Курымбаева Гулнара Калдарбековна

Шымкент қаласы

№58 жалпы орта білім беретін мектебінің

биология пәнінің мұғалімі

Биология сабақтарындағы зерттеу дағдыларын дамытудың инновациялық жолдары: Жасанды Интеллект құралдарын кіріктіру

Аннотация

Биология сабақтарында оқушылардың зерттеу дағдыларын дамытудағы Жасанды Интеллект (ЖИ) құралдарын қолданудың әдістемелік негіздері мен тәжірибелік жолдарын қарастырады. Дәстүрлі оқыту әдістерінің деректерді талдау және ғылыми болжам жасау сияқты күрделі дағдыларды қалыптастырудағы шектеулеріне назар аударылады. ЖИ-ға негізделген виртуалды зертханалар, деректерді визуалдау және Табиғи Тілді Өңдеу (NLP) құралдары арқылы оқушылардың зерттеу құзыреттіліктерін арттырудың тиімділігі дәлелденеді.

Кіріспе

Қазіргі ғылым мен технологияның қарқынды дамуы, әсіресе биологиядағы "Big Data" (Үлкен Деректер) дәуірінің келуі, оқушылар алдына жаңа талаптар қояды. Бұл тек ақпаратты меңгеру емес, сонымен қатар ғылыми деректерді талдау, жүйелеу және олардың негізінде дәлелді қорытындылар шығару сияқты жоғары деңгейдегі зерттеу дағдыларын қажет етеді.

Дәстүрлі биология сабақтарындағы зертханалық жұмыстар көбінесе шектеулі деректермен және алдын ала белгіленген нәтижелермен жұмыс істеуге негізделген. Бұл оқушылардың шынайы ғылыми ортадағы күрделі мәселелерді шешуге дайындығын төмендетеді. Осы орайда, Жасанды Интеллект (ЖИ) технологияларын білім беру процесіне кіріктіру – бұл мәселені шешудің инновациялық жолы болып табылады. ЖИ оқушыларға ауқымды деректер жиынымен жұмыс істеуге, гипотезаларды жылдам тексеруге және ғылыми модельдеу арқылы логикалық ойлауын дамытуға мүмкіндік береді.

Мақсаты – ЖИ құралдарын қолдану арқылы биология сабақтарындағы зерттеу дағдыларын дамытудың тиімді әдістемелік тәсілдерін ұсыну және олардың оқу процесіндегі әлеуетін ашу.

Жасанды Интеллектті білім беруге енгізу мәселесі соңғы онжылдықта педагогикалық және технологиялық зерттеулердің негізгі тақырыбына айналды. Ғалымдар ЖИ-дың оқу процесін жекелендіру, оқу материалдарын бейімдеу және мұғалімдердің жұмысын жеңілдетудегі маңызын атап көрсетеді (Смит, 2021). Алайда, ЖИ-дың биология сияқты нақты ғылыми пәндердегі зерттеу дағдыларын қалыптастырудағы рөлі әлі де терең зерттеуді қажет етеді.

Биологиялық зерттеулерде ЖИ қазірдің өзінде генетика, ақуыздарды болжау және дәрі-дәрмек жасау сияқты күрделі салаларда кеңінен қолданылады. Бұл ЖИ-дың есептеу және талдау қабілетінің жоғары екенін көрсетеді. Осы мүмкіндіктерді мектеп сабақтарына әкелу арқылы оқушыларға ғылыми-зерттеу жұмысының шынайы тәжірибесін беруге болады. Мұндай интеграция оқушыларға тек "неге?" деген сұраққа жауап іздеуді ғана емес, сонымен қатар "қалай?" деген сұраққа жауап беретін – деректерді өңдеу әдістемесін үйренуге мүмкіндік береді.

ЖИ Құралдарының Зерттеу Дағдыларын Дамытудағы Рөлі

ЖИ құралдарын биология сабақтарына енгізу оқушылардың үш негізгі зерттеу дағдысын тиімді дамытады:

2. Деректерді Талдау және Визуалдау

Биологиялық зерттеулерде жиі кездесетін сансыз деректерді (микробиологиялық сынамалар, экологиялық бақылау нәтижелері) адам күшімен талдау қиын. ЖИ-ға негізделген визуалдау бағдарламалары оқушыларға бұл деректерді автоматты түрде графиктерге, диаграммаларға және 3D модельдерге айналдыруға көмектеседі. Мысалы, оқушылар ЖИ-ды пайдалана отырып, әртүрлі аймақтардағы биоалуантүрліліктің өзгеру үрдісін талдап, осы өзгерістердің ықтимал себептерін (қоршаған орта факторлары) өз бетінше анықтай алады. Бұл олардың критикалық ойлау және интерпретациялау дағдыларын айтарлықтай жақсартады.

