Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования) | Мир педагогики и психологии №08 (97) Август 2024

Возможности использованная искусственного интеллекта в обучении математике

Колобаев Виктор Константинович
кандидат филологических наук, доцент, кафедра иностранных языков Северо-западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, г. Санкт-Петербург, Россия ORCID org/0000-0001-8072-1198 vkolobaev@mail.ru
Морозова Ирина Константиновна
Учитель математики ГОУ СОШ 197, г. Санкт-Петербург, Россия, imoroz49@bk.ru

Аннотация: В статье рассматривается очень актуальный для нашего времени вопрос: использование искусственного интеллекта в образовании, а именно в обучении школьников математике. Рассматриваются некоторые наиболее интересные и перспективные приложения и платформы, которые могут быть использованы как школьниками, так и учителями и родителями в процессе обучения. Подчеркивается тот факт, что в настоящее время подобные программы могут быть в основном использованы для самостоятельной работы, поскольку их место в учебном процесс еще не определено. Кроме того, указываются как положительные стороны использования искусственного интеллекта в обучении, так и отрицательные, поскольку решить ту или иную задачу с использованием искусственного интеллекта можно, не прилагая усилий, а сразу получить готовый ответ, который дает искусственный интеллект, тем более что дает он его с пояснениями.
Ключевые слова: искусственный интеллект, математика, школа, образование, ученики

Kolobaev Victor Konstantinovich
PhD in Philology, Assistant professor of the Foreign language department North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov, Saint-Petersburg, Russia
Morozova Irina Константиновна
teacher of mathematics, SBI Secondary school 197, Saint-Petersburg, Russia

Abstract: The article deals with the most actual modern problem – the use of artificial intellect in education, namely in the process of teaching of mathematics. The most interesting and promising applications and platforms, which can be used both by schoolchildren, teachers and their parents are analyzed. The fact that at present such programs can mainly be used in independent work, since their position in educational process is not clear is stressed. Besides both positive and negative aspects of artificial intellect use are indicated since to solve any task is possible without any efforts and immediately receive a ready-made answer that artificial intellect gives, especially considering the fact it gives the answer with detailed explanations.
Keywords: artificial intellect, mathematics, secondary school, education, schoolchildren

В настоящее время искусственный интеллект (ИИ) все шире проникает в различные сферы деятельности, включая образование. Одним из примеров является применение ИИ на занятиях по математике в школах.

Внедрение ИИ в учебный процесс представляет новые возможности для повышения качества обучения, персонализации образовательного процесса и повышение заинтересованности учеников в изучении математики [1].

Рассмотрим некоторые из наиболее перспективных программ, которые могут быть полезными как для учащихся, так и для учителей на уроках математики и для самостоятельных занятий.

Программа Merlin AI может использоваться для выполнения домашних заданий, объяснения значений определенных терминов, озвучивания правил и определений, а также для вычисления значений примеров.

Приложение Wolfram|Alpha облегчает решение математических задач: достаточно навести камеру на пример, и оно дает не только правильный ответ, но и объясняет, как его достичь. Разработчики приложения рассматривают его как образовательную программу, которая помогает школьникам обойтись без репетиторов, предоставляя функции аналогичные репетиторству. Приложение имеет значительный потенциал для использования в классе и дома. Функция «показать шаги» позволяет учителям разбивать задачи на более простые этапы, не усложняя процесс. А функция «генератор задач» может использовать реальные наборы данных для создания соответствующих примеров.

Smodin Omn – математическая платформа с интегрированным искусственным интеллектом, предоставляющая продвинутые решения для сложных математических задач. Ее алгоритмы экономят время, предоставляя точные пошаговые решения.  Аналогично Wolfram|Alpha, Smodin Omni обладает функционалом для решения как сложных, так и более простых задач по математическому анализу. Её усовершенствованные алгоритмы позволяют быстро и точно интерпретировать, и решать математические задачи. Платформа даёт пошаговые инструкции и теоретические объяснения, которые помогают лучше понять основные концепции и применять знания в последующих задачах, используя поисковую базу и интегрируя теоретические блоки.

Photomath – это приложение, основанное на искусственном интеллекте, которое предлагает инновационный подход к решению математических задач. Оно удобно в использовании и не требует введения задач на алгоритмическом языке, в отличие от Wolfram|Alpha. Достаточно сфотографировать задачу, и приложение автоматически распознает условие. В случае ошибки распознавания доступен режим редактирования. Приложение дает пошаговые решения, покрывая широкий диапазон тем от арифметики до высшей математики, и полезно для учащихся, их родителей и учителей.

Brilliant – это также образовательная платформа, применяющая технологии искусственного интеллекта для помощи учащимся в освоении разнообразных математических концепций м способов решения задач. Используя алгоритмы ИИ, платформа предоставляет обратную связь, настраиваясь на уровень знаний каждого пользователя, что дает возможность обучаться в удобном режиме. В отличие от традиционных методик, Brilliant фокусируется на тщательном понимании математических принципов, что делает её неоценимым ресурсом для любителей математики.

