Kasu:
- Oskus esitada tasemele vastavaid küsimusi, näiteid ja materjale ning iga lahendust iseseisvalt kontrollida
- Oskus kujundada segajaid, et suunata tõelisi väärarusaamu ja näidata, kus analoogiad lagunevad
- Oskus vältida liigse lihtsustamise muutumist füüsilisteks vigadeks ja kinnitada materjali pedagoogilist väärtust
Füüsika õpetamine on palju enamat kui valemite edastamine. Õpilased ei tule füüsika juurde mitte tühja meelega, vaid oma igapäevastest kogemustest saadud intuitsioonidega — ja need intuitsioonid on sageli füüsiliselt valed. Väärarusaamad nagu "Liikuv objekt vajab peatumiseks pidevat jõudu" või "rasked esemed kukuvad kiiremini" takistavad kõige rohkem õpetamist. Selles õppetükis õpid kasutama tehisintellekti (AI) füüsika kursuse materjalide koostamisel, probleemide ja näidete koostamisel ning väärarusaamade käsitlemisel; ja saate teada, kuidas auditeerida iga materjali füüsilist täpsust ja pedagoogilist sobivust. Põhiprintsiip: AI toodab jooniseid; õpetaja kinnitab täpsust, taset ja pedagoogilist väärtust.
Kus on AI õppetöös tugev, kus peaks seda juhendama?
AI; See on väga kiire harjutusküsimuste, igapäevaelu näidete, analoogiate, erinevatele tasanditele kohandatud selgituste ja segajatega valikvastustega küsimuste genereerimisel. Kuid kolm punkti nõuavad hoolikat jälgimist: (1) füüsiline täpsus – tehisintellekt võib anda vale numbri, ühiku või kontseptsiooni; (2) analoogiate piir — iga analoogia kukub kuhugi kokku ja võib luua uue illusiooni; (3) segajate kvaliteet – valikvastustega küsimuse valed valikud tuleks kujundada nii, et need tabaksid tõelisi väärarusaamu, mitte juhuslikult.
Quest
AI panus
Õpetaja järelevalve
praktika küsimus
Mustand + genereerib lahenduse
Füüsiline täpsus, tasemel sobivus
Igapäevane näide/analoogia
Annab huvitava analoogia
Näidates, kus analoogia katkeb
Mõiste selgitus
Loob lihtsa seletuse
Veenduge, et see ei põhjustaks vigu
Valik valikuga segaja
Soovitab valet valikut
Eesmärk tõelisele pettekujutlusele
Taseme kohandamine
Teksti lihtsustamine
Ärge laske liigsel lihtsustamisel muutuda veaks
Samm-sammult: usaldusväärne õppematerjal
1. Selgitage õpieesmärk ja tase. Milline mõiste, mis klassitase, millised eelteadmised? Nagu "Newtoni teine seadus, 10. klassi keskkooliõpilastele, kes ei tunne tuletisi."
2. Küsige AI-lt materjali, kuid kontrollige lahendust. Pakkuge iseseisvalt (käsitsi või koodina) lahendusi igale probleemile, mille see tekitab. Küsimuste genereerimisel võib AI teha lahenduses vigu – eriti märgis ja ühikus.
3. Teadlikult sihtige väärarusaamu. Küsige tehisintellektilt küsimusi ja segajaid, mis paljastavad tüüpilisi õpilaste väärarusaamu. Hea segaja kujutab endast tõelist viga, millesse "hooletu õpilane" langeb.
4. Too välja analoogiate piirid. Lisage iga analoogia juurde märge "see analoogia töötab siin, kuid laguneb seal". Määratlemata piiranguta analoogia tekitab uusi vigu.
5. Vaadake üle pedagoogiline väärtus. Kas materjal õpetab tegelikult mõistet või paneb lihtsalt valemi pähe õppima? Füüsika õpetamise eesmärk on mõistmine.
Vihje: kui teil on tehisintellektil loodud kontseptsiooni selgitav tekst, küsite ka "millise uue eksiarvamuse see selgitus õpilastes tekitada võib?" küsi. See vastupidine aspekt võimaldab teil ette näha vääritimõistmist, mis võib tekkida liigsest lihtsustamisest või mittetäielikust analoogiast. Näiteks elektrivoolu on kasulik seletada analoogiaga "vesi torus", kuid see võib viia õpilase mõttele, et "vool kulub ära ja lõpeb"; See piirmäär tuleks kindlaks määrata algusest peale.
kolm minikarpi
Juhtum 1 – vale lahendusvõti. Õpetaja palus tehisintellektilt 12 küsimusega eksamit ja vastuse võtit. Kahes küsimuses sai AI kiirendatud liikumise valemis märgi valesti ja vastuse klahv oli vale. Õpetaja lahendas kõik küsimused käsitsi ja Pythoni koodiga, tabades kaks viga. Ilma kontrollimiseta hinnati õpilasi nende õigete vastuste eest valesti.
Juhtum 2 – kokkuvarisev analoogia. Õpetaja palus tehisintellektil selgitada soojusjuhtivust analoogia abil; AI kirjeldas soojust kui "voolavat vedelikku". See analoogia oli alguses abiks, kuid õpilased arvasid, et soojus on "konserveeritud aine" (kalorite vale). Õpetaja hoidis vea ära, selgitades selgelt, kus analoogia katki läks.
