ИИ и интердисциплинарните СТЕМ уроци в 7 клас
Имам въпроси по отношение на използването на чат бот. Бих искала да го включа в урока: ученикът да търси информация от името на учен, открил елементите рубидий и цезий.
Този имейл, получен на 28 февруари от Михаил Гришченко, експерт в “Образование без раници”, откри приятно и ползотворно тримесечно сътрудничество между Сдружение “Образование без раници” и 20. ОУ “Тодор Минков” в София.
Автор на писмото е Цветелина Стоянова – учител по химия и физика в прогимназия и участник в програмата “Дигитални училищни лидери”. С нея се запознахме на едно обучение в рамките на програмата. Така започна обсъждане, което трансформира учебния процес в нейния клас с вълнуваща кулминация: открит финален урок, в който учениците оценяваха заедно написани с помощта на ИИ научно-фантастични новели.
В края на урока развълнуваните деца споделиха със своята учителка: “Госпожо, с това ще ви запомним!”
Ако искате и вие да опитате да създадете ангажиращи урочни поредици за използване на генеративен изкуствен интелект в час, пишете за безплатна консултация на m.gryshchenko@obr.education.
Учебни дейности и ресурси
В рамките на няколко месеца учениците наистина направиха удивителни неща!
- Проведоха интервю с ChatGPT в ролята на известния учен Ръдърфорд, след което дискутираха ползите и ограниченията на ИИ.
- Създадоха космическа градина и установиха, че най-бързо се развива боб, който се облъчва с червена и синя светлина.
- Проектираха бункер и после тестваха неговите характеристики в Minecraft симулация на ядрен взрив (виж видеото).
- Написаха 3 вълнуващи научно-фантастични новели, които можете да прочетете тук.
Учебна дейност 1: Интервю с Ръдърфорд
Децата проучиха свойствата на цезий и рубидий чрез интервю с техните откриватели и с известния учен Ръдърфорд. Ролята на учените беше възложена на ИИ.
Учебна дейност 2: Проектиране на бункер
Децата използваха ИИ, за да проучат строежа на атома и използването на ядрената енергия, и да проектират бункер за защита при ядрена война и зомби-апокалипсис.
Учебна дейност 3: Космическа градина
Децата проучиха Слънчевата система и света на звездите. Създадоха космическа градина, за да изследват влиянието на светлина с различна дължина на вълната
Учебна дейност 4: Научно-фантастични новели
С помощта на ИИ учениците написаха научно-фантастични новели, след което сами формираха критериите и гласуваха за най-добрата новела.
Understanding by Design
Но за да се получат всички тези чудесни резултати, първо следваше да се избере метод на планиране. Именно това беше тема на първия разговор между Михаил и Цветелина.
Цветелина Стоянова води предметите „Химия и опазване на околната среда“ и „Физика и астрономия“ в 20 ОУ. Като учител по СТЕМ предмети тя сподели няколко основни изисквания:
- Планирането трябва да позволява идентифициране на общите цели и концепции, които свързват химията и физиката. Например учениците да могат да изследват как се използват алкалните елементи в различни физични процеси и експерименти, да изследват и представят как се използват различни химични елементи в астрономията и т.н.
- Планирането да е достатъчно гъвкаво, за да позволява адаптиране на преподаването според нуждите и интересите на учениците, което е особено важно при интердисциплинарния подход.
- Учебният план да предполага максимално използване на генеративния изкуствен интелект в учебния процес, както и други дигитални технологии, за да направи уроците си по-интерактивни и интересни за учениците.
- Учениците да видят връзките между различните дисциплини и да разбират как знанията от едната област могат да се прилагат в другата.
Беше избран методът „Understanding by Design“ (UbD), известен още като обратно проектиране (backward design) – метод за планиране на учебни програми, който започва с крайните цели или желаните резултати и оттам обратно се изгражда учебният процес. Планирането започва с определянето на крайните очаквани цели на обучение, преди да се премине към създаване на съдържание.
Подходът „Understanding by Design“ (UbD) може да бъде особено ефективен при планирането на образованието по няколко причини:
- Яснота на целите. Обратното проектиране изисква от учителите първо да определят какви знания и умения трябва да придобият учениците в края на учебния процес, което осигурява яснота и насоченост на обучението.
- По-висока ангажираност на учениците. Учениците развиват по-дълбоко разбиране на материала, тъй като всички учебни дейности са насочени към постигане на конкретни, предварително определени цели. Това помага на учениците да виждат значението и приложението на наученото в реалния свят.
- Гъвкавост. Обратното проектиране позволява на учителите да модифицират и адаптират учебния план и дейности в отговор на нуждите на учениците и да се съсредоточат върху подкрепата на индивидуалното развитие и разбиране.
Определяне на целите
Ние формулирахме учебните цели и програмите по химия и опазване на околната среда, както и по физика и астрономия за седми клас, на базата на учебните планове в сила за учебните 2024-2025 г.
Решихме, че в рамките на нашите уроци по химия учениците ще се учат да различават алкални метали и неметали от халогенната група по описание на свойствата им, да изразяват с химични уравнения свойства на алкални метали, неметали от халогенната група и техни съединения, да изразяват дисоциацията на алкални основи и халогеноводородни киселини във вода (виж Фиг. 1).
