Hagnaður:
- Hæfni til að framleiða spurningar, dæmi og efni sem hæfir stigi og sannreyna hverja lausn sjálfstætt
- Hæfni til að hanna truflana til að miða við raunverulegar ranghugmyndir og benda á hvar hliðstæður brjóta niður
- Hæfni til að koma í veg fyrir að of einföldun breytist í líkamlegar villur og staðfesta kennslufræðilegt gildi efnisins
Að kenna eðlisfræði er miklu meira en að gefa formúlur. Nemendur koma að eðlisfræði ekki með tóman huga, heldur með innsæi frá daglegri reynslu sinni - og þetta innsæi er oft líkamlega rangt. Ranghugmyndir eins og „Hlutur á hreyfingu þarf stöðugan kraft til að stöðva“ eða „þungir hlutir falla hraðar“ eru stærstu hindranirnar í kennslunni. Í þessari einingu muntu læra hvernig á að nota gervigreind (AI) við að búa til námsefni í eðlisfræði, undirbúa vandamál og dæmi og takast á við ranghugmyndir; og þú munt læra hvernig á að endurskoða hvert efni með tilliti til líkamlegrar nákvæmni og kennslufræðilegrar viðeigandi. Grunnregla: gervigreind framleiðir teikningar; kennarinn staðfestir nákvæmni, stig og kennslufræðilegt gildi.
Hvar er gervigreind sterk í kennslu, hvar á að hafa umsjón með því?
gervigreind; Það er mjög fljótlegt að búa til æfingaspurningar, dæmi úr daglegu lífi, hliðstæður, útskýringar aðlagaðar að mismunandi stigum og fjölvalsspurningar með truflunum. En þrjú atriði krefjast nákvæms eftirlits: (1) líkamleg nákvæmni - AI getur framleitt ranga tölu, einingu eða hugtak; (2) mörk hliðstæðna — sérhver samlíking hrynur einhvers staðar og getur skapað nýja blekkingu; (3) gæði afvegaleiða - rangt val á fjölvalsspurningu ætti að vera hannað til að fanga raunverulegar ranghugmyndir, ekki af handahófi.
Leit
Framlag gervigreindar
Umsjón kennara
æfingaspurning
Drög + býr til lausn
Líkamleg nákvæmni, hæfni
Hversdagsdæmi/líking
Gefur áhugaverða líkingu
Að benda á hvar samlíkingin brotnar niður
Hugtaksskýring
Setur einfalda skýringu
Að tryggja að það valdi ekki villum
Fjölvals truflun
Stingur upp á rangu vali
Stefnir á sanna blekkingu
Stig aðlögun
Einfaldaðu texta
Ekki láta of einföldun breytast í mistök
Skref fyrir skref: áreiðanlegt námsefni
1. Skýrðu námsmarkmið og stig. Hvaða hugtak, hvaða bekkjarstig, hvaða forþekking? Eins og "annað lögmál Newtons, fyrir nemendur í 10. bekk sem þekkja ekki afleiður."
2. Spyrðu gervigreindina um efnið, en staðfestu lausnina. Sjálfstætt (með höndunum eða í kóða) gefa lausnir á hverju vandamáli sem það skapar. Þegar þú býrð til spurningar getur gervigreind gert mistök í lausninni - sérstaklega í tákni og einingu.
3. Miðaðu meðvitað á ranghugmyndir. Spyrðu gervigreindina um spurningar og afvegaleiða sem sýna dæmigerða ranghugmyndir nemenda. Góður afvegaleiðari táknar raunveruleg mistök sem „kærulaus nemandi“ mun falla í.
4. Tilgreinið takmörk hliðstæðna. Með hverri líkingu skaltu bæta við athugasemdinni „þessi líking virkar hér en brotnar niður þar. Samlíking án ákveðinna marka skapar nýjar villur.
