Роль и возможности искусственного интеллекта в преподавании физики

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 372.853                                     

Современное образование переживает этап глубоких преобразований, связанных с активным внедрением цифровых технологий и развитием искусственного интеллекта (ИИ). Искусственный интеллект постепенно становится неотъемлемой частью учебного процесса, расширяя возможности преподавателей и создавая новые формы взаимодействия учащихся с учебным материалом. Одной из дисциплин, в которой потенциал ИИ проявляется особенно ярко, является физика — наука, требующая не только теоретического понимания, но и способности применять знания в практических и исследовательских ситуациях. Использование ИИ в преподавании физики открывает широкие перспективы: от автоматизированного анализа экспериментальных данных и моделирования сложных физических процессов до персонализации обучения и формирования адаптивных образовательных траекторий. Интеллектуальные системы способны облегчить труд преподавателя, повысить мотивацию студентов и сделать изучение физики более наглядным и доступным. В то же время внедрение ИИ ставит ряд методических, технических и этических вопросов, требующих внимательного рассмотрения. Актуальность исследования роли и возможностей искусственного интеллекта в преподавании физики обусловлена необходимостью повышения качества образования, поиска новых педагогических подходов и адаптации учебного процесса к условиям цифровой среды. Анализ потенциала ИИ позволяет не только определить направления его эффективного применения, но и выявить ограничения и риски, связанные с его интеграцией в образовательную практику. Считается, что формирование учебной мотивации в большей степени возложено на преподавателя. Чтобы вовлечь студентов в изучение дисциплины и заинтересовать их, он может использовать инновационные методы обучения с применением информационных технологий, игровых и интерактивных форм [1, 2].

Важно также учитывать индивидуальные особенности и потребности каждого студента, обращая внимание на уровень его знаний и способностей. В данной статье мы предлагаем привлечь внимание студентов к изучению дисциплину физики посредством введения игровых форм, таких как викторина, созданная при помощи ИИ. Расскажем подробно о создании интерактивной викторины по предмету физики на примере сервиса Quizizz. Онлайн-сервис Quizizz обладает широкими функциональными возможностями для настройки вопросов (более 10 типов), ответов и правил викторины с изображениями, GIF-файлами, музыкой, видео, графиками. Игра может проводиться в режиме реального времени или выдана в качестве домашнего задания, что делает платформу удобным инструментом для проведения учебных мероприятий не только во время контактной работы (практического занятия или консультации), но и удаленно (вне учебных занятий). Студенты могут присоединиться к викторине с компьютера или мобильного устройства, перейдя по ссылке и введя уникальный код, присвоенный игре, в программе регистрация не требуется. Для создания новой викторины нам необходимо войти в систему, нажать кнопку «создать викторину», придумать название и выбрать язык (Рисунок 1).

Чтобы эффективно использовать время для подготовки к викторине, мы воспользовались загрузкой лекции в формате PDF. Специализированное ПО самостоятельно создает вопросы и предлагает варианты ответов, основываясь на содержании предоставленного материала. В ходе формирования викторины предусмотрена возможность внесения корректировок: добавления, изменения как вопросов, так и предлагаемых ответов.

Рисунок 1. Настройка параметров викторины

Кроме того, можно установить лимит времени на каждый ответ, определить ценность правильных ответов в баллах, выбрать формат соревнования (индивидуальный или командный), запланировать время проведения и определить параметры доступа для участников (Рисунок 2).

Рисунок 2. Добавление и редактирование вопросов

После завершения настройки всех опций викторина активируется, и студенты получают приглашения для участия. В установленный час студенты отвечают на предложенные вопросы, используя свои устройства, а преподаватель имеет возможность наблюдать за ходом и результатами в реальном времени (Рисунок 3).

Рисунок 3. Викторина в режиме просмотра

Подобные викторины были использованы авторами дисциплины физики в процессе в Ошском технологическом университете и показали свою высокую эффективность. Мотивация студентов к изучению предмета физики существенно повысилась, появилась заинтересованность.

При командной игре стремление к знаниям подстегивалось соперничеством, каждый студент хотел победить, «сильные» студенты подтягивали «слабых». Кроме того, Quizizz предоставляет преподавателю широкие возможности для анализа успеваемости: статистика ответов, выявление типичных ошибок, мониторинг индивидуального прогресса. Эти данные позволяют оперативно корректировать содержание занятий и адаптировать подачу материала к уровню группы. Сервис также способствует развитию навыков самопроверки у студентов, так как позволяет им проходить тесты в удобное время и получать моментальную оценку качества своих знаний.

Заключение

Использование технологий искусственного интеллекта в преподавании физики открывает качественно новые возможности для повышения эффективности образовательного процесса. Интеллектуальные системы позволяют реализовывать персонализированные траектории обучения, обеспечивая каждому студенту доступ к адаптивным заданиям, интерактивным моделям и своевременной обратной связи. Благодаря этому изучение сложных физических явлений становится более наглядным, гибким и доступным. Таким образом, искусственный интеллект выступает не заменой, а мощным инструментом поддержки преподавания физики, расширяя возможности образовательной среды и повышая качество усвоения учебного материала. Его дальнейшее развитие и интеграция в педагогическую практику представляют значительный потенциал для модернизации и гуманизации современного образования.