"Бағдарламалау мен информатиканы оқытудағы жасанды интеллект технологияларының интеграциясы"

"Бағдарламалау мен информатиканы оқытудағы жасанды интеллект технологияларының интеграциясы"

Қазіргі заманда білім беру саласы жылдам өзгеруде. Жасанды интеллект (ЖИ) технологияларының дамуы білім беру процесін жаңа деңгейге көтеруге мүмкіндік береді. Жасанды интеллект (ЖИ) технологиялары қазіргі уақытта білім беру саласында, соның ішінде программалау және информатиканы оқытуда үлкен өзгерістер әкелуде. Бұл технологиялар оқыту процесін жаңа деңгейге көтеріп, оқушыларға more personalized және тиімді білім алу мүмкіндіктерін ұсынады. Жасанды интеллекттің көмегімен оқушылардың оқу процесін тиімді ету, жеке қажеттіліктеріне сай оқу жоспарын жасау, тапсырмаларды автоматты түрде тексеру және қателерді түсіндіру сияқты мүмкіндіктер ашылды. Мақалада біз жасанды интеллект технологияларының бағдарламалау мен информатика пәндерін оқытуда қалай интеграциялануы мүмкіндігін талқылаймыз. Технологиялардың қарқынды дамуы әсерінен өзгерістерге ұшырауда. Әсіресе, ақпараттық технологиялар мен жасанды интеллект (жасанды интеллект) жүйелерінің интеграциясы білім беру процесін жетілдіруде маңызды рөл атқарады. Бағдарламалау мен информатика пәндерін оқытуда жасанды интеллект технологияларының қолданылуы білім алушыларға жаңа мүмкіндіктер ашады. Жасанды интеллект оқушыларға жеке оқу траекторияларын ұсынуға, олардың оқу үрдісін автоматтандыруға, әрі қателерді жедел анықтап, түсіндірме беру арқылы оқыту сапасын арттыруға көмектеседі. Сонымен қатар, жасанды интеллект құралдары оқушылар білім деңгейін бақылап, оқу материалдарын тиімді түрде ұсынуға ықпал етеді.

Осыған байланысты, бағдарламалау мен информатика пәндерін оқытуда жасанды интеллект технологияларын интеграциялау білім беру жүйесінің жаңашылдығы мен тиімділігін арттыруда үлкен мүмкіндіктер береді. Бұл мақалада біз жасанды интеллекттің бағдарламалау және информатика саласындағы оқыту үдерісіне қосқан үлесі мен оның тиімділігіне жан-жақты талдау жасаймыз. жасанды интеллект технологияларын пайдалану арқылы оқушылар бағдарламалау тілдерін үйрету, деректерді өңдеу мен талдау, автоматтандырылған жүйелерді қолдану мүмкіндіктері кеңейіп, оқыту процесінің жаңа деңгейіне көтерілуі мүмкін. ЖИ алгоритмдері оқушылардың білім деңгейін, оқу жылдамдығын және қызығушылықтарын талдай отырып, оларға ең қолайлы оқу материалдарын ұсынады.Мысалы, егер оқушы Python тілін жақсы меңгерсе, онда ЖИ оған Python-ға қатысты күрделірек тапсырмалар мен жобаларды ұсына алады.

Жасанды интеллект (ЖИ) педагогикалық оқыту саласында бағдарламалау мен информатика пәндерін оқыту үдерісін түбегейлі өзгерте алады. Бұл технологиялар білім беру жүйесін жаңғыртуға және оқыту әдістерін жаңарту арқылы оқушылардың нәтижелерін жақсартуға ықпал етеді. Жасанды интеллектті педагогикалық контексте қолданудың бірқатар негізгі аспектілері мен әдістері бар:

1. Жеке оқыту (Personalized Learning)

Жасанды интеллекттің ең үлкен артықшылықтарының бірі — оқушылардың жеке қажеттіліктерін ескере отырып, оқу материалдарын бейімдеу мүмкіндігі. Әр оқушының білім деңгейі мен оқу қарқыны әртүрлі болғандықтан, ЖИ жүйелері оқушылардың нәтижелерін талдай отырып, әр оқушы үшін жеке оқу жоспарларын құра алады.

• Мысалы: Оқушы бағдарламалау тілдеріндегі синтаксистік қатені жиі жіберсе, ЖИ жүйесі сол қателіктерді түсіндіретін арнайы жаттығулар мен ресурстар ұсына алады.

