ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ

Автор: Я.А.Малеев
МБОУ «СОШ №61

им П.А.Михина» г.Курска

«Цель обучения ребёнка состоит в том, чтобы сделать его способным развиваться дальше без помощи учителя».

(Э. Хаббард)

Краткая аннотация статьи.

Статья раскрывает особенности применения технологий искусственного интеллекта (ИИ) в современном обучении школьников на уроках географии. Описывает эффективность и возможности использования ИИ-инструментов для активизации образовательного процесса, развития критического мышления и формирования функциональной грамотности обучающихся.

Современный этап развития российского общества ставит перед школьным образованием качественно новые цели: динамичность, переход к экономике, основанной на знаниях, усиление требований к креативности мышления, стремительный рост разнообразной информации, обеспечение всех возможностей для того, чтобы выпускник школы успешно разрешал любые задачи и проблемы, которые ставит перед ним жизнь. Сегодня к этому добавилось ещё одно требование — умение грамотно и безопасно использовать технологии искусственного интеллекта в учебной и повседневной деятельности.

Учителем географии в школе работаю более 8 лет и всё чаще задумываюсь о том, почему снижается познавательный интерес детей к урокам географии. Большинство обучающихся занимают в учебном процессе пассивную роль, что негативно отражается на качестве образования. Поэтому знания учащихся по предмету неглубокие, познавательный интерес и мотивация достаточно низкие. Многие учащиеся географию считают предметом не столь важным. По результатам анкетирования школьники предмет географию по степени значимости для дальнейшей жизни ставят на одно из последних мест среди школьных дисциплин. И, возможно, поэтому мотивация обучения снижается, снижается качество знаний, низкие результаты олимпиад, низкий уровень развития УУД, нет интереса к изучению родного края.

Возникают противоречия между:

·                     требованиями программы для общеобразовательных учреждений к уровню обученности географии выпускников средних общеобразовательных школ в соответствии с социальным заказом общества, с одной стороны, и реальным уровнем владения географией на завершающем этапе обучения с другой;

·                     преобладанием всё ещё традиционного подхода к содержанию занятий по географии и наличием потребности введения новых педагогических технологий, включая технологии с использованием искусственного интеллекта, как наиболее адекватных социальному заказу общества и современным целям образования;

·                     желанием учащихся к внедрению нововведений в учебный процесс и существующей осторожностью со стороны учителей к восприятию и применению новых педагогических технологий, в том числе ИИ-инструментов.

Глобальные изменения, произошедшие за последние годы в социальной сфере, причиной которых явилось стремительное развитие информационных технологий, потребовали соответствующего содержания образования в соответствии с передовыми идеями современной педагогики и психологии. Среди интерактивных технологий обучения всё большую популярность получают технологии, основанные на применении искусственного интеллекта. Они разработаны для обучения на основе реальных или вымышленных проблемных ситуаций и направлены не только на освоение знаний, сколько на формирование у школьников новых качеств и умений: критически оценивать информацию, формулировать запросы, проверять факты, работать с большими объёмами данных.

Эффективность своей педагогической деятельности, реализующей технологии с использованием ИИ, связываю с рядом принципов:

1.                  принцип партнёрства, сотрудничества с учениками, которое базируется на признании школьников партнёрами в образовательной деятельности, на взаимодействии и коллективном обсуждении ситуаций, в том числе при работе с ИИ-сервисами;

2.                  принцип смещения роли преподавателя с трансляции и «разжёвывания» знаний к организации процесса их добывания — снижение роли преподавателя как единственного «держателя» знаний, возрастание роли как эксперта и консультанта, помогающего ученику ориентироваться в мире научной информации и корректно использовать ИИ-инструменты;

3.                  принцип творчества, который предполагает превращение работы с ИИ и занятия с его применением в индивидуально неповторимый творческий продукт;

4.                  принцип прагматизма, ориентирующий на чёткое определение возможностей того или иного ИИ-инструмента, планирование результатов обучения с точки зрения формирования у детей навыков анализа ситуаций и критической проверки данных.

Современная школа требует творческого отношения учителя. Необходимость сделать учебный процесс ярким, нестандартным, а результативность занятий — максимальной, заставила меня искать новые методы в обучении и воспитании учащихся, где главная цель — личность ребёнка, использование его потенциальных возможностей. Для поддержания устойчивого интереса к предмету, для достижения высоких результатов в приобретении знаний и воспитании детей я решила использовать на уроках географии технологии с применением искусственного интеллекта. Они получают всё большую популярность среди интерактивных технологий обучения, способствуют развитию навыков анализа и критического мышления, демонстрации различных позиций и точек зрения, формированию навыков оценки альтернативных вариантов в условиях неопределённости.

