Верификация результатов поисковых запросов систем искусственного интеллекта как средство инициирования познавательной активности учащихся в общеобразовательном курсе физики

Цель исследования. Проблема инициирования познавательной активности учащихся приобретает в настоящее время постоянно возрастающую значимость. Понимание практической невозможности передачи в процессе обучения объемов информации, необходимых для формирования широкого спектра требуемых компетенций, заставляет искать новые дидактические подходы к достижению цели, в числе которых - ориентация на развитие познавательной активности. Важнейшим инструментом для этого могут стать системы искусственного интеллекта, сферы применения которых в последние два-три года стремительно расширяются. Однако в учебном процессе обращение к искусственному интеллекту не всеми воспринимается позитивно. Хорошо известны дискуссии о неэтичности выполнения учебных заданий с помощью ChatGPT или подобных систем. Поиск приемлемых и эффективных решений был поставлен авторами настоящей работы в качестве основной цели исследования. Еще одной целевой установкой явилась попытка разработки и введения в практику обучения на уровне общего образования нового нетрадиционного метода, основанного на возможности инициирования познавательной активности учащихся через системы искусственного интеллекта. Третьей целью представлялось обоснование выбора физики как учебной дисциплины среди некоторых других для иллюстрации эффективности предлагаемого метода обучения в общеобразовательном курсе физики.

Материалы и методы. Материалом (объектом) исследования выступил процесс обучения физике на уровне общего образования в части проблем, обычно вызывающих трудности у учащихся. К таким трудностям в первую очередь относятся вопросы, связанные с решением физических задач, оценкой полученных результатов, пониманием необходимости опоры в каждом конкретном случае на те или иные физические теории и закономерности, а также осознание разумности применения формул, выражающих физические законы. Основным общим эмпирическим методом исследования явилось наблюдение за различными этапами учебного процесса. К общим методам теоретического исследования был отнесен анализ научной литературы по методам развития познавательной активности учащихся, а также оценка образовательных возможностей доступного для обучающихся спектра систем искусственного интеллекта с выработкой рекомендаций по их практическому применению. Специальным методом, характерным для педагогических наук, являлось педагогическое моделирование методики работы на разных стадиях учебного процесса.

Результаты. Впервые в системе педагогического знания предложен, сформулирован, разработан, описан и апробирован новый нетрадиционный метод инициирования познавательной активности учащихся в общеобразовательном курсе физики на основе верификации результатов поисковых запросов к системам искусственного интеллекта. Разработана методика работы с учащимися от стадии постановки учителем задачи, осознания обучаемым ее существенных и несущественных особенностей через многократное формулирование поисковых запросов к системе искусственного интеллекта с последующим анализом полученных ответов, до самого важного - верификации результатов работы с системой искусственного интеллекта и обоснованным выводом о решении проблемы. Этапы исследования и предлагаемой методики подробно проиллюстрированы примерами решения задач общеобразовательного курса физики. Результаты апробации уже на данной стадии продемонстрировали эффективность инициирования познавательной активности учащихся в общеобразовательном курсе физики через верификацию результатов поисковых запросов систем искусственного интеллекта.

Заключение. Использование средств вычислительной техники и ее программного обеспечения в общем образовании постоянно меняет направление вектора своего развития. От восторженных ожиданий до законодательного запрета использования «…средств подвижной радиотелефонной связи во время проведения учебных занятий при освоении образовательных программ начального общего, основного общего и среднего общего образования…» [1]. Надеемся, что к средствам вычислительной техники это относится лишь в части их использования в режиме «подвижной радиотелефонной связи». На все же остальные случаи, включая работу с системами искусственного интеллекта, запрет не распространяется. Именно здесь и следует ожидать наибольших успехов.

1. Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ (ред. от 28.02.2025) «Об образовании в Российской Федерации» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.04.2025), ст. 43, п.1.4.1.