2. Виртуалды Зертханалар және Симуляциялар

ЖИ-мен басқарылатын виртуалды зертханалар оқушыларға нақты зертханада жүргізу мүмкін емес немесе қауіпті тәжірибелерді жасауға жол ашады. Мысалы, генетикалық инженерия немесе ұзақ мерзімді экологиялық процестерді симуляциялау. ЖИ тәжірибе барысындағы барлық өзгерістерді бақылайды, оқушының жасаған қателіктерін тіркеп, сол қателіктердің теориялық негіздемесін түсіндіреді. Бұл оқушылардың тәжірибе жоспарлау және қателіктерді талдау дағдыларын қалыптастыру үшін таптырмайтын құрал.

3. Ғылыми Болжамдау (Гипотеза Құру)

ЖИ машиналық оқыту алгоритмдерінің көмегімен бұрынғы деректер негізінде ықтимал нәтижелерді модельдей алады. Оқушылар ЖИ-дан климаттың өзгеруіне байланысты белгілі бір өсімдік түрінің таралу ареалының қалай өзгеретіні туралы болжам жасауды сұрай алады. Осылайша, оқушы өзінің ғылыми болжамын (гипотезасын) ЖИ моделінің нәтижесімен салыстырып, оны дәлелдеуге немесе теріске шығаруға үйренеді. Бұл ғылыми мәселені тұжырымдау дағдысын жетілдіреді.

Зерттеу барысында мұғалім Жасанды Интеллект құралдарын кіріктіру арқылы оқушылардың жас ерекшеліктеріне сай, қызықты әрі жеңіл цифрлық платформаларды таңдап, сабақтарда тиімді қолданды. Kahoot, Bamboozle, WordWall, Froggy Jumps, Phet Colorado сияқты платформалар оқушылардың белсенді қатысуына жол ашып, пәнге деген қызығушылығын арттырды. YouTube бейнемазмұн мен жасанды интеллект құралдарын қолдану сабақтарды барынша тартымды әрі түсінікті етті

Қорытынды

Биология сабақтарындағы зерттеу дағдыларын дамыту үшін Жасанды Интеллект технологияларын кіріктіру – қазіргі білім беру жүйесінің ажырамас бөлігі. ЖИ тек оқу материалын жеткізуші ғана емес, сонымен қатар оқушыларға шынайы ғылыми-зерттеу әдістемесін меңгеруге көмектесетін күрделі құрал болып табылады. Ол оқушыларды деректерді талдауға, күрделі болжамдар жасауға және тәжірибелерді оңтайландыруға үйретеді, бұл оларды болашақ ғылыми және кәсіби ортаға толық дайындайды.

Болашақ зерттеулер ЖИ-ға негізделген оқытудың оқушылардың зерттеу дағдыларына нақты әсерін сандық өлшеуге және ЖИ-дың мұғалімдердің оқу бағдарламасын жекелендірудегі рөлін зерттеуге бағытталуы тиіс.

Әдебиеттер Тізімі

1. Аймағамбетова, Қ. З. (2023). Жоғары мектепте жасанды интеллект технологияларын қолданудың педагогикалық негіздері. Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференция материалдары. Астана: Ғылым.

2. Базарбаева, А. С. (2021). Биология сабақтарындағы сандық құралдардың оқушылардың зерттеу жұмыстарына әсері. Педагогикалық ғылымдар журналы, № 4 (45), 88-95.

3. Нұрғалиева, А. Б. (2020). Биология сабақтарындағы оқушылардың зерттеу құзыреттіліктерін қалыптастыру. Білім және Ғылым, № 2 (40), 120-127.

4. Окунева, А. А. (2019). Использование больших данных в биологическом образовании. Информатизация образования: теория и практика, Т. 19, № 1, 55-65. (Орысша дереккөз).

5. Смит, Р. (2021). The Role of