Атырау облысы білім басқармасының Атырау қаласы білім бөлімінің

«Т. Амандосов атындағы жалпы білім беретін мектебінің» коммуналдық мемлекеттік мекемесі

Тақырыбы: «Жасанды интелектті қолдану арқылы күрделі геометриялық денелерді модельдеу»

Математика пәні мұғалімі: Ыдрысова А.М.

2024-2025 оқу жылы

«Жасанды интелектті қолдану арқылы күрделі геометриялық денелерді модельдеу»

Жоспар:

1. Кіріспе Геометриялық денелерді модельдеудің маңыздылығы

2. Жасанды интеллекттің геометриялық модельдеудегі рөлі

2.1. Машиналық оқыту және нейрондық желілер

2.2. Геометриялық моделдерді автоматты құру

2.3. Геометриялық денелердің қасиеттерін есептеу

2.4. Визуализация және виртуалды шындық

3. Жасанды интеллектті қолданудың мысалдары

3.1. Geogebra және TinkerCAD сияқты бағдарламалар

3.2. 3D баспа

3.3. Архитектура және құрылыс

4. Қорытынды

«ЖАСАНДЫ ИНТЕЛЛЕКТТі қолдану арқылы күрделі геометриялық денелерді модельдеу»

Кіріспе

Жаһандану заманында жас ұрпақтың жаңаша ойлау қабілетін, белсенділігін арттыру, білімге деген құштарлығын ояту, өмірінде оны қолдана білу, отан сүйгіштік қасиетін одан әрі дамытуға бағыттау ұстаздың басты міндеті деп білемін.Қазіргі білім беру жүйесінде оқушылардың пәндерге қызығушылығын арттыру, білім сапасын жақсарту, шығармашылық қабілеттерін дамыту мақсатында инновациялық әдіс-тәсілдер мен жаңа технологиялар пайдаланылады. Бұл тұрғыда жасанды интеллект (ЖИ) – қазіргі заманның ең қуатты және маңызды технологиялық құралдарының бірі. Жасанды интеллектті білім беру саласында қолдану оқушылардың пәнді терең меңгеруіне, жаңа білім алу тәсілдерін игеруіне мүмкіндік береді.

«Жасанды интеллект» сөзі алғаш рет 1956 жылы Дартмут университетінде өткен конференциясының преамбуласында Джон Маккарти қолданған. Маккартиге сәйкес «жасанды интеллектіні» зерттеушілер нақты проблеманы шешу үшін адамдарда байқалмайтын интеллектіні зерттеуіне болады. Жасанды интеллект жүйелері арнайы логикалық жүйелер арқылы компьтерлік бағдарламада жүзеге асырылған адам интеллектің жеке аспектісін ұдайы өндіретін техниалық жүйелер.

Жасанды интеллект осы салаға қандай технологиялық компоненттер кіретінін анықтайық. Көптеген зерттеушілер әртүрлі аспектілерге, соның ішінде машиналық оқытуға, нейрондық желілерге және деректерді өндіруге, олардың оқушылардың қажеттіліктеріне бейімделе алатын интеллектуалды жүйелерді құрудағы рөліне назар аударды.

Білім берудегі жасанды интеллект анықтамасы оқу процесін жақсарту және білім беру мүмкіндіктерін байыту үшін адамның интеллектіне еліктеп, арттыруға арналған технологиялық әдістер мен жүйелерді пайдалануды қамтиды. Білім берудегі жасанды интеллект әдетте келесі аспектілерді қамтиды.

Геометриялық денелерді модельдеудің маңыздылығы

Геометриялық денелердің модельдері ғылым мен техниканың көптеген салаларында кеңінен қолданылады. Олар құрылыс, инженерия, дизайн, виртуалды әлемдерде қолданылатын маңызды құралдар болып табылады. Мысалы, құрылыс жобалау кезінде үш өлшемді модельдер құрылыс объектілерінің тиімділігін, тұрақтылығын бағалау үшін қажет. Сонымен қатар, күрделі геометриялық модельдер компьютерлік графикада, анимацияда және 3D баспа технологияларында да маңызды. Геометриялық денелерді моделдеу және олардың қасиеттерін есептеу белгілі бір қиындықтарға кездеседі. Күрделі геометриялық денелерді есептеу үшін сандық әдістер мен алгоритмдер қолданылады. Ал осы әдістерді жүзеге асыру үшін жоғары дәлдік пен тиімділік қажет. Осы тұрғыда жасанды интеллекттің мүмкіндіктері зор. Геометрия пәні – кеңістіктегі пішіндер мен олардың қасиеттерін зерттейтін пән болып табылады. Геометриялық денелерді модельдеу көптеген инженерлік және ғылыми есептерде маңызды рөл атқарады. Ал жасанды интеллекттің бұл процестерге қосылуы оқушылардың ойлау қабілеттерін дамытуға, күрделі мәселелерді жеңіл әрі тиімді шешуге ықпал етеді.

