Білім айнасы Республикалық газет
Балабекова Айман Турдибековна
Астана қаласы әкімдігінің
«Дулат Бабатай атындағы №89 мектеп-лицей» ШЖҚ КММ
физика пәнінің мұғалімі
Түйіндеме
Мақалада жасанды интеллекттің физика пәнінде есептерді шешудегі тиімділігі мен кездесетін қиындықтары жүйелі түрде қарастырылған. Физика пәнін оқытудағы қазіргі заманғы әдістер мен технологияларды пайдаланудың маңыздылығын көрсетіп, жасанды интеллекттің білім беру жүйесіндегі рөлін кеңінен талдайды. Жасанды интеллекттің тиімділігі мен оның оқушылардың үлгерімін жақсартудағы мүмкіндіктері атап өтілген. Мақалада көрсетілген жасанды интеллекттің шектеулері мен қиындықтары туралы да толық ақпарат бар. Технологиялық шектеулер, деректердің сапасы мен қолжетімділігі Мақалада болашақта ЖИ жүйелерінің дамуы мен білім беру процесінде қолданысының артуы туралы айтылған, бұл физика пәні бойынша білім беру сапасын жақсарту үшін үлкен мүмкіндіктер ашады.
Кілтті сөздер: ЖИ, физика пәні, персонализирленген оқыту, есептерді шешу, қиындықтар мен шектеулер
Қазіргі заманғы білім беру жүйесінде физика пәнін оқыту жаңа әдістер мен технологияларды енгізуді талап етеді. Бұл қажеттілік білім беру саласындағы инновациялар мен ғылымның жаңа бағыттарын, әсіресе жасанды интеллект (AI) саласын игерудің маңыздылығын көрсетеді. Жасанды интеллект қазіргі заманның ең маңызды және қуатты технологиялық жетістіктерінің бірі болып табылады. Ол көптеген салаларда, соның ішінде білім беру саласында кеңінен қолданылуда. Жасанды интеллекттің білім берудегі рөлі ерекше, себебі ол оқыту әдістемелерін және студенттердің оқудағы жетістіктерін жақсартуға мүмкіндік береді. Физика пәні — бұл нақты ғылымдардың бірі, мұнда теория мен практиканың тығыз байланысы бар. Физика есептерін шешу кезінде аналитикалық ойлау мен математикалық модельдеудің маңызы зор. Осыған байланысты, жасанды интеллекттің физика пәні бойынша есептерді шешуде қолданылуы білім беру сапасын арттыру үшін жаңа мүмкіндіктер ашады.
Бұл мақалада біз жасанды интеллекттің физика пәнінде есептерді шешудегі тиімділігін, сондай-ақ осы үдерісте кездесетін қиындықтарды қарастырамыз.
Жасанды интеллекттің физика пәнінде қолданылуы есептерді шешуде маңызды рөл атқарады. Жасанды интеллект — бұл компьютерлер мен бағдарламалардың адам миының ойлау қабілетіне ұқсас шешімдер қабылдай алу қабілеті. Ол деректерді өңдеу, анализ жасау, жаңа мәліметтерді үйрену және осы білімдерді қолдану қабілеттеріне ие. Физика пәнінде ЖИ-дың қолданылуы бірнеше негізгі бағытта жүзеге асырылуы мүмкін:
Симуляциялар мен модельдеу: Физикалық құбылыстарды сандық және графикалық түрде модельдеу үшін ЖИ қолдану. Мысалы, ЖИ арқылы оқушылар өздігінен тәжірибе жасап, виртуалды лабораторияларда әртүрлі эксперименттер жүргізе алады. Мысал келтірсек: авторлық бағдарламада «Жасанды интеллект (Al) көмегімен физика есептерін әзірлеу» атты авторлық бағдарламамда физика және AI арасындағы байланысты меңгеруге мүмкіндік береді, бұл оқушыларға тек теориялық білімді ғана емес, сонымен қатар нақты өмірде қолданылатын практикалық дағдыларды да игеруге көмектеседі.
