ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ И НЕЙРОННЫЕ СЕТИ

НА СЛУЖБЕ У УЧИТЕЛЯ ФИЗИКИ

Михайлёв Артём

artjom_18062004@mail.ru

Студент 2 курса, ОП 6В01510 «Физика-Информатика»

Кокшетауский университет им. Ш.Уалиханова, Кокшетау, Казахстан.

Аннотация

В современном образовании технологии искусственного интеллекта играют ключевую роль, предоставляя ученикам, студентам и педагогам эффективные инструменты. Существующие программы на основе искусственного интеллекта не только выявляют пробелы в знаниях обучаемых, но и предоставляют персонализированный материал для их заполнения.

Рассматриваются различные области применения нейросетей в образовании, такие как полноценное обучение и автоматизация оценки с использованием платформы Cognii, ChatGPT3.5, нейросети HeyGen, Midjourney, GammaApp и виртуальные пространства.

Особое внимание уделяется возможностям платформы Cognii и ChatGPT3.5, которые становятся более интерактивными и направленными на поддержку обучающихся в проведении экспериментов, решении задач, мультиязычности и т.д.

Выделены преимущества использования искусственного интеллекта в образовании, такие как адаптация материалов под индивидуальные потребности студентов, автоматизированная проверка заданий и создание персонализированных учебных планов. Также подчеркивается поддержка учителей в подготовке материалов и подготовка студентов к будущему рынку труда, где навыки работы с технологиями становятся ключевыми.

Статья раскрывает суть о том, что использование искусственного интеллекта в образовании не только облегчает труд учителей, но также создает более гибкие и индивидуализированные образовательные подходы, способствуя улучшению доступности образования и интереса студентов к обучению.

В заключение подчеркивается, что перспективы развития использования искусственного интеллекта в образовании обещают значительные улучшения образовательных стандартов и стимулирование интереса к обучению. Персонализированное обучение, интеллектуальный анализ данных и инновационные методы преподавания предоставляют возможность более эффективного и качественного обучения.

Ключевые слова: искусственный интеллект, образование, обучение, учитель, физика, нейронные сети.

Введение

21 век - век новых технологий. Новые информационные технологии призваны облегчить жизнь человека, освободить его от тяжёлой повседневной работы. Но если человек не будет иметь должного образования, то и новые технологии вряд ли смогут ему помочь. Образование является неотъемлемой частью современного человека. Образование – это процесс получения знаний, информации и навыков, которые помогают нам развиваться, мы используем их во всех аспектах нашей жизни. Имея образование, мы можем реализовать свой потенциал и истинные способности.

Если рассмотреть образование с точки зрения школьной программы, то стоит отметить, что базовые знания по предметам физика, математика, биология, химия, информатика являются основной точкой отправки к изучению технологий. К примеру, курс физики предусматривает развитие навыков проведения наблюдений за природными явлениями, описания и обобщения результатов, использования измерительных приборов для изучения физических явлений. А если рассмотреть глубже, то представляется возможность планирования и проведения экспериментов, направленных на выявление эмпирической зависимости на основе сбора и анализа результатов эксперимента, это в свою очередь может послужить основой для разработки и обучения алгоритмов машинного обучения в области искусственного интеллекта [1].

Физика – очень сложный предмет. Практика показывает, изучение физики без посторонней помощи очень сложная задача здесь без учителя не обойтись. Учитель - это не только человек, который передает знания, но и наставник, способствующий формированию критического мышления, закреплению умений и навыков, анализа. В контексте физики, учитель играет важную роль в разъяснении сложных концепций. Он способен помочь учащимся познавать окружающий мир через призму научного познания.

Таким образом, учитель и физика как наука и учебный предмет совместно способствуют формированию комплексного мышления и подготавливают учеников к активному участию в научном и технологическом развитии общества.

Вместе с тем и учителя испытывают большие трудности при обучении предмету они связаны в первую очередь с индивидуальными особенностями учеников. Каждому обучающемуся нужен свой подход. Теоретически выход из данной ситуации есть, видится он в организации коллектива таким образом, что в каждом классе будут сидеть дети имеющие одинаковые способности или же в каждом класса по нескольку преподавателей. Однако на практике, это трудно реализуемая задача.

На помощь учителю приходят информационно-коммуникационные технологии в лице искусственного интелекта.

Что же такое искусственный интеллект и как он может нам помочь в познании предмета? Прежде чем мы погрузимся в рассмотрение роли искусственного интеллекта в обучении физике, давайте определим, что же такое искусственный интеллект. Всем известно, что он включает в себя множество технологий: машинное обучение, нейронные сети, обработка естественного языка и многое другое. Основная идея искусственного интеллекта - создание компьютерных программ и систем, способных анализировать данные, обучаться на них и принимать решения на основе полученного анализа. В широком понимании этого слова, это умение программы достигать цели без заранее прописанного кода. Главное отличие искусственного интеллекта от обычной программы – это умение обучаться и совершенствовать самого себя, а не действовать по определённому программному коду или алгоритму.

