ФИЗИКА САБАҒЫНДА ЖАСАНДЫ ИНТЕЛЛЕКТІ ПАЙДАЛАНУ МҮМКІНДІКТЕРІ

Аяпбергенова Жаухар Оразгалиевна

Қостанай облысы әкімдігі білім басқармасының «Лисаков қаласы

білім бөлімінің Абай атындағы жалпы білім беретін мектебі» КММ

физика пәні мұғалімі

Аннотация

Мақалада физика пәнін оқытуда жасанды интеллектіні (ЖИ) қолданудың негізгі бағыттары, тиімділігі мен әлеуеті жан-жақты талданады. ЖИ технологиялары оқупроцесін жекелендіруге, виртуалды зертханалар арқылы тәжірибелерді модельдеуге,күрделі физикалық құбылыстарды визуализациялауға және мұғалім жұмысының тиімділігін арттыруға мүмкіндік беретіні айқындалады. Сонымен қатар ЖИ-діқолдану барысында туындайтын қиындықтар мен шектеулер қарастырылып, оларды шешу жолдары ұсынылады. Зерттеу қазіргі білім беру жүйесіндегі цифрлық трансформацияның маңызын көрсетеді.

Физикада көптеген абстрактілі ұғымдар, күрделі формулалар, қауіпсіздік талаптары жоғары тәжірибелер, түсіндіруді қажет ететін күрделі процестер бар. Осыған байланысты жасанды интеллектті тиімді пайдалану оқытуды сапалы жаңа деңгейге көтереді. Мақаланың мақсаты – физика сабағын оқытуда ЖИ қолдану мүмкіндіктерін ғылыми-әдістемелік тұрғыда талдап көрсету.

Қазіргі білім беру кеңістігі технологиялық эволюцияның жаңа кезеңіне қадам басты. Бұл кезеңнің басты ерекшелігі – жасанды интеллектті (ЖИ) білім беру процесінің барлық бағыттарына енгізу. Дәстүрлі оқыту әдістері жаңа цифрлық құралдармен толықтырылып, оқушының жеке қабілеттеріне бейімделген динамикалық орта қалыптасуда. Физика сабағы – ғылыми-теориялық әрі тәжірибеге негізделген пәндердің бірі. Сондықтан ЖИ-дің физикадағы орны ерекше.

1. Жасанды интеллекттің білім берудегі рөлі

ЖИ – адам интеллектісін имитациялайтын алгоритмдер жиынтығы. Білім беру контекстінде бұл технологиялар оқушының оқу үрдісін автоматты талдап, жеке бағдар беру арқылы тиімділік пен қолжетімділікті арттырады.ЖИ-дің білім беру жүйесіндегі негізг іфункциялары: оқу материалдарын автоматты түрде бейімдеу;оқу үрдісі туралы аналитикалық мәліметтерді ұсыну;оқу контентін автоматты құрастыру;

Виртуалды симуляциялар жасау;оқушы әрекеттерін бағалау және кері байланыс беру;мұғалім жұмысының бір бөлігін автоматтандыру.

Бұл мүмкіндіктер физика сияқты ғылымилық деңгейі жоғары пәндер үшін аса құнды.

2. Физика сабағында ЖИ қолданудың негізгі бағыттары

2.1. Виртуалды зертханалар және симуляциялар.

Физика пәніндегі тәжірибелер күрделілігі мен қымбат құрал-жабдықтарды қажет етуіне байланысты әрдайым тиімді ұйымдастырылмайды. ЖИ арқылыжасалғанвиртуалдызертханаларкелесімүмкіндіктербереді:

қауіпсіз ортада тәжірибе жасау;тәжірибе параметрлерін (қысым, кернеу, масса, жылдамдық жәнет.б.) өзгертіп, нәтижесін дереу бақылау;мектепте жоқ құралдармен виртуалды жұмыс жасау;күрделі процестердің уақытын баяулату немесе жылдамдату.Мәселен, электромагниттік индукция, кванттық құбылыстар немесе ядролық физика процестерін нақты түсіндіру үшін симуляциялар өте тиімді.

2.2. Автоматты бағалау және кері байланыс.

ЖИ оқушы тапсырмаларын талдап, қателерін анықтап, түсіндірмелер ұсына алады. Бұл функция келесі артықшылықтарға ие: бағалау әділ және объективті; мұғалімнің уақытын айтарлықтай үнемдейді;оқушы қателерін нақты түсіндіреді;оқыту нәтижелері туралы статистикалық мәліметтер ұсынады.

Арнайы платформалар формула, график, есептің қадамдық шешімін талдап, нақты керібайланыс бере алады.

2.3. Есеп шығару үдерісін қолдау

Физикалық есептер шығару – пәнді терең меңгерудің негізгі бөлігі. ЖИ бұл бағытта:

Есепті шешудің дұрыс жолын нұсқап, бағыттайды;формула таңдауға көмектеседі;

қате қадамдарды анықтайды;есепті толық шығармай, тек түсіндіру арқылы оқушының ойлауын белсендіреді.

