Повышение эффективности формирования пространственных понятий у учащихся основной школы посредством использования AI-ассистентов в инструментах 3D-моделирования
Автор: Оразбаева А.А., Калдыбаев С.К.
Журнал: Бюллетень науки и практики @bulletennauki
Рубрика: Социальные и гуманитарные науки
Статья в выпуске: 3 т.12, 2026 года.
Бесплатный доступ
В статье обосновывается педагогическая модель интеграции AI-ассистента в обучение 3D-моделированию как средства повышения эффективности формирования пространственных понятий у учащихся основной школы. Рассматривается типология подсказок AI-ассистента (концептуальные, процедурные, метакогнитивные), определяются педагогические ограничения, предотвращающие подмену учебной деятельности генерацией готовых решений (регламент запросов, обязательная фиксация решений, двойная проверка, итоговая рефлексия). В рамках design-based research предлагается квазиэкспериментальный дизайн на протяжении 6 недель: интервенционная группа обучается 3D-моделированию с AI-поддержкой, контрольная - по традиционной модели без AI-сопровождения. Для оценки результативности описан комплекс инструментов: тест пространственной визуализации (мысленное вращение, сборка/разборка фигур), задания на анализ видов и проекций, шкала качества 3D-моделей, карта концептуальных ошибок и шкала когнитивной нагрузки. Ключевым методическим продуктом выступает матрица «пространственный концепт → тип ошибки → стратегия AI-поддержки», позволяющая адресно соотносить типичные ошибки (путаница осей, «плоскостное» понимание глубины, ошибки развертки, несохранение инвариантов) с видами подсказок и вопросами для рефлексии. Ожидаемая эффективность интервенции выражается в росте диагностических показателей, снижении доли концептуальных ошибок, повышении качества моделей и усилении учебной самостоятельности учащихся при контролируемом снижении процедурной зависимости от подсказок.
Пространственные понятия, 3D-моделирование, AI-ассистент, основная школа, педагогический эксперимент, design-based research, когнитивная нагрузка, концептуальные ошибки
Короткий адрес: https://sciup.org/14134747
IDR: 14134747 | УДК: 372.851 | DOI: 10.33619/2414-2948/124/65
Improving the Effectiveness of Forming Spatial Concepts in Middle School Students Through the Use of AI Assistants in 3D Modeling Tools
The paper substantiates a pedagogical model for integrating an AI assistant into 3D modeling instruction to improve the effectiveness of forming spatial concepts in middle school students. A typology of AI prompts (conceptual, procedural, and metacognitive) is proposed, along with pedagogical constraints that prevent replacing learning with ready-made solutions (regulated queries, mandatory decision logging, double-checking, and final reflection). Within a design-based research approach, a 6-week quasi-experimental design is outlined: the intervention group learns 3D modeling with AI support, while the comparison group follows a traditional AI-free approach. A set of assessment tools is described, including a spatial visualization test (mental rotation and assembly/disassembly tasks), exercises on views and projections, a 3D model quality rubric, a conceptual error checklist, and a cognitive load self-report scale. A key methodological product is the matrix “spatial concept → error type → AI support strategy”, which links typical errors (axis confusion, ‘planar’ depth interpretation, incorrect nets, failure to preserve invariants) to appropriate prompts and reflection questions. The expected intervention effects include gains in diagnostic outcomes, a reduction in conceptual errors, higher model quality, and increased learner autonomy supported by a controlled decrease in dependence on procedural prompts.
