými poznatkami.

Päť veľkých myšlienok

3-A-I Ľudia vs. stroje
3-A-VI Učenie sa zo skúseností

Metodický materiál

Verzia: 02
Počet pilotov: 02
Posledná aktualizácia: 25. 01.

Autor: Bára Karpíšková
Koncept: Eva Nečasová
Garanti: Cyril Brom, Zbyněk Filipi, Tomáš Mlynář, Pavel Kordík
Grafická úprava: Jindra Janíček
Jazyková korektúra: Marcela Wimmerová