Microsoft Math Solver использует искусственный интеллект для создания обширной платформы, предназначенной для решения математических задач. Приложение предлагает пошаговые решения и визуальные инструменты, охватывающие всё от базовой арифметики до продвинутого исчисления. Функция распознавания рукописного ввода даёт возможность учащимся проверять сои решения, делая этот инструмент полезным для обучения математики.

В качестве ещё одного примера можно назвать приложение Merlin AI. Учащиеся могут научить Merlin AI решать специфические типы задач. На данный момент Merlin AI может выполнять следующие задачи:

- создавать и распространять небольшие видео с построением функций, демонстрацией графиков и изменением параметров;

- улучшать качество работы над школьными проектами и предлагать новые направления развития;

- создавать уникальные и качественные тексты на основе искусственного интеллекта;

- работать на платформе для автоматической транскрипции и аналитики различных сообщений;

- решать отдельные модули алгебры и геометрии, а также готовить к ЕГЭ.

Таким образом можно сказать, что искусственный интеллект помогает учащимся решать сложные задачи, лучше понимать математические термины и, в конечном итоге преуспевать в занятиях по математике [2, с. 180].

Хотя подобных ИИ-платформ существует не так уж много, но каждая из них имеет свои ограничения.  

В качестве еще одного достоинства ИИ является возможность создания и настройки персонализированных учебников. ИИ оценивает уровень знаний учащегося, степень прогресса, а затем адаптирует учебные пособия к его потребностям и возможностям [3, c. 128]. Преподаватели, в свою очередь, могли бы использовать ИИ для создания учебников для конкретных групп учащихся посредством загрузки собственных образовательных программ в систему ИИ. Таким образом, искусственный интеллект, будучи образовательной технологией, может рассматриваться как познавательный и образовательный ресурс, способствующий развитию и формированию определенных знаний, умений и навыков. Потенциал технологий искусственного интеллекта в обучении математике, несомненно, велик, однако необходимо тщательно анализировать его плюсы и минусы, а также учитывать риски, которые несёт в себе этот новый этап развития общества [4, c. 592].

Продолжение разработки и усовершенствования является важным направлением в обучении искусственного интеллекта для его дальнейшего использования в образовательном процессе [1, с. 5].

В России существует нехватка специалистов в области искусственного интеллекта, и, как отмечает Президент РФ Владимир Путин, кране важно включать элементы изучения ИИ в школьные программы по математике.

Теперь, когда добавляется любая запись, искусственный интеллект анализирует её и относит к одной из соответствующих категорий, таких как «Производная», «Свойства плоскостей», «Показательная функция», «Тригонометрическое уравнение» и так далее. Внедрение технологий ИИ и новых методов обучения не только повышает эффективность процесса, но и способствует улучшению психологического климата на уроках, разработке индивидуальных образовательных технологий и созданию условий для творческой и интеллектуальной самореализации каждого учащегося.

Но при этом следует признать, что никакой искусственный интеллект не заменит живого учителя. Именно учитель создает необходимую творческую и психологическую обстановку на уроке. Он способен учитывать индивидуальные психологические особенности каждого ученика, создавать необходимую комфортную среду в классе, задавать темп работы, соответствующий способностям каждого ученика и всего класса в целом. Это недоступно искусственному интеллекту. Кроме того учитель – это не просто передающий знания человек, но и мотиватор, наставник, психолог, который способен поддержать и вдохновить ученика. Учитель может адаптировать свой подход к каждому ученику в зависимости от его индивидуальных потребностей, мотивировать и помочь преодолеть трудности в учебе.

Искусственный интеллект пока не обладает такими способностями, как человек. Он не способен понимать эмоции, чувства и потребности учеников, не может вовлечь их в учебный процесс так, как это делает учитель.

Таким образом, можно сказать, что искусственный интеллект может быть полезным инструментом в образовании, который поможет учителям в их работе и обучении учеников. Однако заменить учителя полностью он не способен, так как человеческие качества и способности невозможно заменить машинами. Учитель – это не просто передатчик знаний, но и наставник, мотиватор и поддержка для учеников. Все это не доступно искусственному интеллекту [5, с.206].  

1. Петербургская школа: инновации. Сборник. Санкт-Петербург, SMG Print, 2016. 81 с.
2. Бабкина А.А., Андрющенко Н.А. Применение искусственного интеллекта в математике // International journal of human and natural sciences. 2023. 11-2 (86). C. 180
3. Черепова, К. Г. Место и роль искусственного интеллекта на уроках математики // Молодой ученый. 2023. № 45 (492). С. 127-129. URL: https: //moluch.ru/archive/492/107509/ (дата обращения: 13.07.2024).
4. Черепова К.Г. Использование инновационной технологии потоковой обработки действий GTD на уроках математики // Молодой ученый. 2014. № 1. С. 590-592.
5. Кувалдина Е.А. Возможность замены преподавателя искусственным интеллектом // Journal of economy and business. 2021. 4-1(74). С. 203-206.