Використання штучного інтелекту на уроках географії
1
Обласний конкурс «добрих практик»
освітян Житомирщини
«Сучасна освіта – 2025»
Використання штучного інтелекту на уроках географії
Овруч - 2025
Матеріал схвалено на засіданні педагогічної ради
Овруцького ліцею №4 Овруцької міської ради
від 02 грудня 2024 року протокол №2
Рецензент:Кравчук Л.В., вчитель – методист, Овруцького ліцею №4
Папенко Н.А
«Використання штучного інтелекту на уроках географії»
Матеріал з досвіду роботи Папенко Н.А.,вчителя географії
Овруцького ліцею №4 Овруцької міської ради.- Овруч,2024.-15
Анотація
Нові технології ШІ, такі як інтелектуальні асистенти, можуть бути відмінними інструментами для вивчення географії. Вони можуть надати здобувачам освіти доступ до широкого обсягу інформації, відповідати на їх запитання та навіть допомагати у створенні інтерактивних карт. Використання штучного інтелекту на уроках географії може зробити процес навчання більш цікавим, ефективним та зручним для учнів.
|
ЗМІСТ
ВСТУП………………………………………………………………………………..5
ВИСНОВКИ……………………………………………………………………..…..14 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ……………………………………....15
|
ВСТУП
Сучасний світ стає дедалі більш технологічним, і освіта не є винятком. У школах з’являються нові можливості для викладання предметів завдяки використанню інноваційних технологій, таких як штучний інтелект (ШІ). Уроки географії, як один із найважливіших предметів, що формують світогляд учнів, можуть значно виграти від впровадження ШІ. Використання штучного інтелекту дозволяє зробити навчання більш інтерактивним, захопливим та ефективним. Актуальність цієї роботи зумовлена необхідністю підвищення якості освіти та інтеграції сучасних технологій у навчальний процес для кращого розуміння учнями складних географічних понять і процесів.
Штучний інтелект дозволяє вчителям і учням впроваджувати нові методи навчання, аналізувати великі обсяги даних та візуалізувати географічну інформацію у нових формах. Це, у свою чергу, сприяє кращому розумінню складних географічних процесів і явищ, розвитку критичного мислення та навичок аналізу у студентів. У даній роботі буде розглянуто, яким чином штучний інтелект може бути інтегрований у навчальний процес з географії, які існують можливості та виклики, а також які перспективи відкриваються для освітньої галузі завдяки використанню ШІ [5].
Мета роботи: дослідити та проаналізувати можливості застосування штучного інтелекту (ШІ) на уроках географії для підвищення ефективності навчального процесу, покращення якості знань учнів та розвитку їх аналітичних і критичних навичок.
Завдання:
- Огляд теоретичних аспектів;
- Вивчити основні концепції штучного інтелекту та його застосування в освіті;
- Проаналізувати існуючі дослідження та літературу щодо використання ШІ в навчальному процесі, зокрема на уроках географії;
- Визначити і дослідити конкретні інструменти ШІ, які можуть бути використані на уроках географії (наприклад, інструменти для аналізу географічних даних, віртуальні екскурсії, інтелектуальні системи тестування тощо);
- Оцінити їхні можливості, переваги та обмеження у контексті навчального процесу.
- Загальне поняття штучного інтелекту
Цифрові технології на основі штучного інтелекту відіграють важливу роль у нашому повсякденному житті, і їхня величезна сила змінює те, як ми думаємо, поводимося і взаємодіємо один з одним. Потенціал використання штучного інтелекту в освіті для покращення навчання, підтримки вчителів та сприяння більш ефективному індивідуальному навчанню є одночасно захоплюючим і дещо лякаючим. З огляду на те, що освіта не готова до такого виклику і існує ряд негативних наслідків, які необхідно подолати [7].