Жасанды интеллект және геометриялық денелерді модельдеу

Жасанды интеллект дегеніміз – компьютерлердің немесе машиналардың адам тәрізді ойлап, шешім қабылдай білу қабілеті. Бұл технология көп жағдайда математикалық модельдер, визуализация және деректерді өңдеуде қолданылады. Геометриялық денелердің моделін құру үшін компьютерлік бағдарламалар мен алгоритмдер пайдаланылады, ал ЖИ бұл процестерді автоматтандыруға және оңтайландыруға мүмкіндік береді.

Геометриялық денелер – бұл кеңістіктегі түрлі пішіндер (шар, текше, конус, призма және т.б.), олар әртүрлі қасиеттерге ие. Бұл денелерді моделдеу кезінде олардың көлемі, беті, бұрыштары және басқа да геометриялық параметрлері есептеледі. Жасанды интеллекттің көмегімен бұл денелердің қасиеттерін анықтау, олардың арақатынасын есептеу және 3D моделін құру мүмкін болады.

Жасанды интеллекттің геометриялық денелерді модельдеудегі рөлі

Жасанды интеллектті геометриялық денелерді модельдеуде қолдану бірнеше бағытта жүзеге асады:

1. Машиналық оқыту және нейрондық желілер

Машиналық оқыту – ЖИ-дің негізгі бағыты. Бұл әдіс арқылы компьютерлер нақты деректер негізінде өзіндік шешімдер қабылдауға үйренеді. Геометриялық денелердің моделін құруда машиналық оқыту алгоритмдері пішіндер мен олардың қасиеттерін дұрыс түсіну үшін қолданылады. Нейрондық желілер бұл тұрғыда маңызды рөл атқарады, себебі олар геометриялық фигураларды тану және өңдеу жұмыстарын тиімді түрде атқарады.

Мысал: Геометриялық денелердің үш өлшемді моделін құруда нейрондық желілер арқылы объектілердің пішінін анықтап, оны нақты деректермен өңдеу мүмкіндігі бар. Мысалы, нейрондық желі арқылы компьютер кез келген үш өлшемді объектінің моделін автоматты түрде жасауы мүмкін.

2. Геометриялық моделдерді автоматты құру

Жасанды интеллект көмегімен геометриялық денелердің күрделі моделін автоматты түрде құруға болады. Мұндай технологиялар, әсіресе, 3D моделдеу мен анимация саласында кеңінен қолданылады. Бұл әдіс объектінің әрбір элементін анықтап, оның геометриялық сипаттамаларын тиімді есептеуге мүмкіндік береді.

Мысал: AutoCAD сияқты бағдарламалар геометриялық денелерді автоматты түрде модельдеу үшін ЖИ алгоритмдерін қолданады. Мысалы, құрылыс жобалау кезінде ғимараттың 3D моделін жасау үшін ЖИ құралдары арқылы көп қабатты құрылымдар мен күрделі пішіндерді оңтайлы етіп моделдеуге болады.

3. Геометриялық денелердің қасиеттерін есептеу

Жасанды интеллект арқылы геометриялық денелердің көлемі, беті, көлемі және басқа параметрлері есептеледі. Бұл есептеулерді автоматтандыру геометриялық денелерді модельдеуде уақытты үнемдеуге және қателіктерді азайтуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, ЖИ күрделі есептерді қысқа мерзімде әрі жоғары дәлдікпен шешуге мүмкіндік береді.

Мысал: SolidWorks сияқты инженерлік бағдарламаларда үш өлшемді объектілердің қасиеттері мен параметрлерін автоматты түрде есептеу үшін ЖИ технологиялары қолданылады. Бұл бағдарламалар құрылыс кезінде пайдаланылатын материалдардың параметрлерін автоматты түрде есептейді, соның арқасында құрылыс тиімділігін арттырады.

4. Визуализация және виртуалды шындық

Жасанды интеллект 3D моделдерді визуализациялауда және виртуалды шындықты жасау кезінде де маңызды рөл атқарады. Бұл әдіс геометриялық денелердің күрделі құрылымын дәл көрсетуге мүмкіндік береді, оларды әртүрлі бұрыштардан қарап, нақты уақыт режимінде өзгерістер енгізуге болады.

Мысал: Геометриялық денелерді нақты уақыт режимінде визуализациялау үшін GeoGebra, сияқты платформалар ЖИ құралдарын қолданады. Мұндай технологиялар, әсіресе, құрылыс жобалауда немесе өнімдердің 3D анимациясын жасау кезінде қолданылады.

