Slovenske hiše

V petem razredu spoznavamo slovenske pokrajine, del tega so tudi tipične hiše. Učno uro je najbolj primerno uporabiti za utrjevanje znanja.

Delotok za Orange je velik, vendar se ga ne ustrašite. Vse je že povezano, tule pa bomo vestno razložili, kaj klikniti, da dobimo tak in tak zemljevid ali sliko hiše.

Podatki in opis naloge

Če želimo, lahko že zdaj z računalnikom pokažemo slike, ki jih bodo razvrščali učenci, in podatke, povezane z njimi.

1. V Orange naložimo pripravljeni delotok. Delotok je nastavljen tako, da prebere primer podatkov s spletne strani, https://pumice.si/vrste-his/resources/paprika-vrtnica.xlsx.

2. 

   Z dvojnim klikom odpremo Pregledovalnik slik na vrhu delotoka. Z njim lahko pokažemo slike hiš, ki jih bodo učenci razvrščali. Posamične slike lahko povečujemo (z drsnikom Velikost slike ali tako, da izberemo sliko in pritisnemo preslednico).

3. 

   Z dvoklikom odpremo Zemljevid pod Pregledovalnikom slik. Pokaže točke, na katerih so posnete slike, barva pa ustreza vrsti hiše.

   Če se z miško pomaknemo na določeno točko, izvemo ime kraja. Če kliknemo določeno točko, v Pregledovalniku slik vidimo sliko hiše, ki pripada tej točki. Izberemo lahko tudi več hiš hkrati, tako da z miško narišemo pravokotnik okoli njih.

Ta del ure lahko izkoristimo tudi za ponavljanje lastnosti hiš v posamičnih pokrajinah

Delo po skupinah

Učence razdelimo v skupine po pet, v zadnjih skupinah pa so po štirje učenci. Tako je namreč najpreprosteje organizirati kasnejše vnašanje podatkov.

1. Vsaka skupina dobi komplet kartic s slikami hiš.

2. Učenci naj razdelijo kartice na štiri kupčke: panonske, alpske, kraške in “običajne”.

3. Vsak učenec (v skupinah, kjer jih je pet, bo eden prost) prevzame en kupček. Njegova prva naloga je, da uredi kartice po številkah, od nižjih proti višjim.

4. Vsaka skupna dobi tablico ali računalnik, na katerih smo že odprli spletno stran z obrazcem za vnos njihove razdelitve hiš.

5. Učenci bodo morali najprej vpisati ime skupine. Izmislijo si ga sami. To je potrebno zato, da lahko kasneje vidimo, katera skupina je pripravila katero razdelitev.

6. 

   Sledijo slike hiš. Spletna stran bo prikazovala slike hiš in skupina mora pri vsaki izbrati kupček, na katerega so jo dali. Vnašanje najboljše poteka tako, da tablico prevzame peti učenec. Ta bere zaporedne številke hiš in oglasi se učenec, na čigar kupčku je hiša s to številko. (Zato je praktično, da jih je v skupini pet, in zato je nujno, da so kupčki urejeni po številkah.) Skupine s štirimi učenci se lahko (po zgledu skupine na eni od šol, kjer smo aktivnost preskušali) organizirajo tako, da je tablica na sredi in odgovor vedno pritisne tisti učenec, na čigar kupčku je posamična hiša.

   Ko vnesejo vse odgovore, počakajo, da končajo tudi ostale skupine.

Analiza rezultatov

1. Odpremo pripravljeni delotok v programu Orange.

2. Z dvoklikom odpremo gradnik Datoteka in v polju URL zamenjamo trenutni naslov, ki prebere testni primer, z naslovom, na katerem dobimo podatke učencev. Ta je enak strani z obrazcem, le na konec moramo dodati še /data. (Če je bil obrazec, v katerega so učenci vnašali podatke, na naslovu https://data.pumice.si/zaba-princesa, so podatki na naslvou https://data.pumice.si/zaba-princesa/data.)

3. 

   Spet odpremo gradnik Zemljevid - oni, najvišji. Če spremenimo Barva iz “Vrsta” v ime ene od skupin, bodo točke pobarvane glede na odločitve te skupine.

   Vidimo, da imajo Šakali nekaj težav s kraškimi hišami, pa v Prlekiji in na Štajerskem so zagrešili dve alpski, zraven Novega mesta eno Kraško…

   Podobno storimo za vse skupine in vidimo, ali so se motili pri istih hišah. Po izkušnjah iz razreda so lahko učenci presenetljivo uspešni in narobe razvrstijo le nekaj slik.

4. 

   Če istočasno odpremo Pregledovalnik slik, lahko klikamo po točkah na Zemljevidu in vidimo pripadajoče slike. Tako se lahko pogovarjamo o tem, katere značilnosti so spregledali ali narobe razumeli.

5. 

   Napake lahko opazujemo tudi z gradnikom Pivotna tabela. Tega priključimo na Datoteka. Polje “Stolpci” lahko nastavljamo na različne skupine, na primer, v našem primeru Šakali.