Наиболее распространёнными методами использования ИИ на уроках географии являются следующие, которые применяю на своих уроках:

1.                  анализ географических данных с помощью ИИ-чат-ботов;

2.                  ситуационные задачи и упражнения с использованием ИИ-сервисов;

3.                  кейс-стади с применением ИИ для обработки информации.

Использование метода анализа данных с помощью ИИ переносит акцент с овладения готовым знанием на выработку определённых навыков, сотворчество учителя и ученика. Его принципиальное отличие от традиционных методик — демократия в процессе обучения, когда каждый учащийся по сути дела равноправен с другими школьниками и преподавателями в процессе обсуждения проблемы. Применяемый на уроках географический материал выбираю согласно требованиям:

·                     материал должен быть приближен к жизни;

·                     должен содержать проблемы и противоречия;

·                     должен быть обозреваемым и решаемым;

·                     должен допускать различные варианты решения.

Самый распространённый метод — анализ конкретной ситуации с использованием ИИ — это глубокое и детальное исследование реальной или имитированной ситуации. Например, на своих уроках предлагаю выработать решение ситуаций по темам:

·                     а) «Глобальные проблемы человечества» (11 класс) — с использованием ИИ для анализа статистических данных;

·                     б) «Проблемы развития агропромышленного комплекса России» (9 класс) — с применением ИИ для прогнозирования;

·                     в) «Экологические проблемы Оренбургской области» (8 класс) — с использованием ИИ для обработки данных мониторинга.

Несомненным достоинством этого метода является не только получение знаний и формирование практических навыков, но и развитие системы ценностей учащихся, жизненных установок, своеобразного профессионального мироощущения и мировоззрения.

Следующий метод, который использую на уроках, — ситуационное упражнение (задача) с применением ИИ, которое заключается в том, что обучаемому предлагается текст с подробным описанием сложившейся ситуации и задача, требующая решения. Например, учащимся даю задание выработать свою стратегию решения демографической проблемы в России, используя ИИ для анализа данных и прогнозирования. При этом предлагаю решения, принятые правительством страны, и они должны либо согласиться с ними, но при этом доказать их правомерность, либо добавить свои решения проблемы. При использовании этого метода больше внимания уделяется индивидуальному подходу к проблеме или её решению, чем групповому. Ситуационные задачи предлагаю также с использованием проблем настоящего и будущего времени, например:

·                     перспективы взаимодействия природы и общества (10 класс);

·                     выбор региона страны для строительства химического (металлургического) предприятия с учётом определённых факторов и условий (9 класс);

·                     составление прогноза изменения положения и размеров материков и океанов через несколько млн. лет (7 класс) с использованием ИИ для моделирования.

Другая разновидность метода, который я использую, — метод кейс-стади с применением ИИ, который заключается в том, что ученики, ознакомившись с описанием проблемы, самостоятельно анализируют ситуацию, диагностируют проблему, а ИИ выступает как вспомогательный инструмент для поиска и обработки информации. Представляют свои идеи и решения в дискуссии с другими обучающимися.

При использовании данного метода составляю кейсы с применением научных, публицистических, учебных текстов (материалов газет, журналов, информации из Интернета и др.), а также данных, полученных от ИИ-сервисов.

Для составления кейса существуют определённые требования:

1.                  Постановка актуальной проблемы, которую можно обсуждать и которая не имеет однозначного решения.

2.                  Соответствие текста поставленным образовательным задачам и теме урока.

3.                  Присутствие достаточного количества информации для проведения анализа и нахождения путей решения исследовательской проблемы.

Метод кейс-стади с применением ИИ отличается:

·                     а) наличием проблемной ситуации, которую необходимо увидеть и решить;

·                     б) коллективной выработкой решений;

·                     в) возможностью нескольких решений проблемы;

·                     г) наличием управляемого эмоционального напряжения обучающихся;

·                     д) наличием системы оценивания деятельности.

Моя роль как учителя при использовании кейс-стади с ИИ заключается в двух видах:

1.                  творческая работа по поиску или созданию кейса и вопросов для его анализа, подготовка методического обеспечения, проверка корректности ИИ-ответов;

2.                  на самом уроке — во вступительном и заключительном слове, в организации малых групп и дискуссии, в поддержании делового настроя в классе, оценивании вклада учеников в анализ ситуации.

На своих уроках я использую кейсы разной направленности, разной сложности в зависимости от содержания и от способностей учащихся, на разных этапах урока.

При работе с кейсом и ИИ использую алгоритм:
1 этап — знакомство с ситуацией, её особенностями;
2 этап — выделение основной проблемы, факторов и персоналий, которые могут реально воздействовать на ситуацию;
3 этап — предложение концепций и идей для «мозгового штурма»;
4 этап — анализ последствий принятия того или иного решения;
5 этап — решение кейса — предложение одного или нескольких вариантов последовательности действий, указание на важные проблемы, механизмы их предотвращения и решения;
6 этап — рефлексия (обсуждение кейсов).