2. Гладун А.Д. Миссия современного педагога // Физическое образование в ВУЗах. 2014. Т. 20. № 4. С. 5–7.

3. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://fgos.ru/fgos-ooo/.

4. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://fgos.ru/fgos-soo/.

5. Корешникова Ю.Н., Чернобай Е.В. Школа будущего: путь к самообучающейся организации // Образовательная политика. 2024. № 1 (97). С. 64–76. DOI: 10.17853/1994-5639-2024-1-64-76.

6. Щукина Г.И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся: для специалистов в области педагогики. М.: Педагогика, 1988. 203 с.

7. Аксенова И.В., Бурцева Е.Ю., Гоголашвили О.В., Кузнецова Н.М., Созонтова О.В., Стрельникова Т.Д., Углова Н.В. Методические рекомендации по активизации познавательной деятельности обучающихся. Липецк: ГАУДПО ЛО «ИРО», 2019. 169 с.

8. Морыженкова Е.А. Интегрированные уроки в школе как фактор развития познавательной активности учащихся // Вопросы современной науки: проблемы, поиски, решения. М.: ПЕРСПЕКТИВА, 2023. С. 95–103.

9. Усольцев А.П. Идеальный урок. М.: ФЛИНТА, 2013. 296 с.

10. Вараксина Е.И. Иллюстративный и доказательный учебный физический эксперимент // Учебная физика. 2021. № 4. С. 58–67.

11. Вохидов Э.Р. Роль и значимость практических занятий в освоении курса физики в специализированных школах // Мир образования – образование в мире. 2023. № 3 (91). С. 97–103. DOI: 10.51944/20738536_2023_3_97.

12. Медовикова Е.А., Морозова, И.С., Мороденко Е.В. Формирование готовности к личностному выбору выпускника основной школы средствами рефлексивных семинаров // Казанский педагогический журнал. 2024. Т. 30. № 1–2. С. 85–107. DOI: 10.11621/KPJ-24-05.

13. Усова А.В., Завьялов В.В. Учебные конференции и семинары по физике в средней школе. М.: Просвещение, 1975. 111 с.

14. Белянин В.А., Кречетова И.В., Целищева Л.В. Организация самостоятельной работы учащихся инженерных классов по решению и составлению задач по физике // Современные наукоемкие технологии. 2023. № 10. С. 85–90. DOI: 10.17513/snt.39796.

15. Кубанычбекова Г., Юсупова А.М., Алгожоева Ж.Б. Самостоятельная работа на уроке как форма развития самостоятельности учащихся // Вестник Кыргызского Национального Университета имени Жусупа Баласагына. 2023. № 2 (114). С. 50–56. DOI: 10.58649/1694-8033-2023-2(114)-50-56.

16. Белоусова Ю.В. Цифровой сервис «Тесты» ФГИС «Моя школа» как инструмент оптимизации работы учителя // Калининградский вестник образования. 2024. № 3 (23). С. 33–41.

17. Демидова М.Ю. Государственная итоговая аттестация учащихся по физике: эволюция экзаменационных материалов // Педагогические измерения. 2018. № 2. С. 57–66.

18. Кухарев А.И. Теоретические основания для анализа организационных и педагогических условий реализации проектного обучения в школах // Отечественная и зарубежная педагогика. 2024. Т. 1. № 2 (98). С. 140–155. DOI: 10.24412/2224-0772-2024-98-140-155.

19. Федорова Н.Б., Кузнецова О.В., Огнева М.А. Проектная деятельность по физике в основной и старшей школе. Рязань: Рязанский государственный университет им. С.А. Есенина, 2021. 184 с.

20. Железнова А.Ф., Смирнова М.О. Развитие познавательной активности учащихся средней школы при изучении темы «диаграммы» на основе использования кейс метода // Актуальные проблемы современного образования. 2023. № 9(34). С. 233–241.

21. Гусева Н.Н. Применение игровых технологий на уроках математики в средней и старшей школе // Вестник+. 2024. № 1 (3). С. 61–65.