5. Farið yfir uppeldisfræðilegt gildi. Kennir efnið í raun hugtakið eða fær þig bara til að leggja formúluna á minnið? Tilgangur eðlisfræðikennslu er skilningur.
Ábending: Þegar þú lætur AI framleiða texta sem útskýrir hugtak spyrðu líka „hvaða nýjan misskilning gæti þessi skýring skapað hjá nemendum? spyrja. Þessi andstæða hlið gerir þér kleift að sjá fyrir misskilninginn sem getur stafað af of einföldun eða ófullkominni samlíkingu. Til dæmis er gagnlegt að útskýra rafstraum með samlíkingu við „vatn í pípu“ en það getur leitt til þess að nemandinn haldi að „straumurinn sé neytt og endar“; Þessi mörk ættu að vera tilgreind frá upphafi.
þrjú smámál
Tilfelli 1 - Rangur lausnarlykill. Kennari bað gervigreind um 12 spurninga próf og svarlykil. Í tveimur spurningum fékk gervigreind rangt merki í hröðunarhreyfingarformúlunni og svarlykillinn var rangur. Kennarinn leysti allar spurningarnar handvirkt og með Python kóða og náði í tvær villur. Án sannprófunar myndu nemendur fá rangt skor fyrir rétt svör.
Mál 2 — Hrunlíkingin. Kennari bað gervigreindina að útskýra hitaleiðni með hliðstæðu; AI lýsti hita sem „rennandi vökva“. Þessi samlíking var gagnleg í fyrstu, en nemendur héldu að hiti væri „varið efni“ (kalorísk rökvilla). Kennarinn kom í veg fyrir mistökin með því að útskýra með skýrum hætti hvar samlíkingin bilaði.
Tilfelli 3 - Gefið góðan truflun. Kennari bað gervigreindina um afvegaleiðara fyrir fjölvalsspurningu um frjálst fall og lét hann bæta við afvegaleiðara sem táknar rökvilluna „þungir hlutir falla hraðar“. Verulegur hluti nemenda valdi þennan kost í prófinu; Kennarinn fékk því tækifæri til að mæla og taka beint á algengum ranghugmyndum í kennslustofunni. Vel hannaður afvegaleiðari varð kennslutæki.
Fjögur afritanleg sniðmát
1) Myndun sannanlegra spurninga:
Búðu til 5 æfingaspurningar fyrir [efni, bekkjarstig, aðferðir leyfðar]. Gefðu heildarlausnina fyrir hverja spurningu, SKREF fyrir skref, með einingamælingu. Ég mun sannreyna lausnirnar með höndunum/kóða; Merktu skrefið sem þú ert ekki viss um. Haltu erfiðleikastigi spurninganna við tilgreint stig.
2) Afvegaleiðarar sem miða á ranghugmyndir:
Skrifaðu krossaspurningu á [hugtak]. Láttu HVERT rangt val tákna raunverulegan misskilning sem nemendur hafa um þetta efni. Útskýrðu einnig hvaða misskilningi hver afvegaleiðari miðar við. Tilgreindu rétt svar og hvers vegna það er rétt.
3) Samlíking með tilgreindum mörkum:
Lýstu [líkamlegu hugtaki] með hliðstæðu hversdagslífs. Taktu síðan skýrt fram HVAR þessi samlíking virkar, HVAR hún brotnar niður og hvaða nýr misskilningur hún gæti leitt til. Stig: [einkunn].
4) Stigaðlögun + nákvæmnisathugun:
Einfaldaðu eftirfarandi eðlisfræðiskýringu fyrir [markstig]. EN ekki láta einföldunina breytast í líkamlega ranga staðhæfingu. Merktu við ef eitthvað týnist eða skekkist á meðan þú einfaldar. Texti: [hér]
Veik kvaðning / Sterk kvaðning
Veik: "Skrifaðu 10 spurningar og svör um lögmál Newtons."
Niðurstaða: Spurningar með óvissustig, óstaðfestar lausnir og tilviljunarkenndar truflanir; Mikil hætta er á rangum svarlykla.
