ПОЄДНАННЯ КЕЙС-ТЕХНОЛОГІЙ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ЯК ІННОВАЦІЙНИЙ ПІДХІД ДО НАВЧАННЯ МАТЕМАТИКИ

ПОЄДНАННЯ КЕЙС-ТЕХНОЛОГІЙ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ЯК ІННОВАЦІЙНИЙ ПІДХІД ДО НАВЧАННЯ МАТЕМАТИКИ

У процесі впровадження інноваційних підходів до навчання математики важливим напрямом є поєднання кейс-технологій та можливостей штучного інтелекту. Такий підхід сприяє підвищенню ефективності освітнього процесу, формуванню в учнів практичних навичок застосування математичних знань та розвитку ключових компетентностей. Використання кейс-методу дозволяє створювати навчальні ситуації, наближені до реального життя, а застосування інструментів штучного інтелекту допомагає урізноманітнити навчальні матеріали, здійснювати диференціацію завдань та забезпечувати персоналізацію навчання.

У практиці викладання математики для учнів 7–8 класів доцільно використовувати різноманітні кейси, що базуються на реальних або змодельованих життєвих ситуаціях. Наприклад, під час вивчення теми «Відсотки» у 7 класі можна запропонувати кейс, пов’язаний із плануванням покупок під час сезонних знижок. Учням пропонується ситуація: родина планує придбати декілька товарів у магазині, де діють різні види знижок. Учні отримують перелік товарів, їх початкову вартість та розмір знижки. Завдання полягає у визначенні кінцевої вартості кожного товару, обчисленні загальної суми покупки та визначенні економії коштів. Під час виконання цього кейсу учні застосовують знання про відсотки, виконують арифметичні обчислення та аналізують результати. Штучний інтелект може допомогти вчителю створити декілька варіантів такого кейсу, генеруючи різні набори числових даних.

Під час вивчення теми «Раціональні числа» у 7 класі доцільно використати кейс «Планування подорожі». Учням пропонується ситуація, у якій група школярів планує поїздку до іншого міста. Необхідно розрахувати витрати на транспорт, проживання та харчування. У таблиці подано доходи та витрати, які можуть мати додатні та від’ємні значення. Завдання учнів полягає у визначенні загального бюджету подорожі, обчисленні балансу витрат і визначенні, чи вистачить коштів для здійснення поїздки. Такий кейс сприяє формуванню в учнів навичок роботи з раціональними числами та розвитку фінансової грамотності.

Ще одним прикладом кейсу для 7 класу є навчальна ситуація, пов’язана з темою «Лінійні рівняння». Учням пропонується проаналізувати різні тарифні плани мобільного оператора. Умови тарифів подано у вигляді математичних залежностей між кількістю використаних хвилин і вартістю послуг. Учні повинні скласти лінійні рівняння, що описують ці залежності, і визначити, який тариф є найбільш вигідним для різних варіантів використання мобільного зв’язку. Штучний інтелект може допомогти створити нові варіанти тарифних планів або змінити числові дані, що робить завдання більш різноманітним.

У 8 класі ефективним є кейс, пов’язаний із темою «Функції та їх графіки». Учням пропонується дослідити залежність між кількістю виробленої продукції та прибутком підприємства. На основі запропонованих даних учні будують графік функції, визначають його властивості та роблять висновки щодо оптимального обсягу виробництва. Інструменти штучного інтелекту можуть використовуватися для генерації різних наборів даних або для побудови інтерактивних графіків.

Під час вивчення теми «Статистичні дані» у 8 класі доцільно використати кейс «Аналіз використання часу». Учням пропонується дослідити, як школярі розподіляють свій час протягом дня. Учні проводять опитування, збирають дані, будують діаграми та обчислюють середні значення. Штучний інтелект може допомогти швидко обробити отримані дані, створити різні варіанти графічного представлення інформації та запропонувати додаткові запитання для аналізу.

Ще одним прикладом кейсу для 8 класу є задача, пов’язана з темою «Площі геометричних фігур». Учням пропонується план шкільного подвір’я, на якому необхідно облаштувати спортивний майданчик. Завдання полягає у визначенні площ різних ділянок, розрахунку кількості матеріалів для покриття та оптимізації використання території. У процесі виконання цього завдання учні застосовують знання про площі геометричних фігур, виконують обчислення та аналізують різні варіанти планування. Штучний інтелект може генерувати нові варіанти планів або створювати графічні моделі території.