Работа с кейсами и ИИ учащимся нравится, вызывает живой интерес, развивает критическое мышление, самостоятельность и ответственность. В методе кейс-стади центральное место занимает дискуссия. Признаки хорошего обсуждения кейса:

·                     чем меньше говорит учитель, тем лучше;

·                     активность учеников;

·                     большое количество вопросов, заданных учениками;

·                     энергичность учителя;

·                     активность дискуссии;

·                     позитивная атмосфера;

·                     обоснованность вывода по кейсу.

Основные пункты дискуссии, решения проблемы ученики записывают в тетрадь. Представление результатов анализа кейсов — важный аспект метода кейс-стади. Умение публично представить интеллектуальный продукт, хорошо его рекламировать, показать его достоинства и возможные направления эффективного использования — позволяет обучающимся продемонстрировать глубокие предметные и метапредметные знания и умения и творческие способности.

Конкретные ИИ-сервисы для уроков географии

Примеры заданий для разных этапов урока

Этап 1. Мотивация и актуализация

Задание «Поймай нейросеть на ошибках»

Учащиеся получают ответ ИИ-чат-бота на вопрос по теме урока. Задача — найти фактические ошибки, проверить данные по атласу и учебнику, исправить их «красной ручкой».

Пример: ИИ утверждает, что «самая длинная река России — Обь». Учащиеся должны проверить по атласу и доказать, что это неверно (Обь — не самая длинная, а самая полноводная; самая длинная в России — Лена или Обь с Иртышом, в зависимости от методики подсчёта).

Промпт для ИИ: «Назови пять крупнейших рек России и укажи их длину».

Этап 2. Изучение нового материала

Задание «Создай визуализацию»
С помощью GigaChat или Kandinsky учащиеся генерируют изображение по теме урока, затем анализируют, насколько точно ИИ передал географические особенности.

Пример: «Нарисуй природные зоны Евразии с севера на юг: тундра, тайга, смешанные леса, степи, пустыни, саванны».

Задание для анализа: Соответствует ли изображение реальному расположению природных зон? Какие ошибки допустил ИИ? Почему?

Этап 3. Практическая работа

Задание «Географический детектив с ИИ»
Учащиеся получают от ИИ описание территории (без названия) и должны определить, о каком регионе идёт речь, используя карты и атласы.

Пример промпта: «Опиши территорию: расположена в пределах древней платформы, преобладают плоскогорья, крупные месторождения железной руды, климат субэкваториальный, крупная река с водопадами».

Ответ: Бразильское плоскогорье.

Задание «Прогноз с ИИ»
С помощью ИИ-чат-бота учащиеся формулируют прогноз изменения географического объекта и проверяют его обоснованность.

Пример: «Как изменится уровень Каспийского моря через 50 лет при сохранении текущих тенденций?»

Этап 4. Закрепление и рефлексия

Задание «Сдай экзамен нейросети»
Учащиеся готовят краткий доклад по теме, затем просят ИИ задать три вопроса по этому тексту. Если ИИ «не понимает» материал — значит, текст недостаточно полный или логичный.

Задание «Интервью с ИИ»
Учащиеся формулируют вопрос к ИИ от имени географа-исследователя и оценивают качество ответа.

Пример: «Как тектоническое строение влияет на размещение крупных форм рельефа?»

Примеры промптов для учителя географии

Для генерации заданий и материалов

1.                  Викторина по теме:

«Составь викторину из 10 вопросов по теме „Климат Африки“ с вариантами ответов и ключом для проверки».

2.                  Персонализированные задачи:

«Сгенерируй 5 задач на определение координат географических объектов с использованием названий городов России».

3.                  План урока:

«Напиши план урока географии для 7 класса по теме „Природные зоны Южной Америки“ с целями, задачами и этапами».

4.                  Генерация изображений для наглядности:

«Нарисуй схему круговорота воды в природе с подписями на русском языке».

Таким образом, достичь эффективности обучения можно с помощью интерактивных технологий, когда сам учитель является грамотным коммуникатором, конкурентоспособным, быстро овладевает новейшей теоретической информацией и прогрессивными технологиями, включая технологии искусственного интеллекта.

Использованная литература

1.                  Панфилова А.П. Инновационные педагогические технологии. Активное обучение. — М., Академия, 2009.

2.                  Гладких И.В. Методические рекомендации по разработке учебных кейсов. — СПб.: изд-во «Высшая школа менеджмента», 2010.

3.                  Ситуационный анализ, или анатомия Кейс-метода / Под ред. Сурмина Ю.П. — Киев: Центр инноваций и развития, 2002.

4.                  Калачикова О.Н. Метод кейс-стади: учебное пособие. — Томск, 2007.

5.                  Михайлова Е.И. Кейс и кейс-метод: процесс написания кейса. — Маркетинг. 1999. №5, №6; Вестник С.-Петербургского университета. 2005. Выпуск 2.