2. Автоматты бағалау және кері байланыс

Жасанды интеллект бағдарламалау және информатика пәндерінде оқушылардың жұмысын автоматты түрде тексере алады. Бұл жүйелер кодтың синтаксистік қателіктерін, логикалық қателіктерін, әрі шешімнің тиімділігін анықтап, оқушыларға нақты кері байланыс бере алады.

• Мысалы: Оқушылар бағдарламалық кодының нәтижесі дұрыс болмаса, ЖИ жүйесі қателік туралы ақпарат беріп, қалай түзету керектігін көрсетеді.

3. Интерактивті оқыту құралдары мен ойындар

Жасанды интеллектті қолдану арқылы оқушылар тапсырмаларды орындау барысында ойын түрінде белсенді оқу процесін ұсынуға болады. Бұл әсіресе күрделі тақырыптарды үйрену кезінде тиімді болуы мүмкін.

• Мысалы: ЖИ көмегімен жасалған бағдарламалау бойынша ойындар мен симуляциялар оқушылар өздерінің білімін тәжірибеде тексеруге, жаңа тапсырмаларды шешу арқылы дағдыларын жетілдіруге мүмкіндік береді.

4. Қосымша оқыту көмекшілері (AI Tutoring)

Жасанды интеллектті қолданатын оқыту көмекшілері оқушылардың сұрақтарына жауап бере алады, түсініксіз тақырыптар бойынша қосымша ресурстар ұсына алады және оқушыларға нақты уақыт режимінде көмектесе алады. Бұл оқушыларға оқытушының бақылауында болмай тұрғанда да оқуды жалғастыруға мүмкіндік береді.

• Мысалы: Оқушы өзінің тапсырмасын орындап жатқан кезде ЖИ көмекшісі оған бағдарламалаудың әртүрлі аспектілерін түсіндіре алады, сондай-ақ оның сұрақтарына нақты жауап береді.

5. Оқытушының жүктемесін жеңілдету

Жасанды интеллект оқу процесін автоматтандырып, мұғалімдерге көптеген міндеттерден босатуға көмектеседі. Мысалы, тапсырмаларды тексеру, әртүрлі дағдыларды бағалау және т.б. Бұл мұғалімдерге оқушылармен тереңірек жұмыс істеуге және білім берудің сапасын арттыруға мүмкіндік береді.

• Мысалы: Оқытушы тексерген кезде ЖИ жүйесі қателіктерді көрсетіп, өздігінен бағалау жүргізіп, нәтижелерді баяндай алады.

6. Динамикалық оқыту мазмұнын жаңарту

Жасанды интеллект оқыту мазмұнын үнемі жаңартып отыруға мүмкіндік береді. Әр оқушы жетістіктеріне қарай оқу жоспарын қайта қарауға болады. Бұл тәсіл оқушының оқу үдерісінің нақты бағытын бақылауға және жетілдіруге мүмкіндік береді.

• Мысалы: Егер оқушы бір тақырыпты толық меңгерген болса, ЖИ жүйесі оны келесі, күрделі тақырыпқа бағыттай алады.

7. Алгоритмдер мен сыни ойлауды дамыту

Жасанды интеллекттің көмегімен оқушыны бағдарламалау мен информатиканың негізгі тұжырымдамаларымен таныстыру оңай болады. ЖИ алгоритмдерді және сыни ойлауды үйретуге көмек береді, оқушылар күрделі есептерді шешу әдістерін үйренеді.

• Мысалы: ЖИ жүйесі оқушылардың логикалық ойлау дағдыларын дамытуға арналған тапсырмаларды ұсына алады, мысалы, алгоритмдерді оңтайландыру, деректерді өңдеу және т.б.

8. Мультимедиялық және көпқырлы оқыту ресурстары

Жасанды интеллект мультимедиялық ресурстарды (бейнемазмұн, анимациялар, интерактивті графика) оқушыларға ұсынып, олардың оқу процесін қызықты әрі тиімді ете алады. Бұл әсіресе күрделі түсініктер мен бағдарламалау тілдерін оқыту кезінде пайдалы.

• Мысалы: ЖИ жүйесі оқушылардың өз деңгейіне сәйкес келетін бейне мазмұнды немесе анимацияларды ұсынуы мүмкін.

Жасанды интеллекттің программалау және информатиканы оқытудағы рөлі:

• Жекелендірілген оқыту: ЖИ алгоритмдері оқушылардың білім деңгейін, оқу жылдамдығын және қызығушылықтарын талдай отырып, оларға ең қолайлы оқу материалдарын ұсынады.