   Zdaj vrstice predstavljajo dejanske tipe hiše, stoplci pa tipe, ki jih predvidijo učenci. Vidimo, da je med hišami, ki so jih šakali prepoznali kot alpske, deset alpskih, ena kraška in dve panonski. Poleg tega so eno kraško dali med običajne in eno običajno med kraške.

6. 

   Če bi radi pogledali slike hiš, pri katerih so se zmotili, odpremo Pregledovalnik, ki je priključen na Pivotno tabelo.

Bi to zmogel tudi računalnik?

V nadaljevanju ure lahko pokažemo, kako se z nalogo, ki so jo reševali učenci, spopade računalnik. Delotok je pripravljen za dva scenarija, gručenje in klasifikacijo. Ker so učenci počeli le slednje, bomo tule opisali le klasifikacijo. Več o gručenju in zakaj ga je morda smiselno vključiti v uro, pa v dodatnem gradivu za učitelje.

1. 

   Odpremo gradnik Tabela, ki je priključen na Datoteka. Pokažemo njeno vsebino: povemo, da so imena krajev in njihove koordinate ter odločitve, ki so jih naredile skupine, označene tako, da jih računalnik ne bo uporabil pri razvrščanju.

   Uporabiti sme le slike. Za vsako sliko je v tabeli spletni naslov njene slike. Računalnik jih bo najprej prenesel, nato pa mora slike pretvoriti v številke, ki bodo povedale nekaj o njihovi vsebini.

2. 

   To opravi gradnik Vložitev slik. Odpremo gradnik Tabela, ki je priključen na Vložitev slik. Pokažemo, da je ta dodal 2048 stolpcev s številkami, ki na nek način opišejo vsebino slike. Kaj pomeni posamična številka, pravzaprav ne vemo; številke so dobljene z globoko nevronsko mrežo, kakršne poganjajo (med drugim) učencem znani veliki jezikovni modeli, le da gre tu za mrežo, namenjeno obdelavi slik in ne besedil.

3. 

   Odpremo Testiraj in Meri. Ta je storil naslednje.

   • Skril je desetino slik, torej 4 ali 5 slik.
   • Ostale slike je uporabil kot učne primere: za vsako ve, kakšne vrste je in vidi onih 2048 številk. Naučil se je, kako iz teh številk določiti vrsto.
   • Za skrito desetino hiš je s tem, kar se je naučil v prejšnjem koraku, napovedal vrsto in preveril, ali se njegova napoved ujema z dejansko vrsto.
   • To je ponovil za naslednjo desetino slik … dokler ni bila vsaka od slik enkrat skrita.

   V stolpcu točnost preberemo, da je pravilno uvrstil 0,915 slik; pri 47 slikah je to 43 slik. (Ker je delitev na desetine naključna, je lahko številka tudi malenkost večja ali manjša.) Zmotil se je pri štirih. Katera od skupin je premagala računalnik?

4. 

   Gradnik Matrika zmot kaže podobno reč, kot jo je pokazal gradnik Pivotna tabela za učence. Vrstice predstavljajo dejanske tipe hiše, stolpci pa napovedi računalnika. Vidimo, da je računalnik zamenjal eno alpsko hišo za kraško, eno kraško za panonsko in dve običajni za kraški.

5. 

   Na Matriko zmot je priključen še en Zemljevid. V njem se je pojavila nova “skupina učencev” z imenom Logistična regresija - tako je namreč ime postopku, ki ga je za učenje uporabil računalnik.

   Če izberemo celico v Matriki zmot, se hiše, na katere se nanaša ta celica, pobarvajo na zemljevidu. Tako lahko vidimo, kje so hiše, pri katerih se je računalnik zmotil.

   Prav tako lahko v Pregledovalniku slik, priključenem na Matriko zmot, vidimo slike hiš, na katere se nanaša posamična celica.

Zaključek

Če se učitelj počuti dovolj suvereno, lahko tu načne pogovor o tem, kakšno delo je moral opraviti računalnik - ter kako fascinantno je, da mu to uspe.

Vsaka slika je opisana z 2048 številkami. To ni veliko: če bi te številke predstavljale točke fotografije (“piksle”) bi šlo za 2048 točk, torej črno-belo fotografijo velikosti 45 x 45 točk. V resnici te številke ne predstavljajo posamičnih točk, temveč na nek - ljudem neberljiv način - vsebujejo podatke o tem, kaj je na sliki. Iz njih lahko računalnik razbere, ali je na sliki hiša ali maček, je na sliki poleg hiše kakšno drevo - in na kateri strani hiše, in ali je hiša krita s slamo, skodlami ali opeko.

Računalniku je bilo v vsakem krogu učenja na voljo 42 ali 43 hiš različnih vrst, torej približno 10 slik posamične vrste. Iz njih se je moral - zgolj na podlagi teh številk in s tako malo slikami! - naučiti, katere številke so tipične za posamično vrsto hiše.

Tudi računalnikarji smo vedno znova presenečeni, da to v resnici deluje - in to tako dobro.