Данная исследовательская работа посвящена вопросам применения технологий искусственного интеллекта (ИИ) для оптимизации процесса обучения фундаментальным математическим понятиям и величинам в рамках современной образовательной парадигмы. Освоение понятий величины (длина, площадь, объем, время, масса, скорость) на уроках математики требует от учащихся высокого уровня абстрактного мышления. Ограниченные возможности визуального и динамического представления функциональных зависимостей между этими величинами при традиционных методах обучения приводят к повышению когнитивной нагрузки на учащихся. В статье анализируется педагогический потенциал интеллектуальных систем, основанных на элементах ИИ, как способ решения данной проблемы.
В ходе исследования были сопоставлены принципы работы интегрированных в образовательный процесс адаптивных алгоритмических платформ и их преимущества по сравнению с традиционными формами проведения уроков. Продемонстрированы возможности искусственного интеллекта в формировании индивидуальной образовательной траектории на основе анализа поведения и уровня усвоения материала учащимися в режиме реального времени. В частности, с педагогической и психологической точек зрения обосновано влияние динамической визуализации математических величин, виртуального моделирования и автоматизированных механизмов обратной связи на эффективность урока.
В рамках данной темы изучен опыт внедрения цифровых технологий в зарубежных и отечественных системах образования и выделены три ключевых компонента обучения математическим величинам с использованием ИИ: индивидуальная адаптивность, интерактивное визуальное моделирование и интеллектуализация формирующего оценивания. Результаты исследования показывают, что эффективное использование технологий ИИ не только существенно улучшает усвоение математических величин, но и способствует развитию у учащихся математической грамотности и навыков логического мышления.
адаптивное обучение
вычислительная педагогика
динамизация
индивидуальная образовательная траектория
интеллектуальные обучающие системы (ИОС)
искусственный интеллект
когнитивная нагрузка
математические величины