Презентация «Использование искусственного интеллекта на уроках физики»

ТЕМА «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА НА УРОКАХ ФИЗИКИ» Ольга Георгиевна Цуканова Учитель физики и математики МБОУ «Алупкинская СШ № 1 имени дважды Героя Советского Союза Амет-Хана Султана»

Место для вашей фотографии Немного о себе: — Учитель физики и математики МБОУ «Алупкинская СШ 1» — Я стараюсь привить ученикам понимание того, что искусственный интеллект и доступ к информации в интернете — это мощные инструменты, которые следует использовать для обучения и саморазвития, чтобы расширять свои знания и навыки. — Мои интересы в области ИИ заключаются в том, как с помощью искусственного интеллекта заинтересовать учеников с интересом изучать школьный предмет «физика».

Современное образование должно учитывать и использовать быстрый темп развития технологий и изменения потребностей общества. Важной задачей для педагогов становится не только передача знаний, но и формирование устойчивой мотивации школьников к обучению, особенно в области естественно-научных дисциплин, таких как физика. Несмотря на огромный потенциал этого предмета в развитии логического мышления и способности к решению практических задач, физика часто вызывает у учащихся трудности и снижение интереса к ее изучению. Одной из причин этого является сложность восприятия абстрактных понятий.  Поэтому актуален поиск новых, более эффективных методов обучения, которые помогут пробудить интерес к предмету. Искусственный интеллект представляет собой одно из перспективных решений, способных изменить подход к обучению и повысить мотивацию учеников, продемонстрировать связь школьного предмета с повседневной жизнью. 

При подготовке к выступлению, я спросила мнение ребят, о том, какие у них ожидания от использования искусственного интеллекта в обучении физике. Самое распространенное ожидание: решает вместо тебя задачи. После беседы о том, что речь ведется об обучении, а не замене умственного труда человека на труд искусственного интеллекта, получила такие ответы: Демонстрация физических законов и терминов на примерах из жизни. При решении задач: Визуализация задачи. Разбор задачи на физические процессы. Подбор физических законов. - При изучении нового материала – отработка новых знаний в форме игр.

Нейросети и искусственный интеллект значительно облегчают мою работу учителя физики при подготовке к урокам. 1. Подбор учебных материалов (статьи, исследования, видео и другие ресурсы по теме урока). 2. Создание презентаций. 3. Индивидуализация обучения (подбор разноуровневых задач, подбор задач по интересам учеников) 4. Создание тестов и задач по теме урока, что позволяет более точно оценивать понимание материала учениками, закреплять новые знания. 5. Поддержка в объяснении сложных понятий. 6. Визуализация данных (создание графиков, диаграмм и анимации для визуализации физических процессов), что помогает ученикам лучше понять сложные темы. 7. Интерактивные симуляции для изучения тем, в которых нет возможности провести эксперименты.

1. Подбор учебных материалов (статьи, исследования, видео и другие ресурсы по теме урока). Современные дети лучше воспринимают видеоинформацию, чем печатную или аудио, поскольку визуальные образы и динамичное представление материала способствуют более эффективному запоминанию и пониманию информации. Для проведения уроков по физике в 7 классе я с помощью ии подобрала такие фильмы: "Физика и судьба" Этот сериал, созданный на основе книги Брайана Грина, исследует фундаментальные идеи физики, такие как пространство, время, вселенная и квантовые явления. Сериал «Теория большого взрыва» Документальный фильм «Во вселенную со Стивеном Хокингом» На уроке достаточно использовать небольшой фрагмент фильма при изучении вводных тем. Достаточна нескольких кадров фильма, что б провести организационный момент урока.

Для знакомства с великими учеными-физиками можно посмотреть фильмы: - Фильм «Эйнштейн и Эддингтон» - Сериал «Гений» - "Ленинградский физик" , "Капица" — биографический фильм о жизни и научной карьере Петра Леонидовича Капицы, одного из ведущих советских физиков-экспериментаторов. - "Александр Александрович Прохоров" — фильм о жизни и научных открытиях советского физика-теоретика, специалиста в области ядерной физики. - "Павел Алексеевич Черенков" — документальный фильм о жизни и научных достижениях советского физика, открывшего явление Черенкова. - "Физики: Время, пространство и вселенная" — серия документальных фильмов, рассказывающих о российских ученых-физиках и их вкладе в науку. - "Михаил Ломоносов" — художественный фильм о великом ученом, который внес вклад в развитие науки и образования в России.

