РОЛЬ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ У РОЗВИТКУ КРИТИЧНОГО МИСЛЕННЯ ЧЕРЕЗ ЗАПИТАЛЬНЕ НАВЧАННЯ НА УРОКАХ ІНФОРМАТИКИ
РОЛЬ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ У РОЗВИТКУ КРИТИЧНОГО МИСЛЕННЯ ЧЕРЕЗ ЗАПИТАЛЬНЕ НАВЧАННЯ НА УРОКАХ ІНФОРМАТИКИ
Скорик Вікторія Миколаївна
вчитель математики
та інформатики
Межівського ліцею №2
Межівської селищної ради
Зміст
Вступ
І. Теоретичні основи розвитку критичного мислення та запитального навчання
1.1. Поняття критичного мислення: сутність, ознаки, етапи розвитку.
1.2. Запитальне навчання як педагогічна технологія: підходи та переваги.
1.3. Інформатика як простір для розвитку критичного мислення
ІІ. Можливості штучного інтелекту у формуванні критичного мислення
2.1. Визначення штучного інтелекту та його освітні функції.
2.2. Інструменти ШІ у навчанні інформатики (чат-боти, генератори запитань, аналіз відповідей тощо).
2.3. Приклади застосування ШІ у розвитку навичок критичного мислення учнів.
ІІІ. Практична реалізація запитального навчання з використанням ШІ на уроках інформатики
3.1. Розробка фрагментів уроків інформатики із залученням ШІ.
3.2. Аналіз результатів впровадження (анкетування, спостереження, оцінювання).
3.3. Висновки щодо ефективності використання ШІ у розвитку критичного мислення.
Висновки
Література
Вступ
У сучасному світі, де технології швидко розвиваються, освіта стикається з новими викликами та можливостями. Однією з ключових інновацій, що впливає на освітній процес, є штучний інтелект (ШІ). Впровадження ШІ в навчальний процес відкриває нові горизонти для розвитку критичного мислення учнів через метод запитального навчання. Цей метод спрямований на стимулювання учнів до активного пошуку інформації, аналізу та формулювання власних висновків, що є невід’ємною частиною критичного мислення.
Незважаючи на значні переваги, які пропонує ШІ, залишається питання про те, як найкраще інтегрувати ці технології в навчальний процес, особливо на уроках інформатики. Постановка проблеми полягає в тому, щоб визначити оптимальні способи використання ШІ для підтримки запитального навчання та розвитку критичного мислення учнів. Це включає аналіз можливостей персоналізації навчального контенту, створення інтерактивних інструментів та ефективних методів оцінки і зворотного зв’язку.
Останні педагогічні дослідження свідчать про значний потенціал ШІ у розвитку критичного мислення. Наприклад, дослідження показують, що ШІ може автоматизувати рутинні процеси, адаптувати завдання відповідно до індивідуальних потреб учнів та забезпечувати миттєвий зворотний зв’язок, що сприяє кращому засвоєнню матеріалу. Крім того, ШІ допомагає організовувати групову роботу, розподіляти обов’язки та контролювати прогрес учнів, що сприяє розвитку навичок співпраці та комунікації.
Однак, залишаються невирішені питання, пов’язані з етичними аспектами використання ШІ в освіті, такими як конфіденційність даних учнів та упередженість алгоритмів. Ці питання вимагають уважного підходу та розробки відповідних стратегій для їх вирішення.
Метою даної роботи є дослідження можливостей та переваг впровадження штучного інтелекту в освітній процес на уроках інформатики з метою розвитку критичного мислення учнів через запитальне навчання. Це включає аналіз ефективності різних інструментів та методів ШІ, а також розробку рекомендацій для вчителів щодо їх застосування в навчальному процесі.
Для досягнення поставленої мети у роботі вирішуються такі завдання:
- охарактеризувати теоретичні основи критичного мислення та методи його розвитку;
- дослідити принципи запитального навчання та його значення у формуванні мисленнєвої активності учнів;
- визначити роль ШІ у навчальному процесі та його можливості для підтримки розвитку критичного мислення;
- проаналізувати практичні аспекти застосування ШІ на уроках інформатики та ефективність використання таких технологій у навчанні.
