Изучение технологии нейронных сетей в профильном курсе информатикиРефераты >> Педагогика >> Изучение технологии нейронных сетей в профильном курсе информатики
Технологический профиль (специализация - информационные технологии)
|
Учебные курсы |
Число недельных учебных часов за два года обучения |
|
I. Базовые общеобразовательные предметы | |
|
Русский язык и литература |
6 |
|
История и обществоведение |
8 |
|
Естествознание |
6 |
|
Физическая культура |
6 |
|
II. Профильные общеобразовательные предметы | |
|
Информатика и ИКТ |
10 |
|
Математика (базовый общеобразовательный и профильный курсы) |
10 |
|
Физика |
6 |
|
Иностранный язык (базовый общеобразовательный и профильный курсы) |
8 |
|
III. Элективные курсы (3 курса на выбор) | |
|
5-6 курсов, предлагаемых школой |
24 всего |
|
Учебные практики, проекты, исследовательская деятельность |
Не менее 140 учебных часов за 2 года обучения |
Авторы исследования считают необходимым проведение занятий по теме «Нейронные сети» в рамках естественно-математического профиля на одном из элективных курсов.
Выбор естественно-математического профиля, во-первых, определяется целью введения данного курса в школе (расширение научного мировоззрения) и, во-вторых, сложностью темы в математическом аспекте.
Глава 2. Содержание обучения технологии нейронных сетей
Авторы данной работы предлагают следующее содержание обучения технологии нейронных сетей.
Содержание образования по теме «Технологии нейронных сетей»
Биологический нейрон и его кибернетическая модель. Преобразование информации нейроном. Архитектура нейронных сетей. Однослойный персептрон. Многослойный персептрон. Преобразование информации нейронной сетью. Обучение нейронной сети. Обучение с учителем. Алгоритм обучения нейронных сетей методом обратного распространения ошибок. Программный эмулятор Neural Network Wizard 1.7. Практическое применение нейронных сетей.
В соответствии с содержанием предлагается следующее поурочное тематическое планирование.
Тематическое планирование по теме «Технологии нейронных сетей» (5 часов)
|
№ урока |
Тема |
Вид урока |
Опорные знания Опорные умения |
Должны знать Должны уметь |
|
1 |
Формальный нейрон |
Урок подачи новых знаний |
Знания из области анатомии: понятие биологического нейрона: его строение, функции |
Понятие формального нейрона: его структура, механизм обработки информации |
|
2 |
Нейронные сети |
Урок подачи новых знаний |
Понятие формального нейрона |
Понятие нейронных сетей. Понятие однослойного персептрона. Понятие многослойного персептрона. Знание механизма обработки числовой информации в нейронных сетях. Умение обрабатывать входную информацию. |
|
3 |
Обучение нейронных сетей |
Урок подачи новых знаний |
Понятие нейрона и нейронной сети. |
Понятие обучения нейронной сети. Обучение с учителем. Обучение без учителя. Сущность алгоритма обучения нейронных сетей методом обратного распространения ошибок. |
|
4 |
Neural Network Wizard 1.7 |
Лабораторная работа |
Понятия нейронной сети и алгоритма обучения. |
Умение работать с программным эмулятором Neural Network Wizard 1.7: знание интерфейса программы, умение устанавливать конфигурацию для нейросистемы, умение обучать систему и умение рассчитывать выходные значения сети по входным параметрам. |
|
5 |
Применение нейронных сетей |
Комбинированный урок |
Умение работать с программным эмулятором Neural Network Wizard 1.7 |
Знание основных областей применения технологии нейронных сетей. Умение решать практические задачи с использованием программного эмулятора Neural Network Wizard 1.7 |
Примечания.
1) Для усвоения учащимися данной темы необходимы знания из теории матриц, которыми они не обладают. Эту проблему можно решить, заменив понятие матрицы понятиями одномерного массива и двумерного массива, которые сформированы у учащихся при изучении основ алгоритмизации и программирования. Предложенный конспект второго урока реализует эту идею.
2) Нельзя при изучении нейронных сетей отказываться от рассмотрения математической модели нейронной сети. В противном случае, по мнению авторов, есть опасность превращения модели нейронной сети в «черный ящик».
Конспект урока
Урок 2. ТЕМА: Нейронные сети
ЦЕЛИ 1) образовательные: сформировать понятия нейронной сети, понятия однослойного персептрона, многослойного персептрона, сформировать представления о механизме обработки информации в нейронных сетях, сформировать умение обрабатывать входную информацию;
2) развивающие: развить память, абстрактно-логическое мышление;
3) воспитательные: воспитать дисциплинированность.
ХОД УРОКА:
1. Организационный момент.
[Назвать тему урока]
2. Опрос по теме предыдущего урока (актуализация знаний).
[Двух учеников к доске: один ученик объясняет кибернетическую модель нейрона, другой – виды активационных функций; третий ученик, пока двое готовятся у доски, рассказывает о том, что такое нейрокибернетика]
Предполагаемые ответы учащихся
1) Нейрокибернетика
Основную идею нейрокибернетики можно сформулировать следующим образом. Единственный объект, способный мыслить, – это человеческий мозг. Поэтому любое мыслящее устройство должно каким-то образом воспроизводить его структуру.
