Метод деловой игры и искусственный интеллект в современном преподавании математики

Автор: Литвинова Анастасия Викторовна

Организация: Кокшетауский университет им. Ш. Уалиханова

Населенный пункт: Республика Казахстан, г. Кокшетау

Аннотация: В статье рассматривается роль активного обучения в математике, акцентируя внимание на конкретном примере применения метода "Деловой игры", а также использование искусственного интеллекта в преподавании. Интеграция активных методов обучения в образование направленно на улучшение ситуации с успеваемостью, мотивацией, навыков критического мышления, понимания, а также умения работать как индивидуально, так и в команде. Рассматривается успешность метода "Деловой игры" в школа и подчеркивается роль искусственного интеллекта в образовательном процессе, однако существуют и трудности во внедрении данных методов.

Ключевые слова: Активное обучение, обучение математике, мотивация учеников, успеваемость, критическое мышление, сотрудничество, искусственный интеллект, деловая игра, образовательные технологии, интерактивное обучение.

 

Введение

Математика, как «царица наук», требует глубокого понимания, анализа, умения решать проблемы и критически мыслить. В данном контексте активное обучение становится мощным инструментом, для реализации более эффективного освоения информации. Это современный подход, который перевернет весь учебный процесс и знания будут передаваться не путем пассивного слушания, а их активного использования. Данный подход способствует повышению мотивации у учащихся, делая их процесс усвоения информации более интересным, а также подготавливает их к применению своих знаний в профессиональной деятельности [1].

Активное обучение в математике — это ключ к успешному обучению. В современном образовательном процессе активное обучение становится всё более популярным и востребованным подходом, особенно в таких предметах, как математика. Этот метод акцентирует внимание на вовлечении учеников в процесс обучения, что позволяет не только усваивать информацию, но и активно взаимодействовать с ней. Рассмотрим, что такое активное обучение, его принципы и методы, а также его влияние на успеваемость и мотивацию учащихся.

Методы активного обучения в математике, метод «Деловой игры»

По В. А. Сластенину, активное обучение — это методология, которая предполагает активное участие учеников в учебном процессе. В отличие от традиционных методов, где учитель передает знания, а дети их пассивно воспринимают, активное обучение включает в себя различные формы взаимодействия.

Этот подход направлен на то, чтобы ученики не только получали информацию, но и анализировали, синтезировали и применяли её в различных контекстах.

Автор выделял неимитационные и имитационные группы. В данные группы входят множество методов. Например: групповые консультации, круглый стол, деловые игры, индивидуальный тренажер и т.д. [2].

Множество исследований подтверждают эффективность активных методов обучения в математике. Рассмотрим успешность данных методов на конкретном примере. В своей статье «Деловые игры на уроках математики как один из методов активного обучения» Осипов Р.А., Никанорова Ю.Ю. и Морозова Е.В. провели исследование в области преподавания с помощью метода «Деловой игры», с целью расширения кругозора учащихся в области математики и поднятия интереса в изучении данного предмета.

В научном учреждении была проведена инициатива, в рамках которой ученики работали в малых группах над комплексными математическими задачами, требующими совместного поиска решений. Учащиеся были поделены на четыре группы по интересам: мозговой центр; конструкторская группа; экспериментаторы; историки. Данная деловая игра под названием «Золотые сечения» была проведена для учащихся 10-го класса общеобразовательной школы. Целью задания было обобщить и закрепить знания по теме «Построение сечений параллелепипеда».

В конце данного исследования были выявлены следующие ключевые аспекты: улучшилась успеваемость учащихся, так как повысилась мотивация и интерес в выполнении заданий, а также развились организационные навыки [3].

Таким образом игровые методики играют значительную роль в повышении эффективности обучения. Важно понимать, что современный мир не стоит на месте и внедрение компьютерных технологий и искусственного интеллекта в образование — это значительный шаг вперед. В частности, метод «деловой игры» не ограничивается традиционными подходами, а интегрируется с технологическими инструментами, позволяющими разнообразить задания и повысить вовлечённость учащихся.

 

Искусственный интеллект в методе «Деловой игры»

 Математические игры, симуляции и ролевые игры превращают процесс обучения в увлекательное приключение. Например, использование онлайн-платформ с интерактивными заданиями и головоломками мотивирует учеников и позволяет им учиться в своём темпе, получая немедленную обратную связь. Симуляции сложных математических процессов, такие как моделирование физических явлений или экономических систем, легко генерируется с помощью искусственного интеллекта и дают возможность наглядно продемонстрировать практическое применение теории и лучше понять её суть.

Важным инструментом современного математического образования являются технологические инструменты. Интерактивные приложения и онлайн-платформы на базе искусственного интеллекта предоставляют доступ к огромному количеству образовательных ресурсов, включая видеоуроки, интерактивные тренажеры, виртуальные лаборатории и библиотеки математических моделей. Они позволяют визуализировать абстрактные концепции, делать обучение более динамичным и доступным для учеников с разными стилями обучения.

Для начала разберемся с понятием, что такое «Искусственный интеллект»? Искусственный интеллект (ИИ) — это не просто инструмент или программа, а целое направление в области компьютерных наук, которое охватывает множество аспектов и технологий. Специалисты, работающие в этой области, разрабатывают системы, способные анализировать информацию и решать задачи, используя методы, схожие с теми, что применяет человек [4].