Ця робота призначена для вчителів інформатики, педагогів, зацікавлених у впровадженні інноваційних методів навчання, а також для дослідників у галузі освітніх технологій. Вона надає практичні поради та приклади застосування ШІ на уроках інформатики, спрямовані на розвиток критичного мислення учнів.
І. Теоретичні основи розвитку критичного мислення та запитального навчання
1.1. Поняття критичного мислення: сутність, ознаки, етапи розвитку
У сучасній освіті критичне мислення визначається як одна з ключових компетентностей, необхідних для повноцінного функціонування особистості в інформаційному суспільстві. Воно виступає основою для прийняття зважених рішень, аргументації власної позиції, протистояння маніпуляціям та формування громадянської свідомості.
Л. П. Шульга вважає, що критичне мислення – це мислення, яке базується на логіці, перевірці фактів, пошуку альтернатив і готовності змінювати свою думку за наявності переконливих аргументів. [1] Такий підхід передбачає не просто репродукцію знань, а активну інтелектуальну діяльність, здатність ставити запитання, аналізувати й оцінювати інформацію.
Основні ознаки критичного мислення включають:
- відкритість до нової інформації;
- уміння формулювати проблеми та ставити запитання;
- самостійність у судженнях;
- логічність мислення і послідовність міркувань;
- вміння відокремлювати факти від суджень;
- здатність до самооцінки і рефлексії.
Розвиток критичного мислення відбувається поетапно.
За класифікацією Т. О. Кобзар [2] виділяють такі етапи:
- усвідомлення проблемної ситуації – учень виявляє інформаційну або логічну суперечність;
- формулювання запитань – учень самостійно або з допомогою вчителя формулює уточнюючі й дослідницькі питання;
- пошук і аналіз інформації – критичний підхід до джерел, виділення суттєвого, порівняння точок зору;
- формування висновків – учень робить аргументовані висновки, узагальнення, пропонує варіанти вирішення проблеми;
- рефлексія – аналізує власну діяльність, усвідомлює помилки та успіхи.
Таким чином, критичне мислення – це не тільки здатність до аналізу, але й культура мислення, яку можна і потрібно розвивати в процесі навчання.
1.2. Запитальне навчання як педагогічна технологія: підходи та переваги
Запитальне навчання – це освітній підхід, у якому ключову роль відіграє процес формулювання запитань і пошуку відповідей на них. Його філософія базується на конструктивному підході, згідно з яким учень самостійно будує знання в процесі активної пізнавальної діяльності.
Н. І. Волкова визначає запитальне навчання як «педагогічну технологію, що формує дослідницьку позицію, активізує розумову діяльність і сприяє глибшому засвоєнню знань через постановку питань та пошук відповіді». [3]
Сутність запитального навчання полягає у створенні таких умов, коли учень:
- виявляє проблему або суперечність у навчальному матеріалі;
- ставить запитання для поглиблення розуміння;
- досліджує, експериментує, аналізує інформацію;
- формулює обґрунтовані висновки;
- презентує результати власної роботи;
- бере участь у колективному обговоренні.
Запитальне навчання реалізується через різні форми: мінідослідження, навчальні проєкти, дискусії, дебати, рольові ігри. Основні переваги цієї технології:
- стимулювання когнітивної активності учнів;
- формування вміння ставити запитання і шукати відповіді;
- розвиток аналітичного та критичного мислення;
- формування комунікативних та дослідницьких навичок;
- створення мотиваційного середовища навчання.
Отже, запитальне навчання є засобом інтеграції ключових компетентностей і критичного мислення в усі етапи навчального процесу.
1.3. Інформатика як простір для розвитку критичного мислення
Інформатика як навчальний предмет володіє значним потенціалом для розвитку критичного мислення. Вона орієнтована на аналіз, алгоритмізацію, логіку, системне мислення та практичне застосування знань у цифровому середовищі.
О.М. Співаковський підкреслює, що інформатика розвиває «структуроване мислення, здатність формулювати та вирішувати проблеми, аналізувати й оптимізувати процеси». [4]
На уроках інформатики ефективно реалізуються елементи запитального навчання, зокрема:
- створення алгоритмів і програм – учень формулює проблему, аналізує умови, шукає шляхи реалізації, перевіряє й удосконалює рішення;
- аналіз інформації – оцінка достовірності джерел, порівняння альтернатив, робота з базами даних;
- дослідження цифрових технологій – експерименти з графічними або текстовими редакторами, онлайн-середовищами, штучним інтелектом тощо;
- проєктна діяльність – розробка сайтів, презентацій, коду, що передбачає формулювання завдань, пошук рішень, самооцінку.