Бұл тәсіл оқушылар арасында жиі кездесетін дайын жауапты көшіріп алу проблемасын азайтады.

2.4. Физикалық құбылыстарды визуализациялау.

Кең ауқымды күрделі тақырыптарды (релятивистік эффектілер, кванттық туннелдеу, электромагниттік толқындар) түсіндіру үшін ЖИ негізінде жасалған 2D/3D модельдер тиімді. Визуализация:абстрактілі ұғымдарды нақтылайды;оқушының есте сақтауын жақсартады;тәжірибелік мағына береді.

2.5. Мұғалімге әдістемелік қолдау көрсету

ЖИ мұғалімдерге де маңызды көмек көрсетеді. Атап айтқанда:сабақ жоспарын дайындау;бақылау жәнедиагностикалық жұмыстар құрастыру;оқулыққа қосымша материалдар әзірлеу;тақырыпқа сай иллюстрациялар мен презентациялар жасау.

Мұғалімнің шығармашылық әлеуетін арттыруға және сабаққа дайындық уақытын қысқартуғак өмектеседі.

3. ЖИ қолданудың артықшылықтары

Физика сабағында ЖИ қолданудыңнегізгіартықшылықтары:

Оқыту сапасының артуы – теориялық материалды терең түсіндіру мүмкіндігі.

Оқушы мотивациясының көтерілуі – интерактивті контент қызығушылық тудырады.

Уақыт үнемдеу – мұғалім мен оқушыға ыңғайлы.

Қателерді талдау дәлдігі – оқыту нәтижесін бағалау тиімділігі артады.

Қолжетімділік – кезкелгенуақыттадербесоқуғажағдайжасайды.

4. Қиындықтары мен шектеулері

ЖИ-діинтеграциялау барысында туындайтын кейбір мәселелер:

Мұғалімдердің цифрлық сауаттылығы жеткіліксіз болуы;

интернет пен компьютер техникасының шектеулі болуы;

ЖИ-дің кейде қате немесе дәл емес ақпарат беру ықтималдығы;

оқушылардыңтапсырманыөзбетіменорындамай, ЖИ-геәдеттеніпқалуқаупі;

ЖИ платформаларының қаржылық шығындары.

Бұл қиындықтарды шешу үшін мұғалімдердің біліктілігін арттыру.

5.Жасанды интеллектті түрлеріне қарай жіктеп өтсек.

А) Оқушыларға теорияны түсіндіру, есеп шығаруға бағыт беру үшін қолдаатын көмекші ЖИ атаулары:

• ChatGPT / OpenAI ChatGPT

• Google Gemini

• YandexGPT

• Khanmigo (Khan Academy AI)

Б) Физикалық есептерді түсіндіру, формулаларды шығару, график құру бағытында қолданаты ЖИ атаулары:

• Wolfram Alpha

• Symbolab Physics Solver

• Mathway Physics

• PhET AI Assist (симуляциялармен бірге қолдануға)

• GeoGebra AI

С) Физикалық құбылыстарды модельдеу, тәжірибелерді имитациялау үшін қажетті ЖИ атаулары:

• PhET Interactive Simulations

• Labster Virtual Labs (AI қосылған)

• PraxiLabs

• Algodoo (физика симуляциясы, AI интеграциясы бар)

Д) Эксперимент бейнесінен жылдамдық, уақыт, траектория есептейтін ЖИ атаулары:

• Tracker Video Analysis + AI plugins

• Vernier Video Analysis AI

• Logger Pro AI tools

Е)Презентация, тест, анимация, сурет, физикалық модельдер жасау үшін қолданаты ЖИ атаулары:

• Canva AI

• PowerPoint Copilot

• Midjourney (визуализация үшін)

• DALL·E

• Tome AI (сабақ презентациялары)

Қорытынды

Жасанды интеллект физика сабағын оқытуда жаңа мүмкіндіктер аша отырып, оқушылардың танымдық белсенділігін арттырады, тәжірибелерді виртуалды орындауға жағдай жасайды, оқу материалдарын терең түсінуге ықпал етеді. ЖИ технологиясы мұғалімнің жұмысын толық алмастырмайды, керісінше, оның кәсіби қызметін қолдайтынтиімді құрал болып табылады.

Болашақта ЖИ білім беру жүйесінің ажырамас бөлігіне айналып, физика пәнін оқытудың сапасын одан әрі арттыратыны анық.

Пайдаланылған әдебиеттер.

1.ӘбдіғалиеваШ.Цифрлықбілім беру технологиялары. – Алматы: 2021.

2.Anderson, J. Artificial Intelligence in STEM Education. – New York: Springer, 2020.

3.Woolf, B. Building Intelligent Interactive Tutors. – Morgan Kaufmann, 2019.

4.Назарбаев Зияткерлікмектептері. Оқытуда АКТ қолдануәдістемесі. – Астана: 2022.

5.UNESCO. AI and Education: Guidancefor Policy-makers. – 2021.