Автоматтандырылған есептерді шешу: ЖИ жүйелері белгілі бір типтегі физика есептерін автоматты түрде шешуге мүмкіндік береді, бұл оқушыларға немесе мұғалімдерге уақыт үнемдеуге және қиын есептерді шешуде көмек көрсетеді. Мысалы, Ньютонның механика заңдары, Эйнштейннің салыстырмалылық теориясы және Максвеллдің теңдеулері сияқты ұлы ғалымдардың ашқан жаңалықтары зерделеуге мүмкіндік береді.
Мәтіндік және графикалық аналитика: ЖИ арқылы физика мәтіндерін немесе графиктерін талдай отырып, есептің шешімін табуға болады. Сонымен қатар, жасанды интеллекттер көптеген сандық мәліметтермен жұмыс істеп, физикалық заңдарды өздігінен анықтай алады. Өзінің жазған авторлық бағдарламандан мысал келтірсем: бағдарламада физика тарихындағы ұлы ғалымдардың (Ньютон, Эйнштейн, Максвелл, Галилей) ашқан жаңалықтарының маңызын түсіндіру арқылы, олардың теориялық тұжырымдамаларын қазіргі ғылыммен байланыстыру әдістері ұсынылады. Бұл оқушыларға физика ғылымының даму тарихын тереңірек түсінуге, сондай-ақ ғылыми ізденістердің бүгінгі күндегі жаңалықтармен өзара байланысын көруге мүмкіндік береді. Осылайша, ғылыми білімнің тарихи контексті мен қазіргі кезеңдегі жаңашылдықтар арасындағы өзара байланысты зерттеу маңызы зор екендігін көрсеттім.
Физика пәнінде жасанды интеллектті қолданудың нақты мысалдары ретінде виртуалды зертханалар мен симуляторларды айтуға болады. Мысалы, “PhET” (University of Colorado Boulder) деп аталатын білім беру платформасы физика және басқа да ғылым пәндері бойынша виртуалды эксперименттер мен модельдер ұсынады. Бұл құрал студенттерге физикалық құбылыстарды тереңірек түсінуге мүмкіндік береді.
Жасанды интеллекттің физика пәніндегі есептерді шешудегі тиімділігі жоғары. 2024- 2025 жылдары жүргізілген соңғы зерттеулер жасанды интеллект әдістерін физика есептерін шешуді жақсарту үшін бейімдеуге болатынын көрсетеді. Бұл технологияның қолданылуы білім беру процесін әлдеқайда жеңілдетеді және тиімдірек етеді. Сонымен бірге, оқушылардың және ұстаздардың уақытын тиімді пайдалануға мүмкіндік жасайды.
Есептерді шешудің жылдамдығы мен тиімділігі: Жасанды интеллект физикалық есептерді тез әрі дәл шешуге мүмкіндік береді. Оқушыларға күрделі есептерді шешуге көмектесетін құралдар ұсынылады. Оқушылардың үлгеріміне қарай физика есептерін шешу әдістерін бейімдейтін персонализирленген оқыту жүйелерінің тиімділігі:
Біріншіден, жеке тәсілмен оқыту: Әр оқушының жеке мүмкіндіктері мен деңгейіне сәйкес әдістерді қолдану арқылы оқу процесі тиімдірек болады. Бұл оқушыларға өз деңгейінде қиындықтарды жеңуге көмектеседі және олардың мотивациясын арттырады.
Екіншіден, үлгерімнің тұрақты мониторингі: Персонализирленген жүйе оқушының нәтижелерін үнемі бақылап, қажет болған жағдайда шешу әдістерін өзгертуге мүмкіндік береді, бұл оқу процесінің тиімділігін арттырады.
Үшіншіден, жылдам кері байланыс: Оқушыға есептерді шешкеннен кейін бірден кері байланыс беріліп, олардың қателіктерін түсініп, әрі қарай дұрыс шешімдер қабылдауына көмектеседі.