22. Тропникова В.В. Применение технологий геймификации в образовательном процессе в системе среднего профессионального образования // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2021. № 3. С. 86–96. DOI: 10.24412/2304-120X-2021-11016.

23. Атигаев А.С. Преподавание курса «Вероятность и статистика» обучающимся 7–9 классов с использованием технологии перевернутого класса и ИКТ // Universum: психология и образование. 2024. № 9 (123). С. 4–6.

24. Селиверстова Е.Н. Перевернутый класс: модный вызов или потребность времени? // Вестник Владимирского государственного университета им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых. Серия: Педагогические и психологические науки. 2022. № 51 (70). С. 31–43.

25. Червонный М.А., Швалева Т.В., Власова А.А. Исследование готовности учителей физики к реализации STEM-образования // Russian Journal of Education and Psychology. 2020. Т. 11. № 5. С. 93–108. DOI: 10.12731/2658-4034-2020-5-93-108.

26. Казакова Е.И., Кузьминов Я.И., «Мы должны воспитать культуру критического отношения к ответам искусственного интеллекта». О стоящих перед системой образования вызовах беседуют Елена Казакова и Ярослав Кузьминов // Вопросы образования. 2025. № 1. С. 8–24. DOI: 10.17323/vo-2025-25882.

27. Константинова Л.В., Ворожихин В.В., Петров А.М., Титова Е.С., Штыхно Д. А. Генеративный искусственный интеллект в образовании: дискуссии и прогнозы // Открытое образование. 2023. Т. 27. № 2. С. 36–48. DOI: 10.21686/1818-4243-2023-2-36-48.

28. Левченко И.В., Садыкова А.Р., Меренкова П.А. Модель вариативного обучения учащихся основной школы в области искусственного интеллекта // Информатика и образование. 2024. Т. 39. № 2. С. 16–24. DOI: 10.32517/0234-0453-2024-39-2-16-24.

29. Черных С.И. Генеративный искусственный интеллект в обучении: перспективы новой дидактики // Философия образования. 2024. Т. 24. № 2. С. 74–86. DOI: 10.15372/PHE20240205.

30. DeepSeek [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://web.telegram.org/k/#@Neuro_Mentor_bot.

31. ChatGPT [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://web.telegram.org/k/#@martii_chat_botbot.

32. Открытый банк заданий ЕГЭ. Физика [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://fipi.ru/.

33. Демидова М.Ю., Грибов В.А. Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2024 года по физике [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://doc.fipi.ru/ege/analiticheskie-i-metodicheskie-materialy/2024/fi_mr_2024.pdf/.

34. Ларченкова Л.А. Методическая система обучения решению физических задач в средней школе. СПб.: Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, 2013. 155 с.

35. Ларченкова Л.А., Лаптев В.В., Ляпцев А.В. и др. Познавательные барьеры при обучении физике в условиях использования информационных технологий. СПб.: Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, 2022. 168 с.

36. GigaChat сдал ЕГЭ по обществознанию [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://lenta.ru/news/2023/11/23/sdal/.

37. GigaChat сдал экзамен на врача [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://lenta.ru/news/2024/02/13/vracha/.

38. Мариносян А.Х. ChatGPT-4 в обучении физике и математике: возможности, ограничения и перспективы совершенствования // Вестник МГПУ. Серия «Информатика и информатизация образования». 2024. № 4(70). С. 95–115.

39. Действительно ли большие языковые модели галлюцинируют? Эксперимент [Электрон. ресурс]. Режим доступа: https://habr.com/ru/companies/yadro/articles/837744/.

40. Носкова Т.Н. Дидактика цифровой среды. СПб.: Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, 2020. 383 с.

41. Кондратьев А.С., Ларченкова Л.А., Ляпцев А.В. Инновационные аспекты применения качественных методов при обучении физике // Физическое образование в ВУЗах. 2009. Т. 15. № 4. С. 114–126.