• Автоматтандырылған бағалау: ЖИ оқушылардың тапсырмаларын автоматты түрде бағалап, оларға кері байланыс береді. Бұл оқытушылардың уақытын үнемдеуге және оқушылардың білімдерін тез арада жетілдіруге көмектеседі.

• Интерактивті оқыту: ЖИ негізіндегі чат-боттар және виртуалды ассистенттер оқушылардың сұрақтарына жауап беріп, оларға қажетті ақпаратты ұсынады.

• Ойын элементтерін қолдану: ЖИ технологиялары оқыту процесін қызықты және тартымды ету үшін ойын элементтерін қолдануға мүмкіндік береді.

• Виртуалды зертханалар: ЖИ оқушылардың қауіпсіз және қолжетімді ортада программалау және информатика бойынша практикалық дағдыларды меңгеруге мүмкіндік беретін виртуалды зертханалар құруға мүмкіндік береді.

Жасанды интеллекттің программалау және информатиканы оқытудағы артықшылықтары:

• Оқытудың тиімділігін арттыру: ЖИ технологиялары оқыту процесін more personalized және интерактивті ете отырып, оның тиімділігін арттырады.

• Студенттердің мотивациясын арттыру: Ойын элементтері және интерактивті оқыту әдістері студенттердің пәнге деген қызығушылығын және мотивациясын арттырады.

• Оқытушылардың жүктемесін азайту: ЖИ автоматтандырылған бағалау және басқа да функциялары оқытушылардың жүктемесін азайтып, оларға more time for individual work with students.

• Білімге қолжетімділікті арттыру: ЖИ технологиялары арқылы білім алу кез келген уақытта және кез келген жерде мүмкін болады.

Жасанды интеллект технологияларының бағдарламалау мен информатиканы оқытудағы рөлі

Жасанды интеллект (жасанды интеллект) — адамның ақыл-ойын модельдейтін және деректерді өңдеуге негізделген алгоритмдер мен жүйелердің жиынтығы. Оқытудың бұл әдісі білім беру саласындағы көптеген мәселелерді шешуге ықпал етеді, әсіресе бағдарламалау мен информатика пәндерінде. Жасанды интеллект технологияларының негізгі артықшылықтары олардың оқушылардың жеке қажеттіліктерін ескере отырып, оқытуды тиімді ұйымдастыру мүмкіндігі болып табылады. Бағдарламалау мен информатика пәндерін оқытуда жасанды интеллект интеграциясының бірнеше негізгі бағыттарын қарастыруға болады.

Автоматтандырылған бағалау және кері байланыс

Бағдарламалау мен информатика саласындағы білімді бағалау дәстүрлі әдістермен салыстырғанда жиі уақытты көп алатын және бірдей деңгейдегі тапсырмаларды әр оқушы үшін қайта тексеруді қажет етеді. Жасанды интеллект бұл процесті автоматтандыру арқылы тиімділікті арттырады. Мысалы, жасанды интеллект негізінде жұмыс істейтін жүйелер бағдарламалық кодты автоматты түрде тексереді, оқушылардың жазған бағдарламаларын бағалайды және қателерді анықтап, оларды қалай түзету керектігін түсіндіреді. Бұл оқушыларға қателерін өз бетімен түзету мүмкіндігін беріп, оқу процесін жеделдетеді. Сонымен қатар, жасанды интеллект жүйелері оқушылардың қателері мен жетістіктерін талдай отырып, келесі тапсырмаларды ұсына алады, бұл жеке көзқарас пен деңгейге сай оқытуға ықпал етеді.

Персонализацияланған оқыту

Әрбір оқушы оқу стилі мен деңгейі әртүрлі, сондықтан бірдей оқу әдістері барлық оқушылар үшін тиімді болмауы мүмкін. Жасанды интеллект технологиялары оқушының жетістіктерін бақылап, олардың қателерін, күшті және әлсіз жақтарын анықтайды. Бұл ақпарат негізінде жүйе оқушыға жеке оқу жоспарын ұсынады, әрі оқу материалдарын сол деңгейде ұсынады. Мысалы, жасанды интеллект жүйелері оқушының бағдарлама тілін қаншалықты меңгергенін бағалап, оқу траекториясын автоматты түрде реттей алады. Бұл жеке қажеттіліктер мен қызығушылықтарға негізделген оқыту әдісін ұсына отырып, оқушылардың өз қарқынымен тиімді оқуына ықпал етеді.