Существует большое количество онлайн платформ которые хорошо себя зарекомендовали не только среди учащихся, но и преподавателей. Например: Wondershare PDFelement, Geometry Pad, CK 12, GeoGebra, Rocket Math, PhotoMath, ChatGPT, Desmos. Данные программы обеспечивают возможность для коллективной работы и обмена знаниями между детьми и преподавателями, укрепляя образовательное сообщество.

Использование ИИ в методе «Деловой игры» дает большие возможности в сфере развития активного обучения, а именно помогает при составлении различных математических задач любой сложности. Рассмотрим наглядно как искусственный интеллект генерирует задания на примере ChatGPT:

В данном эксперименте использовалась бесплатная версия ChatGPT 4o mini. Вопрос был задан следующим образом: «Сформулируйте задания для метода «Деловая игра» по математике для учащихся 10-го класса». Вот один из вариантов ответов, который предоставила нейросеть:

«Задание: «Оптимизация затрат на производство»

Цель задания: применить знания о функциях, геометрии и математическом моделировании для поиска оптимальных затрат на производство.

Условие:
Компания производит товар, который требует упаковки. Упаковка имеет форму прямоугольного параллелепипеда и цилиндра.

• Нужно рассчитать объем и площадь упаковки для каждого типа.
• Рассчитать стоимость упаковки, если упаковочный материал стоит 100 рублей за квадратный метр.
• Определить, какая упаковка будет более выгодной с точки зрения стоимости.

Задача:

1. Рассчитать объем и площадь упаковки для обеих форм.
2. Рассчитать стоимость упаковки на основе площади.
3. Сравнить стоимость упаковки и выбрать оптимальный вариант.»

Исходя из данного примера можно сделать вывод что, ИИ создает различные алгоритмы для решения того или иного задания, тем самым дает множество вариантов для его выполнения, а также такие инструменты как ChatGPT обеспечивают персональный подход к каждому вопросу и адаптируют его под требования каждого пользователя.

 Таким образом благодаря внедрению данной технологии в рассматриваемый нами метод, появилось множество альтернативных подходов в изучении и решении различных математических задач.

 Применение систем машинного обучения также позволяет адаптировать образовательный процесс под индивидуальные потребности каждого ученика, предлагая ему задания соответствующего уровня сложности.

В целом, интеграция различных методик и технологических инструментов позволяет создать эффективную и увлекательную систему обучения математике, способствующую глубокому пониманию предмета и развитию необходимых навыков для успешной профессиональной деятельности. [5].

Что важно учитывать при использовании ИИ

 Внедрение активного обучения в преподавание математике представляет собой значительный шаг вперёд в образовательной сфере. Однако этот процесс на ряду с очевидными плюсами имеет и некоторые трудности. Например, иногда нейросеть может выдавать не правильные ответы, и важно понимать, что, во-первых, чем детальнее и корректнее мы зададим вопрос, тем более правильный ответ мы получим, а во-вторых, уметь фильтровать и подстраивать информацию под себя.

При внедрении ИИ в образовательный процесс может возникнуть ряд проблем, таких как снижение мотивации учащихся, чрезмерная зависимость от технологий и снижение активности мышления. Это может привести к утрате навыков критического анализа и самостоятельного решения задач. Важно понимать, что искусственный интеллект — это всего лишь инструмент, помогающий в обучении, а не полноценная замена самостоятельной работы и глубокого осмысления информации [6].

Вывод

Проанализировав все плюсы и минусы активного обучения, можно сказать, что оно позволяет ученикам не только усваивать теоретический материал, но и активно взаимодействовать с ним, развивая навыки критического мышления, сотрудничества и саморегуляции. Метод «Деловой игры» продемонстрировал свою высокую эффективность в повышении мотивации, вовлеченности и успеваемости учащихся, создавая условия для глубокой проработки математического материала через коллективное решение задач.

Технологии, включая искусственный интеллект, играют ключевую роль в создании более эффективного и индивидуального образовательного процесса, предоставляя инструменты для создания задач, адаптированных под уровень подготовки учеников. Онлайн-платформы и интерактивные ресурсы значительно изменили образовательный процесс, создавая возможности для самостоятельного и группового обучения.

Внедрение активного обучения с использованием искусственного интеллекта в преподавание математике — это сложный, но необходимый процесс, который требует времени, усилий и поддержки со стороны всех участников образовательного процесса.

 

 

Список литературы:

1. Кузнецова И. А. Активные методы обучения математике: от теории к практике / И. А. Кузнецова. – М.: Просвещение, 2018. – 240 с.
2. СЛАСТЁНИН В.А., ИСАЕВ И.Ф., ШИЯНОВ Е.Н. ПЕДАГОГИКА: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. 7-е изд., стереотипное. — Москва: Издательство Академия, 2007. — 576 с.
3. Осипов Р. А., Никанорова Ю. Ю., Морозова Е. В. Деловые игры на уроках математики как один из методов активного обучения / Р. А. Осифов, Ю. Ю. Никанорова, Е. В. Морозова. // Colloquium-Journal. – 2020. – № 3-4 (55).  С. 43–45.
4. Бондарев В. Н., Аде Ф. Г. Искусственный интеллект: учеб. пособие для вузов / В. Н. Бондарев, Ф. Г. Аде. – Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2002. – 615 с.
5. Гусакова Е. М., Гусакова Т. А. Реализация активных методов преподавания математики в условиях цифровизации образования / Е. М. Гусакова, Т. А. Гусакова. // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – № 44. – C. 610–619
6. Савельева, Е. В. Проблемы и перспективы применения нейронных сетей в сфере образования / Е. В. Савельева // КиберЛенинка. — 2020. — Электрон. ресурс.

Опубликовано: 03.12.2024