Інформатика є міждисциплінарним предметом, який об’єднує знання з логіки, математики, мов, природничих наук. У такому просторі формування критичного мислення відбувається органічно, у тісному зв’язку з запитальним підходом та реальними життєвими потребами учнів.
ІІ. Можливості штучного інтелекту у формуванні критичного мислення
2.1. Визначення штучного інтелекту та його освітні функції
Штучний інтелект (ШІ) – це галузь комп’ютерної науки, що займається створенням систем, здатних до самостійного аналізу даних, прийняття рішень, навчання та взаємодії з користувачем. У контексті освіти, ШІ розглядається як інструмент, що сприяє індивідуалізації навчання, розвитку мислення високого рівня, а також забезпеченню зворотного зв’язку.
На думку Л. Пшеничної, ШІ в освіті виступає не лише як технічний засіб, але як нова педагогічна парадигма, яка відкриває можливості для розвитку інтелектуальних здібностей учнів, зокрема критичного мислення. [5]
Основні освітні функції ШІ:
- адаптація навчального контенту відповідно до рівня учня;
- формування проблемних ситуацій через моделювання;
- аналіз відповідей і поведінки учнів;
- надання миттєвого зворотного зв’язку;
- формування запитальних навичок через генерацію відкритих запитань.
Таким чином, ШІ не просто виконує роль цифрового інструмента, а виступає партнером у мисленнєвій діяльності учня.
2.2. Інструменти ШІ у навчанні інформатики
У сучасному освітньому закладі штучний інтелект застосовується як через спеціалізовані освітні платформи, так і через універсальні ШІ-інструменти. Зокрема:
- Чат-боти (наприклад, ChatGPT, Replika, AI-сервіси Google) допомагають у створенні діалогів з учнями, моделюванні ситуацій і перевірці розуміння матеріалу. Чат-боти сприяють формуванню самостійності в аналізі проблем та обґрунтуванні рішень.
- Генератори запитань (Quizgecko, QuestionWell, ChatGPT) автоматично створюють запитання до текстів, що дозволяє вчителю зосередитися на аналізі відповідей учнів, а не лише на підготовці матеріалу.
- Інструменти для аналізу відповідей – системи, які аналізують письмові або усні відповіді, виявляючи логічні помилки, суперечності або слабку аргументацію. Вони є важливими у процесі формування критичного мислення.
- Адаптивні навчальні системи (Khan Academy, Smart Sparrow), які змінюють сценарій навчання залежно від дій учня, спонукаючи його до самостійного вибору та оцінки альтернатив.
Інформатика як предмет є зручною платформою для інтеграції цих інструментів через роботу з алгоритмами, логікою, аналізом даних і проблемними ситуаціями.
2.3. Приклади застосування ШІ у розвитку навичок критичного мислення учнів
- Запитальне навчання з використанням ChatGPT. Учень отримує текст з інформатики (наприклад, про структури даних) і ставить запитання до ШІ. Потім порівнює відповіді з підручником, оцінює їх точність, логіку, повноту. Таким чином розвиваються навички перевірки джерел та формулювання аргументованих висновків.
- Проєктна робота з використанням генераторів запитань. Учні створюють базу знань на основі теми «Штучний інтелект і суспільство», використовуючи AI для формування тестів і самоперевірки. Вони аналізують отримані запитання на змістовність і глибину, удосконалюючи критичне сприйняття інформації.
- Моделювання ситуацій. Із допомогою чат-ботів моделюються етичні дилеми (наприклад, чи варто довіряти ШІ в ухваленні судових рішень?). Учні аргументують свої позиції, використовуючи логіку, аналіз ризиків та наслідків, що розвиває критичне мислення в контексті цифрової етики.
- Аналіз помилок. Використовуючи інструменти ШІ, вчитель дає учням завдання знайти та виправити помилки в програмному коді, що був згенерований штучним інтелектом. Учні мають проаналізувати логіку, виявити причини помилок і сформулювати висновки щодо обмежень ШІ.