Художественные фильмы, сцены из которых можно использовать, как демонстрацию к уроку физики: Сила трения («Ледяной драйв» 1:39:55) Агрегатные состояния воды («Ледяной мост») Движение («Форсаж») Взвешивание на рычажных весах («Королева бензоколонки») Сила («Рокки») Сила Архимеда («Подводная лодка») Простые механизмы- наклонная плоскость («Пираты Карибского моря: Проклятие Черной жемчужины»)

2. Создание презентаций. Для создания презентаций к уроку я использую нейросеть WepiK. Бесплатная, поддерживает русский язык, разрешенное количество слайдов от 6 до 20,быстрая генерация.

3. Индивидуализация обучения (нейросеть позволяет создавать тесты разного уровня сложности) Тест по физике: "Строение вещества» (начальный уровень) Что такое вещество? а) То, из чего сделаны все предметы вокруг нас б) То, что не имеет массы в) То, что можно увидеть только в космосе 2. Из чего состоят все предметы? а) Из воздуха б) Из маленьких частиц — частиц вещества в) Из воды 3. Какие частицы есть в веществе? а) Только атомы б) Атомы и молекулы в) Только молекулы Тест по физике: "Строение вещества» (базовый уровень) 1. Что такое атом? a) Самая маленькая частица вещества, сохраняющая его свойства b) Молекула воды c) Группа атомов, связанных между собой d) Электронное облако вокруг ядра 2. Из каких основных частей состоит атом? a) Протонов и нейтронов только b) Протонов, нейтронов и электронов c) Молекул и ионов d) Нуклонов и фотонов 3. Где в атоме расположены электроны? a) В ядре b) В электронных облаках или орбитах вокруг ядра c) В протонном облоке d) В нейтронной оболочке

3. Индивидуализация обучения (подбор задач по интересам учеников) Задача: Машинка для нанесения татуировок работает за счет колебаний иглы, совершая 1500 движений в минуту. Определите частоту колебаний иглы в герцах (Гц). Дополнительный вопрос: Если мастер хочет увеличить частоту до 2000 движений в минуту, сколько раз в секунду должна совершать колебания игла? Задача: Футболист ударил мяч так, что он начал двигаться под углом к горизонту. Скорость мяча сразу после удара составляет 20 м/с. Определите, под каким углом к горизонту нужно ударить мяч, чтобы он достиг максимальной дальности (то есть пролетел как можно дальше). Задача: С какой силой нужно сделать подачу, чтобы мяч долетел до середины поля противника? Длина волейбольной площадки — 18 метров. Мяч подается с высоты 2 метра, а угол удара к горизонту — 30°. Масса мяча составляет 0,43 кг. Задача: С какой частотой нужно бить по барабану, чтобы получить звук с частотой 440 Гц (то есть ноту Ля)? Диаметр барабана — 0,5 метра. Модуль упругости материала, из которого сделана мембрана, равен E=2×10 11 Па. Масса мембраны — 0,5 кг. Предположим, что вибрации распространяются по мембране как волны на струне.

4. Создание тестов и задач по теме урока, что позволяет более точно оценивать понимание материала учениками, закреплять новые знания Задача 1 (легкая) На рычаге длиной 2 м поднят груз массой 10 кг. Где должен находиться груз массой 2 кг, чтобы равновесие было достигнуто, если точка опоры находится посередине рычага? Задача 2 (средней сложности) Рычаг длиной 3 м балансирует груз массой 15 кг, расположенный на расстоянии 1 м от точки опоры. На каком расстоянии от опоры должен находиться груз массой 5 кг для равновесия? Задача 3 (сложная) На рычаге длиной 4 м груз массой 20 кг находится на расстоянии 1,5 м от опоры. Какую массу можно поднять на другом конце рычага, если она расположена на расстоянии 2,5 м от опоры? Задача 4 (очень сложная) Длина рычага — 6 м. На одном конце находится груз массой 30 кг на расстоянии 1 м от опоры. На другом конце — груз, который нужно поднять, массой неизвестной и расположенный на расстоянии 4 м от опоры. Какова ​масса этого груза? Задача 5 (самая сложная) На рычаге длиной 8 м груз массой 50кг расположен в точке, которая находится в половине длины рычага от точки опоры. В какую сторону и на каком расстоянии нужно положить другой груз массой 20кг, чтобы рычаг был в равновесии? Подсказка: Нужно найти точку расположения второго груза так, чтобы моменты были равны.