Интерактивті оқыту құралдары және виртуалды көмекшілер

Жасанды интеллект негізінде жұмыс істейтін виртуалды көмекшілер мен чат-боттар бағдарламалау мен информатика пәндерін оқытуда студенттерге маңызды көмек көрсетеді. Мұндай құралдар оқушыға нақты уақыт режимінде сұрақтар қоюға, түсінбеген жерлерін анықтауға және тапсырмаларды орындау барысында көмек алуға мүмкіндік береді. Мысалы, чат-боттар оқушыларға код жазу кезінде кездесетін қиындықтар туралы сұрақ қоюға мүмкіндік береді және автоматты түрде дұрыс жауаптар немесе кеңестер береді. Бұл оқушыларға өздігінен көмек алуға және қателерін түзетуге мүмкіндік береді.

Машиналық оқыту және деректерді талдау

Информатика пәнінде жасанды интеллект және машиналық оқыту әдістерін қолдану оқушыларға деректерді жинау, өңдеу және талдау бойынша практикалық дағдыларды дамытуға мүмкіндік береді. Жасанды интеллект оқушылардың деректерді талдау қабілетін арттырып, оларға түрлі алгоритмдер мен модельдерді қолдануды үйретеді. Сонымен қатар, машиналық оқыту негізінде оқушылар тек теориялық білім алып қана қоймай, сонымен бірге нақты деректермен жұмыс істеу арқылы өздерінің практикалық дағдыларын дамытады.

Геймификация және жасанды интеллект құралдарының визуализациясы

Жасанды интеллект ойын технологияларымен біріктірілгенде, бағдарламалау мен информатика пәндерін оқыту процесін қызықты әрі жеңіл етеді. Геймификация әдісі оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттырады. Жасанды интеллект құралдары арқылы бағдарламалау процесі ойын түрінде берілуі мүмкін, мысалы, әрбір шешім үшін балл алу немесе тапсырмаларды уақытқа қарсы орындау. Бұл әдіс оқушылардың оқу процесінде белсенді қатысуын және оқудың қызықты әрі мотивацияланған болуын қамтамасыз етеді. Сондай-ақ, визуализация құралдары оқушыларға күрделі алгоритмдерді немесе код құрылымдарын жеңіл әрі түсінікті түрде көрсетуге мүмкіндік береді.

ЖИ негізіндегі онлайн платформалар және курстар

Жасанды интеллектті қолданатын онлайн платформалар мен курстар бағдарламалау мен информатиканы оқытуда үлкен рөл атқарады. Бұл платформалар оқушыларға кез келген уақытта, кез келген жерде оқу мүмкіндігін береді, сондай-ақ оларға автоматтандырылған кері байланыс пен оқыту материалдарының кең ауқымын ұсынады. Мысалы, Codeacademy, Coursera, edX сияқты онлайн платформалар жасанды интеллект технологияларын пайдалана отырып, оқушыларға бағдарламалау тілдері мен әдістерін үйретеді, әрі олардың деңгейіне сай оқу материалдарын ұсынады. Бұл онлайн платформалар арқылы әрбір оқушы өз қарқынымен білім алып, үйренгендерін бірден қолдана алады.

ЖИ технологияларының артықшылықтары мен қиындықтары

Артықшылықтары:

• Жеке оқу бағдарламалары: жасанды интеллект жүйелері студенттің оқу барысын бақылай отырып, оның қажеттіліктеріне сай оқу жоспарын ұсына алады.

• Тиімді кері байланыс: Оқушылар қателерін дер кезінде түзетіп, оларды түсінуге мүмкіндік алатын тиімді кері байланыс жүйесі.

• Автоматтандырылған тексеру: Бағдарламалық кодтарды автоматты түрде тексеру оқу процесін жеделдетіп, мұғалімдерге уақыт үнемдеуге көмектеседі.

Қиындықтары:

• Технологияның қымбаттылығы: жасанды интеллект жүйелерін енгізу және оларды дамыту елеулі шығындарды талап етеді.

• Деректерді қорғау: Оқушылардың жеке деректерінің қауіпсіздігі мен құпиялығын сақтау мәселесі өте маңызды.

• Адам факторын алмастыру мүмкіндігі: Жасанды интеллект мұғалімнің толық орнына келе алмайды, себебі мұғалімнің тәжірибесі мен білімінің маңызды рөлі бар.

Жасанды интеллект технологиялары білім беру саласында зор мүмкіндіктер ашады. Оқушылардың білім алу сапасын арттыру, олардың жаңа технологиялармен жұмыс істеу дағдыларын жетілдіру және білім беру жүйесін жаңартуда маңызды рөл атқарады.