Juhtum 3 – hea segaja. Õpetaja küsis tehisintellektilt segajat vaba langemise valikvastustega küsimuse jaoks ja lasi sellel lisada segaja, mis esindab ekslikku "rasked esemed langevad kiiremini". Märkimisväärne osa õpilastest valis eksamil selle variandi; Õpetajal oli seega võimalus mõõta klassiruumis levinud väärarusaamu ja neid otseselt käsitleda. Hästi läbimõeldud segajast sai õppevahend.
Neli kopeeritavat malli
1) Kontrollitavate küsimuste genereerimine:
Looge 5 harjutusküsimust [teema, klassi tase, meetodid lubatud] jaoks. Andke iga küsimuse jaoks terviklik lahendus samm-sammult koos ühikujälgimisega. Kontrollin lahendusi käsitsi/koodiga; Märkige samm, milles te pole kindel. Hoidke küsimuste raskusaste määratud tasemele vastavaks.
2) Väärarvamusele suunatud segajad:
Kirjutage valikvastustega küsimus [kontseptsioonile]. Olgu IGA vale valik õpilaste TEGELIK eksiarvamus selle teema kohta. Selgitage ka, millise väärarusaama iga segaja sihib. Öelge õige vastus ja miks see on õige.
3) Analoogia määratud piiridega:
Kirjeldage [füüsilist mõistet] igapäevaelu analoogia abil. Seejärel öelge selgelt, KUS see analoogia töötab, KUS see katki läheb ja millise uue väärarusaamani see võib viia. Tase: [hinne].
4) taseme kohandamine + täpsuse kontroll:
Lihtsustage järgmist füüsika selgitust [sihttaseme] jaoks. AGA ärge laske lihtsustamisel muutuda füüsiliselt valeks väiteks. Märkige, kui midagi on lihtsustamise ajal kadunud või moonutatud. Tekst: [siin]
Nõrk viip / Tugev viip
Nõrk: "Kirjutage 10 küsimust ja vastust Newtoni seaduste kohta."
Tulemus: küsimused ebakindlate tasemete, kontrollimata lahenduste ja juhuslike segajatega; Valede vastuseklahvide oht on suur.
Güçlü: "Keskkooli 10. klassi jaoks koostage 5 küsimust Newtoni teise seaduse kohta; esitage igale lahendus samm-sammult ja ühikujälgimisega. Tehke üks küsimus valikvastustega ja seadke segajad sihikule tõelistele väärarusaamadele, nagu "ilma jõuta pole liikumist". Kirjutage üles, millist väärarusaama iga segaja esindab."
Tulemus: tasemele vastav, kontrollitav, veale suunatud ja kõrge pedagoogilise väärtusega materjal.
Levinud vead
- Vastuse klahvi ei kontrollita. Küsimuste genereerimisel võib AI teha lahenduses märgi/ühiku vigu; Iga lahendus tuleb esitada iseseisvalt.
- Analoogia piiri ei nimeta. Iga analoogia kukub ühel hetkel kokku; Kui limiiti ei märgita, tekib uus viga.
- Juhuslike segajate kasutamine. Valed valikud, mis ei sihi tegelikku viga, ei õpeta ega mõõda.
- Liigne lihtsustamine. Mõiste liigne lihtsustamine võib muuta selle füüsiliselt ebakorrektseks.
- Taset ei mainita. Kui sihtklassi ja eelinfot ei anta, on materjal kas liiga lihtne või kasutuskõlbmatu.
Ettevaatust: Enne kursusematerjali õpilastele andmist kontrollige iseseisvalt iga probleemi lahendust ja kontrollige iga selgituse füüsilist täpsust. Vale vastuse võti või väärarusaamu tekitav analoogia jätab õpilastele arusaamatusi, mida on raske parandada. AI toodetud materjal ei asenda pädeva õpetaja heakskiitu; Vastutus on õpetajal.
Kokkuvõttes
Füüsikaõpetuses on tehisintellekt võimas koostamistööriist küsimuste, näidete, analoogiate ja tasemele kohandatud selgituste genereerimiseks. Kuid kolm kontrollipunkti on olulised: lahenduste füüsiline täpsus, analoogiate piir ja segajate suunamine tõelistele väärarusaamadele. Hea õpetamise eesmärk on mõistmine, mitte meeldejätmine; Tehisintellekti materjal peaks klassiruumi sisenema alles pärast seda, kui õpetaja on selle täpsust ja pedagoogikat kontrollinud. Järgmises ja viimases üksuses koondame kontrollimise distsipliini, mida oleme kogu mooduli jooksul õppinud hallutsinatsioonide, eetika, konfidentsiaalsuse ja teadusliku terviklikkuse all.
Rakenduse ülesanne
Valige füüsika aine, mida olete õpetanud või õppinud. Laske tehisintellektil genereerida 1. malliga paar lahendatud küsimust ja malliga 2 eksitav valikvastustega küsimus. Kontrollige iga lahendust käsitsi või koodiga; Kontrollige vähemalt ühes lahenduses vigu. Seejärel küsige analoogiat 3. malliga ja hinnake selle piiri. Kirjutage 5-6 lausega: kas vastuseklahvis oli vigu, kus analoogia katkes?
kontrollnimekiri
- [ ] Täpsustasin õpieesmärgi ja hindetaseme.
- [ ] Olen iga probleemi lahendust iseseisvalt kontrollinud.
- [ ] Kontrollisin, et segajad sihiksid tõelisi väärarusaamu.
- [ ] Osutasin, kus minu kasutatud analoogia laguneb.
- [ ] Olen kontrollinud, et lihtsustamine ei muutuks füüsiliseks veaks.
- [ ] Ma ei andnud materjali õpilastele ilma selle õigsust kontrollimata.