При физиката фокусът беше сложен върху следните области: “Светлина и звук”, “От атома до Космоса”, “Наблюдение, експеримент и изследване”. Планирахме да ги обучим да умеят да правят следното (виж Фиг. 2):
- да описват разпространението, отражението, пречупването и разлагането на светлината (спектър, цвят на телата) и принципа на действие на окото и на оптични уреди,
- да описват опростено по схема строежа на атома и на неговото ядро (протони, неутрони), деленето на урана и приложението му в ядрената енергетика и да посочват източника на енергия в звездите,
- да сравняват състава и проникващата способност на йонизиращите лъчения, да дават примери за приложението и биологичното действие на лъченията и мерките за опазване на околната среда,
- да групират по определени признаци планетите и малките тела от Слънчевата система,
- да описват в опростена форма видовете галактики, структурата и развитието на Вселената,
- да разпознават изучавани обекти и явления в природата и в бита,
- да извличат данни и друга информация от графики, таблици, схеми и чрез ИКТ.
Използване на ИИ за учебните дейности
Учителят използваше изкуствения интелект за следните дейности:
- Генериране на идеи за учебни дейности. Учителят задаваше въпроси с помощта на какви дейности дадени очаквани резултати на обучението могат да бъдат реализирани по атрактивен и ангажиращ начин.
- Планиране на поредици на уроци. Генеративният изкуствен интелект създаваше по зададен шаблон поредици от уроци в рамките на зададени теми или задвижващи въпроси.
- Урочно планиране. Генеративният изкуствен интелект се прояви изключително добре като източник на чернови материали при подготвяне на отделните уроци в рамките на подготвените поредици по зададените теми. Той помагаше за формулиране на движещи въпроси, организиране на планове на учебните рутини и т.н.
- Обучение за работа с ИИ. Учителят използваше различни чат-ботове, за да научи децата не само за възможностите, но и за ограниченията на генеративния изкуствения интелект. Учителят изискваше децата да използват чат-ботове в час и вкъщи при условие, че използването ще е маркирано, а резултатите – изложени за критичен анализ спрямо достоверните източници (учебник, справочник и т.н.)
Учениците използваха ИИ за следните дейности:
- Изготвяне на въпроси за ИИ: Учениците формулираха въпроси към ChatGPT като част от подготовката си за изучаване на научния метод и работата на известни учени. Това допринесе за развитието на уменията им за изследване и задаване на подходящи въпроси.
- Провеждане на интервю с ИИ: Като продължение на първото домашно учениците използваха ИИ за провеждане на интервюта с исторически фигури на учени, където изпробваха познанията си и изследваха отговорите, получени от ИИ. Това им позволи да анализират и обобщават информацията, като така упражняваха и критическото мислене.
- Сравняване на ИИ: В рамките на уроците и дискусиите ИИ е използван като помощно средство за учене и източник на информация, включително за проверка на факти и разширяване на темите на разговорите в клас. Учителят редовно молеше учениците да сравняват и оценяват различни чатове по ясно изработени критерии.
Цели за прилагане на изкуствения интелект
Като рамка за определяне на образователните цели, свързани с изкуствения интелект, беше използван документ на Европейския хъб за цифрово образование (European Digital Education Hub). Този документ, озаглавен Briefing report No. 1 by the European Digital Education Hub’s squad on artificial intelligence in education, предоставя ценни насоки за компетенциите, необходими на учителите за ефективно включване на AI в образователния процес. В него са разгледани основни аспекти като литературна грамотност за информация и данни, комуникация и сътрудничество, създаване на цифрово съдържание, безопасност и решаване на проблеми, които са директно приложими в учебната програма, която са разработвали Цветелина и Михаил.
Повече за курса „Изкуственият интелект в образованието“
Новият безплатен курс в Кан Академия Изкуственият интелект в образованието е разработен в партньорство между Кан Академия и няколко организации, сред които Code.org, aiEDU и The Wharton School – University of Pennsylvania, и е едно изключително интересно пътешествие в света на изкуствения интелект.
Курсът ще бъде усъвършенстван и обогатяван с нови материали и теми, за да отговаря на многото въпроси от учители, ученици и експерти как могат да бъдат използвани инструментите с ИИ по най-добрия възможен начин в полза на развитието на образованието.
Към момента се състои от три големи раздела и предлага съдържание във вид на видео уроци и статии, подготвени от световни лидери в областта на технологиите и ИИ.
Вижте още новини на Образование без раници:
Как изкуственият интелект помага да обвържем учебния материал с реални ситуации
Първи раздел – Въведение в генеративния ИИ
- Какво представлява изкуственият интелект
- Генеративен ИИ и как работи той
- Какво представлява машинното самообучение
- Как функционират чатботовете и големите езикови модели
- Какво означава предубеденост на обучителните данни
- Как работи компютърното зрение
- Защо казваме, че ИИ халюцинира
Втори раздел – Подготви се да преподаваш с ИИ
- Предимствата и недостатъците на ИИ инструментите
- Ефективни запитвания към ИИ (през реални казуси)
- Оценяване на ученици и създаване на тестове с помощта на ИИ
- Отговорна употреба на инструментите от страна на учениците
Трети раздел – Урочни планове: Запознаване с ИИ
Третият раздел е изцяло практически насочен с разработени урочни планове от Common Sense Education. Те включват всичко, което Ви е нужно, за да започнете да запознавате с изкуствения интелект учениците си на ниво 6 – 12 клас. Всеки урочен план съдържа материали за отпечатване, практична презентация и инструкции стъпка по стъпка за провеждане на интересен урок в клас.