5. Поддержка в объяснении сложных понятий. Текст определения из учебника: Адиабатный процесс- это процесс, который происходит без теплообмена с внешней средой. Текст ИИ по запросу «Расскажи простыми словами об адиабатном процессе» Адиабатный процесс — это такой процесс, при котором тепло не поступает и не уходит из системы. Представьте, например, сжатие воздуха в насосе или расширение воздуха в баллоне, когда тепло не успевает выйти или войти. В таком случае изменение температуры и давления происходит только за счет работы, которую вы делаете или которая происходит сама по себе. Проще говоря: Это процесс, при котором система меняется (например, сжимается или расширяется), но при этом тепло снаружи не входит и не выходит.

6. Визуализация данных (создание графиков, диаграмм и анимации для визуализации физических процессов), что помогает ученикам лучше понять сложные темы. Видео: https://rutube.ru/video/cbf1e722198cfb533440c14601c8457e/

Визуализация задачи: Задача. На горизонтальном рычаге длиной 4 метра установлена точка опоры посередине. На левом конце рычага находится груз массой 12 кг, а на правом — груз массой 8 кг. Грузы расположены так, что левый груз находится в 1 метре от опоры, а правый — в 1,5 метра от опоры. Определить, находится ли рычаг в равновесии. (так задача выглядит в учебнике). На самом деле это задача о том, что мама и ребенок качаются на равноплечной рычажной качели. Ребенок садится на сиденье, а мама из-за большей массы должна сесть ближе к точке опоры качели. Визуальные образы помогают лучше понять абстрактные идеи и процессы, делая их более конкретными и доступными.

Нейросеть позволяет иллюстрировать задачи. Задача. Электрическая плита нагревает 5 литров воды в алюминиевой кастрюле массой 0,7 кг на 45 градусов за 5 минут. Рассчитайте мощность плиты. kandinsky

Нейросеть позволяет анимировать задачи, что позволяет наглядно увидеть связь между школьными предметами и окружающим миром. Задача. Ракета массой 2000 кг находится на земле. В момент запуска из ракетных двигателей вырывается газ со скоростью 3000 м/с относительно ракеты. Предположим, что перед запуском ракета стояла неподвижно, а движение газа происходит только внутри ракетных двигателей. Вопрос: Какова скорость ракеты после того, как из нее вырвался газ? (анимация fusionbrain) Реактивное движение Закон сохранения импульса Видео: https://rutube.ru/video/fe3622bb3a0f9fa08808926f2c171f98/

Нейросеть позволяет разложить задачу на компоненты или процессы. Эффективно использовать при подготовке к сдаче ЕГЭ для задач повышенной сложности. Задача из ЕГЭ. Мяч абсолютно упруго ударяется об вертикальную стенку. Скорость мяча до удара равна 20 м/с и направлена под углом α = 30∘ к вертикали. Стенка движется на встречу мячу с горизонтальной скоростью 10 м/с. Какая будет скорость мяча после удара? Декомпозиция ИИ: Шаг 1. Анализ исходных данных Шаг 2. Разделение процесса на компоненты по горизонтали и по вертикали. Шаг 3. Анализ процесса по компонентам: вертикальная и горизонтальная компоненты. Шаг 4. Итоговые скорости после удара Шаг 5. Итоговая скорость мяча после удара

7. Анимированное начало или окончание урока. Урок начинает великий ученый. (с помощью ИИ Pika) Видео: https://rutube.ru/shorts/3363e1eb26d7a5ec92a4a6c0d205a1d1/ Видео: https://rutube.ru/shorts/fffdd2b8cc2685ce25119314841d8513/

ИИ в обучении — это не альтернатива, а дополнение Его задача — упростить рутину, помочь понять сложное, ускорить адаптацию под темп и уровень ученика. Будущее, в котором учитель и нейросеть работают в тандеме — не фантастика, а уже реальность. Главное — не бороться с этим, а научиться пользоваться и заинтересовать своих учеников. И тогда вместо плагиата и деградации мы получим прогресс и персонализацию.