Төртіншіден, мазмұнды оңтайландыру: Жүйе оқушының мүмкіндіктеріне қарай оқу материалдарын ұсыну арқылы оның оқу сапасын арттырады, әрі физика есептерін тиімді әрі тез шешуге мүмкіндік береді.
Мысалы келтірсек, физика есептерін шешуде AI әдістерін қолдану дағдыларының қалыптасуы:
Күтілетін нәтиже: Оқушылар физика есептерін шешу үшін AI алгоритмдерін қолдана алады, математикалық модельдер құра алады және оларды қолдану арқылы физикалық мәселелерді шешеді.
Тексеру тәсілі: Практикалық тапсырмаларды орындау: оқушыларға AI көмегімен физика есептерін шешу тапсырмаларын беру. Деректерді талдау және физикалық модельдер құру бойынша сынақтар мен жаттығулар жүргізу. Оқушылардың орындаған есептерін тексеру, нәтижелерді салыстыру.
Қолдану және үйрету: Жасанды интеллекттің көмегімен оқушылар есептердің әрбір қадамын түсініп, қателіктерін түзете алады. Мұндай жүйелер оқушылардың қажетті ақпаратты алуына көмектеседі және оларды дұрыс бағытқа бағыттайды.
Жетілдірілген аналитика: ЖИ есептің әр кезеңін тереңірек талдап, шешімдердің мағынасын ашып көрсетеді. Бұл оқушылардың білімін тереңдетуге және оқу процесін жеке баптауға мүмкіндік береді. Прогностикалық аналитика физика есептерін шешудегі жиі кездесетін қиындықтарды анықтауға мүмкіндік береді.
Дегенмен, жасанды интеллектті білім беру саласында қолданудың бірқатар қиындықтары мен шектеулері бар. Біріншіден, технологиялық шектеулер. Жасанды интеллект жүйелері әлі де өздігінен дамып келеді және барлық есептерді шешу мүмкіндігі жоқ. Күрделі және жоғары деңгейлі физика есептерін шешуде шектеулер бар. Екіншіден, деректердің сапасы мен қолжетімділігі. Жасанды интеллекттің тиімді жұмыс істеуі үшін ауқымды және сапалы деректерді қажет етеді. Егер деректер толық болмаса немесе дұрыс емес болса, ЖИ жүйесі дұрыс шешім қабылдай алмайды.
Болашақ перспективалар мен даму бағыттары. Жасанды интеллекттің білім саласында қолданылуы болашақта арта түсуі ықтимал. Жасанды интеллектті одан әрі жетілдіру арқылы физика пәні бойынша білім берудің жаңа деңгейіне шығуға болады. Болашақта ЖИ жүйелері оқушылардың жеке мүмкіндіктеріне сәйкес оқу материалдарын ұсына отырып, оқыту тәсілдерін жақсарта алады.
Мақаланы қорытындылай келе жасанды интеллекттің физика пәнінде қолданылуы білім беру жүйесіне жаңа мүмкіндіктер ашады. Бұл технология оқушылардың білімін жетілдіру, оларды ғылымға қызықтыру және физика пәніндегі есептерді шешу дағдыларын қалыптастыру үшін аса маңызды. Алайда, ЖИ-дың тиімділігін арттыру үшін технологиялық шектеулер мен этикалық мәселелерді ескеріп, осы саланы дамытуға бағытталған шаралар қабылдау қажет.
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
- Andersen, H. (2021). «Artificial Intelligence in Education: A Review». Journal of Educational Technology. 34(3), 152-168.
- Smith, T., & Williams, G. (2019). «AI-Powered Learning Systems for Physics Education». Physics Education Research. 22(1), 112-124.
- Zhang, L., & Liu, Y. (2020). «The Role of AI in Modern Education». Journal of Artificial Intelligence in Education. 16(4), 432-445.