Під штучним інтелектом зазвичай розуміють набір технологій, які уможливлюють "розумну" діяльність без втручання людини. Іншими словами, штучний інтелект (ШІ) - це спосіб дати можливість комп'ютерам і програмному забезпеченню "думати", як людський мозок. Це досягається шляхом вивчення законів функціонування людського мозку та аналізу когнітивних процесів. Результатом цих досліджень є розробка програмного забезпечення на основі інтелектуальних систем [4].
Іншими словами, штучний інтелект (ШІ) - це галузь комп'ютерних наук, яка фокусується на розробці комп'ютерних систем, здатних виконувати завдання, що вимагають людського інтелекту. Сюди входить здатність вчитися на основі даних, розпізнавати закономірності, приймати рішення і виконувати складні завдання [6].
Характеристики штучного інтелекту
- Навчання: ШІ збирає та аналізує дані, робить прогнози та обирає найкраще рішення;
- Розуміння мови: ШІ розуміє людську мову і може взаємодіяти з людиною, включаючи голосові та текстові команди;
- Відчуття: ШІ може взаємодіяти з зображеннями, мовленням і сенсорними даними та автоматично аналізувати їх;
- Прийняття рішень: ШІ може приймати рішення на основі знань про прийняття рішень і розуміння контексту;
- Творчість: ШІ може генерувати нові ідеї та рішення, які раніше були неможливими;
- Швидкість і точність [3].
Найвідоміші інструменти штучного інтелекту, корисні для освітян:
- MidJourney, DALL-E, Stable Diffusion та Playground для створення цифрових зображень;
- ChatGPT, Bard або новітній Gemini можна використовувати для написання речень і пошуку відповідей на запитання.
Приємним сюрпризом є те, що додатки та інструменти, засновані на технології ШІ, такі як інтелектуальні роботи та адаптивні системи навчання, все частіше використовуються викладачами, учнями та навчальними закладами. Технологія штучного інтелекту пропонує учням можливість персоналізованого навчання на основі індивідуальних потреб. Вони відіграють важливу роль в освітніх технологіях [1]. ШТ допомагають вчителям визначати фактори успіху та недоліки учнів. Вони використовують стратегії персоналізованого навчання, які фокусуються на знаннях, адаптивному навчальному плані та прогностичному моделюванні з використанням машинного навчання та штучного інтелекту для моніторингу якості викладання протягом навчальної програми [5]. Аналіз даних допомагає зрозуміти сильні та слабкі сторони навчання учнів, оскільки це добре налагоджений культурний процес, який використовує правильну інформацію як вхідні дані для отримання найкращих результатів. Одного дня штучний інтелект зможе адаптувати освітнє програмне забезпечення до кожного окремого учня. Одне з найважливіших застосувань ШІ в освіті - зробити навчання більш комфортним і вивести особисті знання з рівняння.
Штучний інтелект може змінити наше уявлення про освіту. Від персоналізованих алгоритмів навчання до віртуальної та доповненої реальності - інструменти та технології на основі штучного інтелекту допомагають покращити навчальний процес для учнів так, як ми ніколи не думали, що це можливо [3].
Штучний інтелект може принести освіті широкий спектр переваг. Зокрема:
- Персоналізоване навчання; ШІ може адаптувати навчання до потреб окремих учнів. Використовуючи алгоритми машинного навчання, ШІ може аналізувати дані про учнів, їхні стилі навчання, інтереси та здібності;
- Адаптивне навчання; ШІ може регулювати складність навчального контенту. Складність навчального контенту можна регулювати відповідно до рівня учня;
- Інтелектуальні системи навчання. Навчальні системи на основі штучного інтелекту можуть надавати учням зворотний зв'язок і пропозиції в режимі реального часу, подібно до вчителя-людини. Ці системи можуть надавати цілеспрямований зворотний зв'язок і пояснення [7];
- Автоматизовані адміністративні завдання; ШІ може автоматизувати такі адміністративні завдання, як виставлення оцінок, управління відвідуванням і складання розкладу;
- Покращена аналітика навчання. ШІ може надавати викладачам інформацію про моделі навчання та успішність учнів.
