Опыт ведения кружка нейросети для школьников. Делюсь материалами

Я учитель, с прошлого года веду кружок «Нейросети для школьников». Начиная этот новый предмет для ребят, изучила большое количество литературы, курсов, вебинаров по ИИ. Что только не попадалось и машинное обучение, и курсы обучающие заработать на нейросетях и сложные в восприятии даже для опытного программиста, алгоритмические конструкции для создания нейросетей. Искала готовые рабочие программы, за которые можно зацепиться и смоделировать структуру внеурочного курса для ребят. Но к сожалению подходящей информации найти не смогла, вернее информации большое множество, но все не то. Есть готовые решения для тестирования нейросетей от известных компаний, с готовым кодом, и базами данных-бери пользуйся, но я хотела, детей научить именно с нуля создавать, пусть простейшие, но свои нейросети.

Намучавшись с поиском готового решения, приняла решение, писать курс самостоятельно. Как в той шутке (главное знать на урок больше). Решила разделить курс на 3 части. Первую часть начала писать за неделю до первого занятия. А закончила за 2 недели до конца курса. Вместе с этим решила сразу делать интерактивную версию курса, на сайте, чтобы ребята смогли дома закрепить материал и пройти тест по уроку дома самостоятельно.

1часть курса "Знакомство с нейросетями"- начальный уровень. закончили с ребятами в январе 2023 года. Из 12 учащихся, записавшихся на курс, прошли успешно все 12. Ребята познакомились с искусственным нейроном, алгоритмами обучения нейросетей, их видами, научились рассчитывать функцию активации, пороговые значения, рассмотрели, как пишется программа на языке Python с помощью базовой и тестовой выборки в классической задаче " Ирисы Фишера" Тест итоговый ребята сдали успешно!

2 часть курса "Обучения нейросетей" закончили с ребятами в мае. Вторая часть средний уровень. Пришлось постараться ребятам, закончили успешно вся группа. Ребята познакомились с персептронами, их устройством, научились их создавать, обучать. Написали программу на языке программирования Python по базовой и обучающей выборке. Цель была научить нейросеть определять букву А и О и их разновидности. Обучение сети прошло успешно. Разбор и анализ полученных результатов обучения тоже.

3 часть курса "Обучение и тестирование нейросетей" пройдет апробацию уже в этом учебном году с сентября 2023 по январь 2024 года. Интерактивный курс уже все желающие могут пройти, а вот учебное пособие в цифровом варианте проходит последнюю подготовку. Ребята узнают, что нейросети не только умеют классифицировать, но и решать нестандартные задачи. Познакомятся с правилом Хебба, Дельта-правилом с программированием и обучением нейросети на линейную аппроксимацию. Напишут программу для обучения нейросети на языке программирования Python, протестируют ее и проанализируют результат обучения.

На данный момент хочу поделиться разработкой со всеми желающими, особенно с учителями. Учителя смогут подключить ребят к интерактивной версии курсов для прохождения тестирования, а также скачать учебные пособия и рабочую программу для внутреннего пользования (весь материал авторский, защищен авторским правом и предназначен только для внутреннего пользования, для работы с детьми).

Ребята с интересом и воодушевлением занимались по программе курса, больше всего им понравилось обучать нейросеть. В индивидуальных дополнительных заданиях, сами придумывали тестовые и базовые обучающие выборки, подготавливали их к программированию. С особым интересом шла борьба за более "умную" нейросеть. (нейронка, которая обучалась за меньшее количество итераций). Также ребята прошли тестирование в интерактивной версии на сайте курса и получили электронный Сертификат в свое портфолио.

У курса "Нейросети для школьников" и собственно у автора, наконец то)))), появился сайт proneyroset.ru Сайт назвала "Нейросети". Сейчас на сайте курсы и учебные пособия по нейросетям, а также учительские услуги. Надеюсь скоро там появятся и другие апробированные разработки. (это зависит на сколько будет плодотворный год).

И собственно сами курсы:

Курс "Нейросети для школьников" получился в 3-х частях.

В первой части ребята получат знания о искусственных нейронных сетях и искусственных нейронах. Алгоритмах обучения сетей и их видах, а также научитесь рассчитывать пороговые значения, с помощью функции активации, необходимого для бучения и тестирования нейронной сети. Рассмотрят классический вариант задачи “Ирисы Фишера”- которая даст представление о обучении нейросети. Протестируют работу программы “Ирисы Фишера” с помощью обучающей выборки на языке программирования Python.

Во второй части – ребята познакомятся с простейшим видом искусственных нейронных сетей – персептронами, узнают об их устройстве, научатся создавать и обучать их. Напишут программу на языке программирования Python для работы нейросети с обучающей и тестовой выборкой. Протестируют простейшую нейросеть.

В третьей части - ребята узнают, что нейросети умеют не только классифицировать в соответствии с выборками, но и решать нестандартные задачи. Познакомятся с правилом Хебба, Дельта-правилом с программированием и обучением нейросети на линейную аппроксимацию. Напишут программу для обучения нейросети на языке программирования Python, протестируют ее и проанализируют результат обучения.

К курсу "Нейронные сети для школьников" сделала рабочую программу с тематическим планированием для удобства планирования ведения курса поурочно.

Курс можно пройти на сайте в интерактивном виде всем желающим с получением Сертификата, а можно скачать PDF формат учебного пособия и рабочей программы для ведения уроков в цифровом варианте или для печати.

Первую часть курса можно пройти Бесплатно, а Учебное пособие "Знакомство с нейросетями" приобрести. (на коробку конфет автору за труд).

Уважаемы коллеги, я была рада поделится опытом и апробированными наработками с Вами, надеюсь для кого-то мой материал будет полезен.