Жасанды интеллектті қолданудың мысалдары

Жасанды интеллекттің геометриялық денелерді модельдеуде қолданылуының нақты мысалдары келесідей:

1. Geogebra және Tinkercad сияқты бағдарламалар: Бұл бағдарламаларда геометриялық денелердің моделін жасау үшін арнайы алгоритмдер мен жасанды интеллект технологиялары қолданылады. Олар автоматты түрде белгілі бір параметрлер бойынша пішіндер құрып, олардың бір-бірімен байланысын анықтайды.

2. 3D баспа: Жасанды интеллект 3D баспа үшін қажетті геометриялық модельдерді жасай алады. Мұнда ЖИ технологиясы материалдарды тиімді пайдалану және нақты өлшемдермен басып шығару үшін жұмыс істейді.

3.Архитектура және құрылыс: Жасанды интеллект негізіндегі бағдарламалар құрылыс жобаларының моделін жасау үшін қолданылуда. Бұл бағдарламалар күрделі геометриялық құрылымдарды автоматты түрде есептеп, олардың барлық параметрлерін оңтайландырады.

Математика пәнінен күрделі геометриялық фигураларды модельдеу оқушылардың кеңістіктік ойлау қабілетін, логикалық тұжырымдау дағдыларын және шығармашылық қабілетін дамытуға көмектеседі. Бұл процесті ұйымдастыру үшін келесі тәсілдерді қолдануға болады:

1. Қолдануға болатын әдістер:

Қағаздан және қатырма қағаздан модель жасау

Квадраттар, үшбұрыштар, шеңберлерден әртүрлі күрделі пішіндер құрастыру.

Оригами әдісі арқылы үшөлшемді фигуралар жасау.

Геометриялық денелерді (куб, призма, пирамида) қағаздан қиып, желімдеу.

Конструкторлар мен модульдік жүйелерді пайдалану

LEGO, магниттік конструкторлар немесе басқа құрылыс материалдары арқылы күрделі геометриялық фигураларды құрастыру.

Геометриялық пішіндерден үйлер, көпірлер, көліктер және басқа да заттар жасау.

1.Сандық технологияларды қолдану

GeoGebra, Tinkercad сияқты бағдарламалар арқылы виртуалды модельдеу.

Интерактивті тақтада немесе планшетте геометриялық фигураларды құрастыру.

2. Сабақ барысында қолдануға болатын жаттығулар:

✅ "Құрастыр да сипатта" – оқушыларға бірнеше қарапайым пішін беріледі, олардан күрделі фигура жасау тапсырылады, кейін сол фигураны сипаттау сұралады.

✅ "Фигураларды сәйкестендіру" – қиылған бөліктерді біріктіріп, қандай фигура шыққанын анықтау.

✅ "Геометриялық сурет салу" – белгілі бір ережеге сүйене отырып, күрделі геометриялық бейнелерді қағазға түсіру.

3D модельдеу және визуализация

ЖИ арқылы 3D модельдеуді қолдану – оқушыларға фигураларды экранда немесе кеңістікте көруге мүмкіндік береді. Олардың өлшемін өзгерту, айналдыру, қиыстыру арқылы нақты түсінік қалыптастыруға болады.Бұл технологиялар арқылы оқушылар геометриялық денелерді 3D форматта зерттей алады. Смартфон немесе планшет арқылы кеңістіктегі денелерді көріп, олардың қасиеттерін зерттеу мүмкіндігі бар.

Практикалық тапсырмалар:

✔️Куб пен параллелепипедті жасап, олардың қырлары мен диагональдарын зерттеу.

✔️Түрлі пішіндерден күрделі денелерді құрастыру (мысалы, цилиндр мен конусты біріктіру).

✔️Планшет немесе телефон арқылы кубты зерттеп, оның қырларын, төбелерін санау.

✔️Әртүрлі фигураларды AR көмегімен салыстыру (мысалы, конус пен цилиндр).

✔️Оқушыларға цилиндрдің көлемін есептету, ал ЖИ дұрыс-бұрыстығын тексерсін.

✔️ ЖИ-дің көмегімен қателерді талдау және түзету.

2. Оқушылар үшін пайдасы

✅ Кеңістіктік ойлау қабілетін дамытады.

✅ Геометриялық денелерді тереңірек түсінуге көмектеседі.

✅ Оқу процесін ойын түрінде ұйымдастырады.

✅ Топтық жұмысты күшейтіп, зерттеушілік дағдыларын арттырады.

3. Күтілетін нәтиже:

Оқушылардың кеңістіктік ойлау қабілеті дамиды.