Для ефективного використання штучного інтелекту на уроках математики доцільно організовувати роботу відповідно до етапів уроку.

Таблиця використання штучного інтелекту на різних етапах уроку

Етап уроку – Використання штучного інтелекту

Мотивація навчальної діяльності – створення проблемної ситуації, генерація життєвого кейсу або інтерактивної задачі.

Актуалізація опорних знань – створення коротких тестів, тренувальних завдань або запитань для повторення. 

Пояснення нового матеріалу – генерація прикладів, побудова графіків, створення візуалізацій математичних моделей.

Практична діяльність – створення індивідуальних або групових кейсів різного рівня складності.

Перевірка результатів – аналіз розв’язків, виявлення типових помилок, надання рекомендацій.

Рефлексія – формування запитань для обговорення, узагальнення результатів роботи.

Для створення кейсів з використанням штучного інтелекту важливо правильно формулювати запити або промпти. Наведемо кілька прикладів промптів, які можуть використовувати вчителі математики.

Приклад 1.«Створи практичний кейс для учнів 7 класу на тему “Відсотки”, пов’язаний із покупками в магазині. Додай числові дані та запитання для аналізу.»

Приклад 2.«Запропонуй кейс для уроку математики у 8 класі на тему “Функції”, у якому учні мають дослідити залежність між двома величинами та побудувати графік.»

Приклад 3.«Створи задачу-кейс для 7 класу на тему “Лінійні рівняння”, пов’язану з тарифними планами мобільного зв’язку.»

Приклад 4.«Згенеруй практичну ситуацію для уроку математики у 8 класі на тему “Статистика”, де учні мають проаналізувати результати опитування.»

Приклад 5.«Створи кейс для учнів 8 класу на тему “Площі геометричних фігур”, пов’язаний із плануванням території спортивного майданчика.»

Використання таких запитів значно спрощує підготовку до уроків і дозволяє швидко створювати нові варіанти навчальних завдань. Крім того, штучний інтелект може допомагати у створенні диференційованих завдань для учнів із різним рівнем підготовки.

Практичний досвід показує, що використання кейс-технологій у поєднанні з інструментами штучного інтелекту сприяє активізації навчальної діяльності учнів, розвитку їхнього логічного та критичного мислення, формуванню навичок аналізу інформації та прийняття обґрунтованих рішень. Учні починають краще розуміти практичне значення математичних знань, що позитивно впливає на їхню мотивацію до навчання.

Отже, поєднання кейс-технологій і штучного інтелекту є ефективним інноваційним підходом до навчання математики. Такий підхід дозволяє створити сучасне освітнє середовище, у якому поєднуються традиційні педагогічні методи та можливості цифрових технологій, сприяє розвитку творчого потенціалу учнів і підготовці їх до життя в інформаційному суспільстві.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1.   Биков В. Ю. Цифрова трансформація освіти і науки: теорія і практика. – Київ: Інститут цифровізації освіти НАПН України, 2019.
2.   Пометун О. І., Пироженко Л. В. Сучасний урок. Інтерактивні технології навчання. – Київ: А.С.К., 2015.
3.   Сисоєва С. О. Педагогічні технології у сучасній школі. – Київ: Видавництво педагогічної літератури, 2018.
4.   Дьюї Дж. Демократія і освіта. – Київ: Основи, 2003.
5.   Савченко О. Я. Дидактика початкової освіти. – Київ: Грамота, 2012.
6.   Bruner J. The Process of Education. – Cambridge: Harvard University Press, 1960.
7.   Holmes W., Bialik M., Fadel C. Artificial Intelligence in Education: Promises and Implications for Teaching and Learning. – Boston: Center for Curriculum Redesign, 2019.
8.   Luckin R. Machine Learning and Human Intelligence: The Future of Education for the 21st Century. – London: UCL Institute of Education Press, 2018.
9.   Selwyn N. Education and Technology: Key Issues and Debates. – London: Bloomsbury Academic, 2017.
10. Kapp K. The Gamification of Learning and Instruction. – San Francisco: Pfeiffer, 2012.
11. Johnson D., Johnson R., Smith K. Active Learning: Cooperation in the College Classroom. – Minnesota: Interaction Book Company, 2014.
12. Hmelo-Silver C. Problem-Based Learning: What and How Do Students Learn? – Educational Psychology Review, 2004.
13. UNESCO. Artificial Intelligence in Education: Challenges and Opportunities for Sustainable Development. – Paris: UNESCO Publishing, 2021.