ІІІ. Практична реалізація запитального навчання з використанням ШІ на уроках інформатики
3.1. Розробка фрагментів уроків інформатики із залученням ШІ (8-10 клас)
У межах дослідження було розроблено фрагменти уроків інформатики для учнів 8-10 класів за темами, що відповідають чинній навчальній програмі. Головна мета – формування критичного мислення учнів шляхом інтеграції штучного інтелекту в освітній процес через запитальне навчання.
Тема: «Алгоритми з розгалуженням та повторенням» (8 клас)
Цілі:
- навчити учнів застосовувати умовні оператори;
- розвивати логічне мислення та навички формулювання алгоритмів;
- критично оцінювати дії ШІ за заданим алгоритмом.
Фрагмент уроку:
1. Вступне запитання:
– «Чи може ШІ зрозуміти, як працює “якщо – то – інакше”? А якщо алгоритм має помилку – чи виявить він її?»
-
Завдання:
– Учні створюють простий алгоритм у вигляді блок-схеми (наприклад, гра «вгадай число») і пропонують його ChatGPT або інструменту Replit Copilot (або Copilot Chat).
– Потім ставлять ШІ уточнюючі запитання:
- «Що буде, якщо ввести інше значення?»
- «Як змінити умову, щоб програма працювала по-іншому?»
- «Чи є помилка в логіці?»
- Рефлексія: учні виявляють сильні і слабкі сторони логіки в роботі ШІ.
Тема: «Безпека в Інтернеті» (8–9 клас)
Цілі:
- ознайомити учнів із поняттями фішингу, маніпуляцій;
- навчити виявляти ознаки обману;
- розвивати інформаційну грамотність і критичне мислення.
Фрагмент уроку:
-
Проблемне запитання:
– «Чи завжди ШІ говорить правду? Як це перевірити?» -
Завдання:
– Учні задають ШІ запитання:- «Чому важливо не ділитися паролями?»
- «Що робити, якщо отримав лист від банку?»
– Потім аналізують відповіді на достовірність.
– Учитель демонструє приклади фішингових листів – учні разом із ШІ пояснюють, чому це підозріло.
- Обговорення:
– Як розпізнати маніпуляцію?
– Чи можна використовувати ШІ для створення фейків? (Дискусія)
Тема: «Мова HTML і створення вебсторінок» (10 клас)
Цілі:
- закріпити знання про структуру HTML-документів;
- розвивати самостійність і критичне ставлення до автоматизованих рішень.
Фрагмент уроку:
- Проблемне завдання:
– «Спробуй створити вебсторінку з допомогою ШІ. Чи все воно зробить правильно?»
- Хід уроку:
– Учні дають команду ChatGPT: «Створи HTML-сторінку з заголовком, таблицею і зображенням».
– Аналізують результат, шукають помилки, оптимізують код.
– Ставлять ШІ запитання:
- «Навіщо потрібні теги <alt>?»
- «Чим відрізняється <div> від <section>?»
-
Робота в парах:
– Один учень редагує код, інший пояснює, що виправлено та чому.
Інструменти ШІ, рекомендовані до використання:
|
Інструмент |
Призначення |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
ChatGPT / Gemini |
Генерація пояснень, коду, прикладів |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Copilot (Replit, GitHub) |
Пропозиції коду та виправлень |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Diffit / Curipod |
Створення адаптивних матеріалів |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Canva Magic Write |
Оформлення презентацій, веб контенту |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
Perplexity.ai |
Збір джерел та фактів для аналізу |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
3.2. Аналіз результатів впровадження (анкетування, спостереження, оцінювання) Організація дослідження У дослідженні взяли участь учні 8-10 класів (всього 49 респондентів). Упродовж чотирьох тематичних уроків інформатики було інтегровано ШІ як інструмент підтримки навчального діалогу, формулювання запитань, перевірки інформації та аналізу алгоритмів. Методи збору даних:
Анкетування учнів Було використано анонімне анкетування з такими блоками запитань:
Результати:
Висновок: учні стали свідоміше підходити до роботи з інформацією, активніше формулюють запитання, навчаються сумніватись і перевіряти відповіді ШІ. Спостереження та самооцінка Під час уроків велося цілеспрямоване спостереження за активністю учнів, використовуючи критерії:
Типові зміни у поведінці учнів:
Оцінювання завдань Оцінювання базувалося на рубриках за критеріями:
Результати: 78% учнів досягли рівня «достатньо» або «високо» за всіма критеріями. Найвищі результати були у тих, хто активно використовував метод «запитань до відповіді».
