Эксперные системы распознавания химических веществ в электронных таблицах

 

Экспертные системы распознавания химических веществ

 

Цель урока : 

Обучающая:

1.      Научить строить модель распознавания химических веществ.

2.      Формировать представление учащихся о моделировании как основном методе познания;

3.      Закрепить навык работы в электронных таблицах Excel;

Воспитательная:

4.      Содействовать осознанию учащимися ценности изучаемого предмета.

Развивающая:

5.      Развивать у учащихся умения анализировать, выделять существенные признаки и свойства объектов.

Ход урока.

1.      Организационный момент

2.      Объяснение нового материала.

Профессиональные экспертные системы — это интеллек­туальные программы, способные делать логические выводы на основе знаний из конкретной предметной области, обес­печивающие решение диагностических задач и способные заменить специалиста (эксперта). Профессиональные экс­пертные системы имеют довольно сложную структуру и состоят обычно из нескольких компонентов (модулей):

•  механизма представления знаний в конкретной предмет­ной области (базы знаний);

•  механизма, который на основании знаний, имеющихся в базе знаний, способен делать логические выводы (ме­ханизма  логического вывода);

•  пользовательского интерфейса ведения диалога «эксперт­ная система — пользователь»;

•  механизма получения знаний от эксперта;  этот механизм позволяет дополнять и развивать базу знаний (модуль приобретения знаний);

•  механизма, дающего комментарии и разъяснения най­денного   решения (модуля советов и объяснений).

Простейшие модели экспертных систем, учебные эксперт­ные системы способны «решать» гораздо более простые зада­чи и, естественно, имеют намного более простую структуру. В школьном курсе встречается достаточно много учебных си­туаций, когда ученик выступает в роли эксперта и должен распознать (идентифицировать) тот или иной объект. Обычно такие задачи выполняются учеником методом проб и оши­бок, без осознания и   фиксации стратегии поиска.

Создание учебной экспертной системы как раз и является осознанием и фиксацией последовательности рассуждений (действий), которая приводит к распознаванию того или иного объекта среди некоторой совокупности.

№ Внешний вид Взаимодействие раствора удобрения Удобрение (результат распознава­ния) с H2S04 с BaCI с раство­ром щелочи 1 Белая кристал­лическая масса или гранулы Выделя­ется бу­рый газ — Ощущается запах аммиака Аммиачная селитра 2 ~3~~ Крупные бесцветные кристаллы Выделя­ется бу­рый газ Небольшое помутнение раствора - Натриевая селитра Мелкие светло-серые кристаллы — Выпадает белый осадок Ощущается запах аммиака Сульфат аммония 4 Светло-серый порошок или гранулы — Выпадает белый осадок — Суперфосфат СП Розовые кристаллы — —   Сильвинит 6 Бесцветные кристаллы — —   Калийная соль

Таблица  Свойства удобрений

В качестве примера рассмотрим лабораторную ра­боту по химии «Распознавание химических удобрений». На уроке химии вы, совместно с учителем,  провели серию опытов. Результаты оформили в виде таблицы.

 

Стратегия поиска может быть представлена в виде дерева поиска на основе структуры «если...то...иначе», причем мо­жет быть множество различных деревьев с различным ко­личеством шагов. Выбор оптимальной стратегии распознава­ния (достижения цели за минимальное число шагов) и будет являться созданием учебной экспертной системы. Такая стратегия будет реализована, если каждый шаг будет макси­мально уменьшать неопределенность (нести максимальное количество информации).

Формальная модель.

 

 

 

3. Выполнение практической работы

1.      Оформите таблицу в соответствии с рис. 1

 

 

 

2.      В ячейку В15 ввести формулу (в одну строку и без пробелов):

 

=ЕСЛИ((C6=1)*(C7=1);"Аммиачная селитра";

ЕСЛИ((C6=1)*(C7=2);"Натриевая селитра";

ЕСЛИ((C6=2)*(C8=1)*(C7=1);"Сульфат аммония";

ЕСЛИ((C6=2)*(C8=1)*(C7=2);"Суперфосфат";

ЕСЛИ((C6=2)*(C8=2)*(C9=1);"Сильвинит";

ЕСЛИ((C6=2)*(C8=2)*(C9=2);"Калийная соль";

"Обратите внимание если да то введите - 1, если нет тогда -  2"))))))

 

3.      Введите ответы на поставленные вопросы, обращая внимание на то что если на ответ на вопрос – нет – тогда в ячейку введите 2, если – да – тогда – 1.

4.      Проверьте правильность введенной вами формулы проведя процедуру распознавания для каждого вещества.

4. Итог урока.
5. Домашнее задание §5.11

Литература: Н. Д. Угринович «Информатика и ИКТ» 10-11 кл.