- Великі обсяги даних. Аналізуючи великі обсяги даних, штучний інтелект може виявити області, в яких учні відчувають труднощі. Викладачі можуть втрутитися і надати додаткову підтримку там, де це необхідно [1];
- Розширений доступ до освіти: освітні ресурси на основі ШІ можна отримати будь-де і будь-коли. Це відкриває можливості для учнів, які не мають доступу до традиційних освітніх ресурсів, наприклад, для учнів у віддалених районах або районах з недостатнім рівнем обслуговування.
- Штучний інтелект на уроках географії, переваги та недоліки
Інтеграція штучного інтелекту приносить значні переваги в географічне навчання. Від захоплюючих візуалізацій до персоналізованого навчання, ШІ пропонує новий підхід до викладання і розуміння географічних понять, допомагаючи учням краще розуміти навколишній світ [4] .
Штучний інтелект може бути використаний учнями та вчителями на уроках географії:
- ШІ як опонент. Учні повідомляють ChatGPT тему дискусії та вводять підказки про її структуру. Потім вони можуть використовувати штучний інтелект як опонента для ведення бесіди на задану тему. Ідеально підходить для підготовки до дискусій і дебатів у класі [2];
- ШІ як помічник. Учні повідомляють ChatGPT тему дискусії та вводять підказки про її структуру. Його можна використовувати для спільної роботи та проектів; ШІ допомагає учням досліджувати та вирішувати проблеми разом;
- ШІ як персональний наставник; ChatGPT надає необхідну інформацію, наприклад, результати тестів. Потім він надає персоналізований зворотний зв'язок про прогрес учня;
- Підтримка у вивченні карт; ChatGPT пропонує навчальні ігри, які допомагають здобувачам освіти досліджувати та інтерпретувати інформацію під час вивчення географічних карт;
- Підтримка протягом усього процесу навчання.
Учні описують ChatGPT свій поточний рівень розуміння і просять підтримки для подальшого вивчення матеріалу або поглиблення знань з певної теми. Штучний інтелект пропонує низку ігор, вправ та інших завдань для розвитку знань і навичок.
Підтримка в оцінюванні. Учні спілкуються з ChatGPT на певні навчальні теми. Потім їх просять оцінити свій рівень знань.
Використання штучного інтелекту (ШІ) на уроках географії відкриває нові можливості для покращення навчального процесу, роблячи його більш інтерактивним, персоналізованим та ефективним.
ШІ може аналізувати великі обсяги географічних даних і створювати інтерактивні карти, які дозволяють учням досліджувати різні аспекти географії, такі як зміни клімату, популяційні тенденції, екологічні зони тощо. Завдяки цьому учні можуть краще зрозуміти взаємозв'язки між різними географічними явищами [1].
Штучний інтелект здатний аналізувати прогрес кожного учня та адаптувати навчальні матеріали під індивідуальні потреби. Наприклад, ШІ може виявити слабкі сторони в знаннях учня і запропонувати додаткові ресурси або вправи для їх покращення.
Учні можуть використовувати ШІ для аналізу супутникових знімків, щоб досліджувати зміни ландшафту, міської інфраструктури, лісів та інших об'єктів. Це дозволяє учням глибше розуміти вплив людини на природу і вивчати географічні зміни в реальному часі.
Завдяки ШІ та технологіям віртуальної реальності учні можуть "відвідувати" різні куточки світу, не виходячи з класу. Це робить вивчення географії більш захопливим і наочним, особливо для тих, хто не має можливості подорожувати [7].
Автоматизоване оцінювання .Штучний інтелект може допомогти вчителям у перевірці знань учнів, автоматично оцінюючи тестові роботи, надаючи детальні аналізи результатів і навіть рекомендації щодо подальшого навчання.
Глобальні проблеми та ШІ.ШІ може допомогти учням краще розуміти глобальні проблеми, такі як зміна клімату, дефіцит ресурсів, міграція тощо. За допомогою аналізу великих даних та моделювання можливих сценаріїв, учні можуть побачити, як їхні дії можуть вплинути на глобальні процеси. Використання штучного інтелекту в навчанні географії робить цей предмет більш актуальним, цікавим і корисним, допомагаючи учням краще підготуватися до викликів сучасного світу.