Технологии искусственного интеллекта в образовании

В настоящее время существует большое количество программ, работающих на основе искусственного интеллекта. Данными программами могут пользоваться и ученики школ, и студенты, и педагоги.

Как же это работает? В ходе обучения программа находит пробелы в знаниях учащихся, видит определённые трудности и помогает их решить при помощи дополнительного материала [2].

Давайте рассмотрим эти программы и их назначение подробнее.

С развитием искусственного интеллекта ожидается дальнейшее расширение возможностей его применения в обучении физике и других предметов. Развитие машинного обучения, алгоритмов обработки данных и области компьютерного зрения позволит создавать более точные и эффективные системы для обучения. Технологии виртуальной и дополненной реальности также могут значительно улучшить процесс обучения, предоставляя студентам возможность взаимодействовать с физическими явлениями в виртуальных пространствах.

Автоматизация обучения, виртуальные помощники и нейронные сети, основанные на искусственном интеллекте, предоставляют значительные преимущества во время проведения уроков и обеспечивают учебный процесс более эффективными и интересными методами. Перечислим некоторые из них:

• Персонализированное обучение.

Искусственный интеллект может адаптировать материалы и методику обучения под индивидуальные потребности каждого ученика. Алгоритмы анализируют данные обучения, понимают уровень знаний, стиль обучения и создают персонализированные задания и материалы.

• Автоматическая оценка и обратная связь.

Виртуальные помощники могут использовать нейронные сети для автоматической проверки заданий, предоставления обратной связи и оценки успеваемости. Это позволяет учителям сосредоточиться на более творческих и интерактивных аспектах обучения.

• Интерактивные учебные материалы.

С использованием искусственного интеллекта можно создавать интерактивные учебные материалы, которые реагируют на действия учеников. Это делает уроки более привлекательными и помогает учащимся лучше усваивать информацию.

• Автоматизированные учебные планы.

Искусственный интеллект может предлагать оптимальные учебные планы, учитывая индивидуальные потребности и цели студентов. Это помогает оптимизировать учебный процесс и повышает эффективность обучения.

• Поддержка учителей в подготовке материалов.

Определенные нейронные сети могут анализировать и структурировать большие объёмы информации, помогая учителям быстро подготовить материалы для уроков, а также предоставить рекомендации по выбору контента.

• Подготовка к будущему.

Внедрение искусственного интеллекта в образование готовит студентов к современному и будущему рынку труда, где навыки работы с технологиями становятся всё более важными.

Приход к искусственному интеллекту в образовании не только облегчает труд учителей, но также создаёт более гибкие и индивидуализированные образовательные подходы. Эти технологии могут значительно улучшить доступность образования, обеспечивая студентам возможность обучаться в собственном темпе и с учётом их индивидуальных потребностей.

Перспективы развития использования искусственного интеллекта в образовании выглядят обнадеживающими. Это может стать мощным инструментом для повышения образовательных стандартов и содействия интереса к обучению у студентов. Персонализированное обучение и интеллектуальный анализ данных могут значительно улучшить качество обучения.

В будущем мы можем ожидать более широкое использование искусственного интеллекта и более инновационные методы в обучении и преподавании наук [5].

Заключение и выводы

Искусственный интеллект приносит значительные изменения в образование. В этой статье мы рассмотрели роль ИИ в современном образовании, обсудили, как он может автоматизировать процессы обучения, предоставить персонализированный подход и анализировать успеваемость студентов. Однако важно помнить, что ИИ — это инструмент, а не замена для учителей. Учителя остаются неотъемлемой частью образовательного процесса, и их роль во вдохновлении и мотивации студентов остаётся непередаваемой.

Искусственный интеллект представляет собой одну из самых захватывающих технологий, которая изменяет образование и преображает способы, которыми мы учимся и преподаём. Будущее образование будет всё более инновационным и адаптированным под потребности каждого ученика.

Литература и источники

1. Об утверждении государственных общеобязательных стандартов дошкольного воспитания и обучения, начального, основного среднего и общего среднего, технического и профессионального, послесреднего образования https://adilet.zan.kz/rus/docs/V2200029031 (дата обращения 15.11.2023)

2. Technologies of artificial intelligence in education Pyrnova О.А., Zaripova R.S. Kazan state power university, Kazan, Russian Federation 2019, Volume 10, Number 3 http://rjep.ru

3. https://www.cognii.com/ (дата обращения 19.11.2023)

4. Резаев А.В., Трегубова Н.Д. ChatGPT и искусственный интеллект в университетах: какое будущее нам ожидать? // Высшее образование в России. 2023. Т. 32. № 6. С. 19–37. DOI: 10.31992/0869-3617-2023-32-6-19-37

5. Как пользоваться HeyGen -нейросетью для перевода видео с сохранением голоса - Heygen Labs (дата обращения 12.12.2023)