Фигураларды тану және оларды сипаттау дағдылары қалыптасады.

Логикалық ойлау және шығармашылық қабілеттері артады.

Мұғалімдерге ұсыныстар

✔ ЖИ құралдарын сабақ жоспарына енгізу: Қарапайым AR/VR қосымшаларынан бастау.

✔ Оқушыларды интерактивті оқыту әдістеріне тарту: 3D модельдер құру, виртуалды зерттеулер жүргізу.

✔ Топтық және жекелей жұмыс: Бірлескен есептер, ойын элементтері бар тапсырмалар қолдану.

ІІІ.Қорытынды

Оқушылардың математикаға деген қызығушылығын арттырып, оларды зерттеушілікке баулиды. Геометриялық денелерді моделдеу арқылы күрделі ұғымдарды оңай меңгеруге болады. Мұғалімдерге технологияларды тиімді қолдану үшін қарапайым құралдардан бастап, біртіндеп күрделі платформаларға көшу ұсынылады.

Жасанды интеллекттің геометриялық денелерді модельдеуде қолданылуы – заманауи ғылым мен техниканың маңызды аспектілерінің бірі. Бұл технологияның көмегімен күрделі есептеулер мен модельдеулерді тиімді жүзеге асырып, жаңа мүмкіндіктер ашуға болады. Жасанды интеллекттің геометриялық модельдеудегі рөлі уақыт өткен сайын артып келеді, бұл өз кезегінде жаңа технологиялардың дамуына және ғылыми зерттеулердің нәтижелілігін арттыруға ықпал етеді.

Білім беру саласында ЖИ технологияларын пайдалану оқушылардың шығармашылық қабілеттерін дамытуға, күрделі мәселелерді шешуге ынталандырады және оларға болашақта ғылым мен технологиялар саласында жаңа жетістіктерге жету мүмкіндіктерін ашады.

Білім берудегі жасанды интеллект оқу процесін қол жетімді, жекелендірілген, интерактивті және тиімді ету арқылы жақсартуға бағытталған. Ол мұғалімдерге, оқушылараға және оқу орындарына жылдам өзгеретін цифрлық дәуірге бейімделуге көмектеседі және білім сапасын келесі деңгейге көтереді.

Мектептерде жасанды интеллектті қолдану мұғалімдер үшін оңтайлы шешім болып келеді. Өйткені жасанды интеллект мұғаілімнің жұмысын жеңілдетеді.

Жасанды интеллект біздің өміріміздің барлық саласына еніп жатқан керемет қуатты құрал және білім де артта қалмайды. Біз Жасанды интеллект қазірдің өзінде білім беру процесіне қалай оң өзгерістер енгізіп жатқанын және оқушылар мен мұғалімдерге жаңа мүмкіндіктер беріп жатқанын қарастырдық. Дербес оқыту, процестерді автоматтандыру, деректерді жинау және талдау, виртуалды мұғалімдер мен білім беру қосымшаларын жасау білім беру сапасын арттырады және пайда әкеледі.

Жасанды интеллект білім беру жүйесіне енгізілсе, оқушылар цифрлық дәуірде қажетті дағдыларды дамыта алады және жекелендірілген оқу тәжірибесіне ие болады. Дегенмен, деректердің қолжетімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз ету, сондай-ақ мұғалімдерді оқыту әділ білім беру мүмкіндіктерін жасау үшін басымдық болып қала береді.

Жасанды интеллект білім берудің ажырамас бөлігіне айналуда, біздің оқу және табысқа жету жолын өзгертеді. Қиындықтарға қарамастан, осы саладағы ілгерілеудің келешегі жігерлендіреді, қазіргі заманғы әлемнің қажеттіліктерін көрсететін неғұрлым қолжетімді, жекелендірілген және сапалы білім беруге жол ашады.

Болашақта бұл технологияны білім беруде одан әрі дамытудың болашағын көріп отырмыз. Жекелендірілген оқыту қолжетімді және тиімді болады, қашықтықтан оқыту дамиды және білім беру зерттеулері Жасанды интеллект ұсынатын деректер мен талдау арқылы қолдау табады.

ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ:

1. Смит, Дж. (2020). «Жасанды интеллекттің білімге әсері». Білім беру технологиясы журналы, 25(3), 123-136.

2. Браун, Л. және т.б. (2018). «ЖИ негізіндегі оқыту қолданбалары: ағымдағы тенденцияларға шолу». International Journal of Educational Technology, 7(1), 32-45.

3. Ұлттық білім беру зерттеулері орталығы. (2017). «Оқытудың болашағы: ЖИ және білім». Зерттеу есебі, 42.