3. Використання ШІ для презентацій на уроках географії
Штучний інтелект може значно покращити якість та ефективність презентацій на уроках географії. Зокрема, ШІ здатний автоматично створювати візуалізації, анімовані мапи та інфографіку, що полегшує сприйняття складних концепцій, таких як зміни клімату, тектоніка плит чи глобальні міграційні потоки. За допомогою алгоритмів машинного навчання можна швидко аналізувати великі обсяги даних і презентувати їх у зрозумілому форматі, що сприяє глибшому розумінню матеріалу учнями. Крім того, ШІ може допомагати в адаптації контенту під індивідуальні потреби кожного учня, враховуючи їхні особливості навчання та рівень підготовки. Це робить процес навчання більш персоналізованим і ефективним, що особливо важливо у вивченні таких комплексних предметів, як географія.
4. Приклад використання ШІ на уроці географії
Розглянемо використання ШІ для віртуальної подорожі у Францію.
Віртуальна подорож до Франції – це чудова можливість дізнатися більше про цю прекрасну країну, не виходячи з дому. Давайте вирушимо в нашу подорож і ознайомимося з найвідомішими місцями, культурою, історією та природою Франції.
1. Париж – серце Франції
Нашу подорож почнемо з Парижа – столиці Франції, яка відома як «Місто кохання» та «Місто світла». Перш за все, ми відвідаємо Ейфелеву вежу – символ Парижа. З висоти цього архітектурного дива відкривається чудовий вид на місто. Далі ми пройдемося по Єлисейських полях, де розташовані магазини відомих брендів, кафе та театри.
Не пропустимо можливості відвідати Лувр – один з найбільших і найвідоміших музеїв світу, де зберігаються такі шедеври, як «Мона Ліза» Леонардо да Вінчі та «Венера Мілоська». На завершення прогулянки по Парижу ми завітаємо до собору Нотр-Дам, одного з найкращих прикладів готичної архітектури.
2. Прованс – чарівні пейзажі та лавандові поля
Далі ми вирушимо на південь Франції, у регіон Прованс. Цей регіон славиться своїми лавандовими полями, які особливо вражають у червні та липні. Ми проїдемо вздовж маленьких сіл з кам'яними будиночками, насолоджуючись мальовничими краєвидами і теплим середземноморським кліматом.
3. Лазурний Берег – узбережжя розкоші
Після Провансу ми вирушаємо до Лазурного Берега, або Французької Рив'єри. Тут нас чекають красиві пляжі, чисте море і елегантні курорти. Ми зупинимося в Ніцці, прогуляємося по набережній Англійців і відвідаємо старе місто з його вузькими вуличками та барвистими будинками. Далі на нас чекає Монако – маленька держава-місто, відома своїм розкішним казино в Монте-Карло.
4. Долина Луари – замки і виноградники
Наступний пункт нашої подорожі – Долина Луари. Цей регіон славиться своїми численними замками, серед яких найвідоміші – Шамбор, Шенонсо і Шеверні. Вони вражають своєю архітектурою, парками та багатою історією. Окрім замків, ми відвідаємо місцеві виноградники, де можна скуштувати вина, що прославили цей регіон на весь світ.
5. Нормандія – берег Дня Д
Під час нашої подорожі ми також завітаємо до Нормандії. Тут ми побачимо знамените абатство Мон-Сен-Мішель, яке знаходиться на острові й виглядає як із казки. Далі ми відвідаємо пляжі Нормандії, де відбулося висадження союзників під час Другої світової війни, що стало переломним моментом у боротьбі проти нацистів.
6. Альпи – природна краса і активний відпочинок
Наша подорож завершується в французьких Альпах – місці, яке привертає любителів гірськолижного спорту і природи. Ми піднімемося на Монблан – найвищу гору Західної Європи, насолодимося чистим гірським повітрям і неймовірними краєвидами. Влітку тут можна займатися пішохідним туризмом, а взимку – катанням на лижах.