Güçlü: "Fyrir 10. bekk framhaldsskóla skaltu búa til 5 spurningar um annað lögmál Newtons; gefðu lausn hvers skrefs fyrir skref og með einingamælingu. Gerðu eina spurningu fjölvalsspurningar og settu truflana upp til að miða á raunverulegar ranghugmyndir eins og 'það er engin hreyfing án krafts'; skrifaðu niður hvaða ranghugmynd hver afvegamaður stendur fyrir."
Niðurstaða: Efni sem er við hæfi, sannreynanlegt, villumiðað og hefur mikið uppeldisfræðilegt gildi.
Algeng mistök
- Ekki staðfesta svarlykilinn. Þegar spurningar eru búnar til getur gervigreind gert tákn-/einingavillur í lausninni; Hverja lausn verður að veita sjálfstætt.
- Ekki tilgreint takmörk líkingarinnar. Sérhver líking hrynur einhvern tímann; Ef mörkin eru ekki tilgreind koma upp ný mistök.
- Að nota tilviljunarkennda truflana. Rangir valkostir sem miða ekki á raunverulega villu hvorki kenna né mæla.
- Ofureinföldun. Ofeinfalda hugtak getur gert það líkamlega rangt.
- Ekki tilgreint stigið. Ef markhópurinn og bráðabirgðaupplýsingar eru ekki gefnar upp verður efnið annað hvort of auðvelt eða ónothæft.
Varúð: Áður en nemendum er gefið námskeiðsefni skaltu sjálfstætt sannreyna lausn hvers vandamáls og athuga hverja skýringu fyrir líkamlegri nákvæmni. Rangur svarlykill eða líking sem veldur ranghugmyndum skilur eftir misskilning hjá nemendum sem erfitt er að leiðrétta. Gervigreind efni kemur ekki í staðinn fyrir samþykki frá hæfum kennara; Ábyrgðin er á kennaranum.
Í stuttu máli
Í eðlisfræðikennslu er gervigreind öflugt teiknitæki til að búa til spurningar, dæmi, hliðstæður og stigaðlagaðar skýringar. En þrír stjórnunarpunktar eru nauðsynlegir: líkamleg nákvæmni lausnanna, takmörk hliðstæðna og miðun truflunaranna á raunverulegar ranghugmyndir. Góð kennsla miðar að skilningi, ekki að leggja á minnið; Gervigreind efni ætti aðeins að fara inn í kennslustofuna eftir að kennari hefur athugað það með tilliti til nákvæmni og kennslufræði. Í næstu og síðustu einingu munum við sameina sannprófunargreinina sem við höfum rannsakað í gegnum áfangann undir fyrirsögnunum ofskynjanir, siðfræði, trúnaður og vísindaleg heilindi.
Umsóknarverkefni
Veldu eðlisfræðigrein sem þú hefur kennt eða lært. Láttu gervigreindina búa til nokkrar leystar spurningar með sniðmáti 1 og villandi fjölvalsspurningu með sniðmáti 2. Staðfestu hverja lausn handvirkt eða með kóða; Athugaðu að minnsta kosti eina lausn fyrir villur. Biðjið síðan um hliðstæðu við 3. sniðmátið og metið takmörk þess. Skrifaðu niður í 5-6 setningum: voru einhverjar villur í svarlyklinum, hvar brotnaði líkingin niður?
gátlisti
- [ ] Ég skýrði námsmarkmið og bekkjarstig.
- [ ] Ég hef sjálfstætt sannreynt lausnina á hverju vandamáli.
- [ ] Ég athugaði að afvegaleiðendurnir beittu raunverulegum ranghugmyndum.
- [ ] Ég benti á hvar samlíkingin sem ég notaði brotnar niður.
- [ ] Ég hef athugað að einföldunin breytist ekki í líkamlega villu.
- [ ] Ég gaf ekki efnið til nemenda án þess að sannreyna nákvæmni þess.