3.3. Висновки щодо ефективності використання ШІ у розвитку критичного мислення На основі практичного впровадження та аналізу результатів можна сформулювати такі висновки: 1. ШІ – ефективний інструмент розвитку критичного мислення Завдяки можливості швидкого отримання відповідей, учні навчаються:
2. Запитальне навчання у поєднанні з ШІ підвищує якість навчального діалогу Робота з ШІ стимулює когнітивну активність, спонукає учнів до пошуку істини, а не просто до запам’ятовування фактів. ШІ стає тренажером критичного мислення, коли його використовують як опонента. 3. Учні демонструють зростання в інформаційній грамотності Вони краще орієнтуються у виявленні:
Це особливо важливо в контексті цифрового світу. 4. Зростає мотивація до вивчення інформатики
Штучний інтелект у поєднанні з методикою запитального навчання створює сприятливі умови для формування критичного мислення, інформаційної гігієни, підвищення пізнавальної активності та цифрової компетентності учнів 8-10 класів. Це підтверджують як якісні, так і кількісні результати дослідження.
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Висновки
Проведене дослідження підтвердило, що використання технологій штучного інтелекту (ШІ) у поєднанні із запитальним навчанням сприяє розвитку критичного мислення в учнів, зокрема в контексті уроків інформатики.
Аналіз наукової та методичної літератури засвідчив високий потенціал ШІ як інструменту для стимулювання мислення, аналізу, порівняння, формулювання гіпотез та обґрунтування рішень. Практична реалізація фрагментів уроків з елементами ШІ показала зростання зацікавленості учнів у навчанні, активізацію їхньої пізнавальної діяльності та покращення навичок постановки запитань.
Результати анкетування, спостереження та оцінювання засвідчили позитивну динаміку у формуванні навичок критичного мислення, зокрема аналізу інформації, виявлення фейків, аргументації власної думки.
Розроблені фрагменти уроків з використанням ШІ можуть бути впроваджені в освітній процес як у межах традиційної навчальної програми, так і в курсах за вибором або інтегрованих STEM-проєктах. Запропоновані завдання можуть стати основою для створення електронних ресурсів або інтерактивних платформ, що дозволяють учням взаємодіяти з ШІ у формі діалогу.
Методика запитального навчання у поєднанні з ШІ може бути адаптована до різних вікових груп, забезпечуючи поступове формування навичок критичного мислення в учнів середньої та старшої школи.
Висновки свідчать про те, що ШІ має значний потенціал для покращення якості освіти та розвитку критичного мислення учнів. Однак важливо також враховувати етичні аспекти та можливі ризики, пов’язані з використанням ШІ в освіті.
Література
- Шульга Л. П. Критичне мислення: теорія та практика. – Кропивницький: Екслібріс, 2020. – 148 с.
- Кобзар Т. О. Формування критичного мислення учнів у процесі навчання: методичні підходи // Педагогічний альманах. – 2019. – № 42. – С. 35-39.
- Волкова Н. І. Психологія навчання: навчальний посібник. – Київ: Центр учбової літератури, 2018. – 232 с.
- Співаковський О. М. Інформатика як засіб розвитку логічного мислення учнів // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2020. – № 2 (76). – С. 5-11.
- Пшенична Л.І. Штучний інтелект в освіті: виклики та перспективи // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2022. – №3(89). – С. 12-22.
- Соловйов І.Т. Можливості використання штучного інтелекту у формуванні критичного мислення учнів // Комп’ютер у школі та сім’ї. – 2021. – №7. – С. 10-14.
- Шишкіна М.П. Цифровізація освіти в умовах розвитку штучного інтелекту // Наукові записки. Серія: Педагогіка. – 2020. – Вип. 189. – С. 45-51.
- Гуржій А.М., Шевченко О.Г. Освітній простір майбутнього: роль штучного інтелекту // Освітологічний дискурс. – 2022. – №2. – С. 90-98.
- Національна стратегія розвитку штучного інтелекту в Україні до 2030 року. – Київ, 2021.
1
про публікацію авторської розробки
Додати розробку