7. Кулінарні традиції
Жодна подорож до Франції не буде повною без знайомства з її кухнею. Під час нашої віртуальної подорожі ми скуштуємо кроасани і багети в паризьких пекарнях, насолодимося стравами з морепродуктів на Лазурному Березі, спробуємо місцеві сири і вина в Долині Луари, а також не забудемо про знамениті французькі десерти, такі як макарони та крем-брюле.
Наша віртуальна подорож закінчилася, але враження від неї залишаться надовго. Франція – це країна, яка надихає своїми краєвидами, багатою історією та культурою. І хоча ми побували тут лише віртуально, ця подорож, безсумнівно, розпалить бажання побачити ці місця на власні очі (рис.1)
Рис.1 – Приклад використання чату GPT на уроці географії
ВИСНОВКИ
Отже, використання штучного інтелекту (ШІ) на уроках географії значно підвищує ефективність навчання. ШІ дозволяє адаптувати навчальні матеріали до індивідуальних потреб учнів, що сприяє глибшому розумінню предмету.
Інтеграція ШІ дозволяє створювати інтерактивні заняття, які роблять процес навчання більш захоплюючим та мотивуючим. Учні можуть використовувати віртуальні тури, аналіз супутникових знімків та інтерактивні карти, що робить вивчення географії цікавішим.
ШІ дозволяє персоналізувати навчання, надаючи можливість кожному учню отримувати матеріал відповідно до свого рівня знань та інтересів. Це сприяє більш глибокому засвоєнню матеріалу та розвитку критичного мислення.
ШІ може допомогти вчителям автоматизувати рутинні завдання, такі як перевірка тестів та складання розкладів, що дозволяє зосередитись на більш важливих аспектах навчального процесу.
Незважаючи на численні переваги, використання ШІ на уроках географії стикається з певними викликами, такими як нерівний доступ до технологій, ризик академічної недоброчесності та залежність від технологій. Важливо враховувати ці аспекти при інтеграції ШІ в освітній процес.
Завдяки ШІ учні отримують можливість вивчати глобальні проблеми, такі як зміна клімату чи міграція, через аналіз великих обсягів даних та моделювання сценаріїв. Це дозволяє їм краще зрозуміти вплив людської діяльності на навколишній світ.
Таким чином, використання штучного інтелекту на уроках географії відкриває нові перспективи для покращення якості освіти, роблячи її більш персоналізованою, інтерактивною та адаптивною до сучасних вимог. Однак, для успішної інтеграції ШІ в освітній процес необхідно подолати існуючі виклики та забезпечити рівний доступ до технологій для всіх учнів.
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
- Чубрей О.С., Кушнір Ж.Д.. Використання інноваційних інструментів на основі штучного інтелекту як одного з елементів інтерактивних технологій на уроках географії. Загальна педагогіка та історія педагогіки. Випуск 69. Том 2. 2024
- A. Johnston et al. (eds.), Proceedings of the HCT International General Education Conference (HCT-IGEC 2023), Atlantis Highlights in Social Sciences, Education and Humanities.
- Blumenstyk, G. Can artificial intelligence make teaching more personal? The Chronicle of Higher Education. Retrieved from.
- Ciolacu M. et al. Education 4.0—Fostering student’s performance with machine learning methods. IEEE 23rd international symposium for design and technology in electronic packaging (SIITME). IEEE, 2017. С. 438–443.
- Kučak D., Juričić V., Đambić G. Machine learning in education-a survey of current research trends. Annals of DAAAM & Proceedings. Т. 29.
- Rakuasa, H. 2023. Integration of artificial intelligence in teaching geography: challenges and opportunities. Sinergi International Journal of Education,С. 75–83.
- Roll I., Wylie R. Evolution and revolution in artificial intelligence in education. International Journal of Artificial Intelligence in Education. 2019. Т. 26. № 2. С. 582–599.
про публікацію авторської розробки
Додати розробку