Жасанды интеллекттің бағдарламалау мен информатиканы оқытудағы педагогикалық қолданылуы білім беру процесін жекелендіруге, автоматтандыруға, оқу сапасын арттыруға және оқушылардың нәтижелерін жақсартуға мүмкіндік береді. Оқытушылар мен студенттер үшін ЖИ бірдей тиімді болуы үшін оқу процесін сауатты ұйымдастыру маңызды. Жасанды интеллекттің мұғалімдер мен оқушылар үшін қолайлы оқыту құралдарын ұсынуы білім беру саласын жаңа деңгейге көтереді.

Жасанды интеллект технологияларының бағдарламалау мен информатика пәндерін оқытудағы интеграциясы білім беру жүйесінде маңызды өзгерістер мен жаңа мүмкіндіктер туғызуда. Жасанды интеллект жүйелері оқыту процесін автоматтандыруға, оқушылардың жеке қажеттіліктеріне сәйкес оқу жоспарларын жасауға, және тапсырмаларды жедел әрі тиімді тексеруге мүмкіндік береді. Бұл технологиялар студенттерге өздерінің қателерін тез анықтап, оларды түзету үшін қажетті түсініктер мен кеңестер алуға көмектеседі, сонымен қатар оқушылардың өздігінен жұмыс істеу дағдыларын дамытады.

Жасанды интеллект негізіндегі онлайн платформалар, виртуалды көмекшілер, автоматтандырылған бағалау және персонализацияланған оқыту жүйелері бағдарламалау мен информатиканы үйрену процесін жеңілдетеді және қызықты етеді. Жасанды интеллект арқылы оқушыларға бағдарламалау тілдеріне негізделген тапсырмаларды орындау кезінде нақты уақыт режимінде кері байланыс беріліп, олардың деңгейіне сай оқу траекториясы ұсынылады. Бұл білім алушыларға тек теориялық білімді емес, практикалық дағдыларды да меңгеруге мүмкіндік береді.

Алайда, жасанды интеллект технологияларының қолданылуы бірқатар қиындықтарды да әкеледі. Олардың ішінде құралдардың қымбаттылығы, деректердің қауіпсіздігі мен құпиялылығын сақтау, сондай-ақ технологияның мұғалімнің тәжірибесі мен оқыту әдістерін толық алмастыра алмайтындығы сияқты мәселелер бар. Осыған қарамастан, жасанды интеллект технологияларының тиімділігі мен әлеуеті оның білім беру саласында кеңінен қолданылуына мүмкіндік береді. Бағдарламалау мен информатиканы оқытуда жасанды интеллектті интеграциялау білім беру сапасын арттырудың маңызды құралы болып табылады. Бұл жаңа тәсілдер оқушыларға білім алу процесін әлдеқайда тиімді әрі қызықты етуге, жеке қажеттіліктерін ескере отырып, оқыту материалдарын ұсынуға мүмкіндік береді. Болашақта жасанды интеллект технологияларының білім беру саласында қолданылуы тек кеңейіп қана қоймай, жаңа мүмкіндіктермен толықтырылады, ал бұл өз кезегінде оқыту әдістерінің сапасын арттырып, білім алушылардың табысты болашағына ықпал етеді.

Әдебиеттер тізімі:

1. Білім беру ұйымдарына электрондық оқыту жүйесін енгізу жағдайында педагогтардың біліктілігін арттыруды қйымдастыру әдістемесі / Ахметова Г.К., Караева Ж.А., Мухамбетжанова С.Т.// Алматы: АҚ «ҰБАО «Өрлеу», 2013

2. Болатбекұлы Ж. Шын әлемдегі виртуал өмір, 2023. [Электрондық ресурс]/ – Қолжетімділік: https://kazgazeta.kz/ news/133911 (мәлімет қаралған күн: 29.03.2023)

3. Cunningham, D. J., & Roberts, T. S. (2018). "Teaching Programming: A Practical Guide." Бұл кітапта бағдарламалауды оқытудағы теориялық және практикалық аспектілер қарастырылған. Кітаптың мақсаты — оқушыларға бағдарламалау дағдыларын тиімді үйрету үшін қолданылатын әдістер мен құралдарды ұсыну.

4. Ермеков, А.Қ. (2005). "Информатика және ақпараттық технологиялар".
   Бұл кітап информатика пәні мен ақпараттық технологиялар саласында негізгі теориялық және практикалық аспектілерді қамтиды. Автор бағдарламалаудың негізгі принциптерін түсіндіруде және программалау тілдерін оқытудың әдістемелерін баяндауда тиімді тәсілдерді қолданады.

5. Тасбулатова А.А. (2023). «Python бағдарламалау тіліне» арналған есептер жинағы