Використання штучного інтелекту в процесі навчання природничих наук у профільній школі

Abstract

UA : Об’єкт дослідження – навчальний процес з природничих наук у старшій школі. Предмет дослідження – використання можливостей штучного інтелекту на уроках природничих наук. Мета дослідження – дослідити теоретичні засади й методичні аспекти використання штучного інтелекту у навчанні природничих наук в старшій школі та оцінити ефективність цього підходу. Методи дослідження: теоретичні (аналіз і синтез наукової інформації, класифікація, систематизація науково-методичної літератури); емпіричні (спостереження, анкетування, педагогічний експеримент, статистична обробка результатів). У роботі проведено аналіз науково-педагогічної літератури щодо застосування штучного інтелекту в освітньому процесі та розглянуто можливості та напрями використання ШІ на уроках природничих наук. Розроблено Telegram-канал з порадами для вчителів, що допоможе інтегрувати інструменти ШІ у навчальну практику, підвищуючи ефективність освітнього процесу та мотивацію учнів. Експериментальним шляхом перевірено вплив впровадження штучного інтелекту на успішність учнів і зацікавленість у вивченні природничих наук. Наукова новизна одержаних результатів полягає у теоретичному обґрунтуванні та експериментальній перевірці ефективності застосування штучного інтелекту в навчанні природничих наук. Дослідження встановило, що інструменти штучного інтелекту можуть сприяти покращенню навчальних результатів учнів та надають учителям можливості для створення інноваційного освітнього середовища. Практичне значення одержаних результатів полягає у розробці методичних підходів щодо застосування штучного інтелекту у викладанні природничих наук у середній школі, які можуть бути використані вчителями у процесі навчання.

EN : Object of the study – the educational process in natural sciences in secondary schools. Subject of the study – the use of artificial intelligence tools in natural science lessons. Research goal – to investigate the theoretical foundations and methodological aspects of using artificial intelligence in teaching natural sciences in secondary schools and to evaluate the effectiveness of this approach. Research methods: theoretical (analysis and synthesis of scientific information, classification, and systematization of scientific and methodological literature); empirical (observation, surveys, pedagogical experiment, statistical processing of results). The study analyzes pedagogical and scientific literature on the use of artificial intelligence in the educational process and examines the possibilities and directions of AI use in natural science classes. A Telegram channel was developed to provide teachers with recommendations for integrating AI tools into teaching practice, enhancing the effectiveness of the educational process and students' motivation. The experimental part verifies the impact of AI implementation on students' performance and interest in studying natural sciences. Scientific novelty of the obtained results lies in the theoretical substantiation and experimental verification of the effectiveness of artificial intelligence in teaching natural sciences. The study has shown that AI tools can improve students' academic outcomes and provide teachers with opportunities to create an innovative educational environment. Practical significance of the obtained results consists in the development of methodological approaches to applying artificial intelligence in teaching natural sciences in secondary schools, which can be used by teachers in the educational process.