Pelnas:
- Gebėjimas pateikti klausimus, pavyzdžius ir medžiagą, atitinkančią lygį, ir savarankiškai patikrinti kiekvieną sprendimą
- Gebėjimas sukurti trikdžius, nukreiptus į tikrus klaidingus įsitikinimus, ir nurodyti, kur nutrūksta analogijos
- Gebėjimas neleisti, kad perdėtas supaprastinimas virstų fizinėmis klaidomis ir patvirtinti medžiagos pedagoginę vertę
Fizikos mokymas yra daug daugiau nei formulių perteikimas. Mokiniai į fiziką ateina ne tuščiu protu, o turėdami nuojautų iš savo kasdienės patirties – ir šios nuojautos dažnai yra fiziškai klaidingos. Klaidingos nuomonės, tokios kaip „Judantis objektas reikalauja nuolatinės jėgos, kad sustotų“ arba „sunkūs daiktai krenta greičiau“, yra didžiausios mokymo kliūtys. Šiame skyriuje sužinosite, kaip naudoti dirbtinį intelektą (AI) rengiant fizikos kurso medžiagą, rengiant problemas ir pavyzdžius bei sprendžiant klaidingas nuomones; ir sužinosite, kaip patikrinti kiekvienos medžiagos fizinį tikslumą ir pedagoginį tinkamumą. Pagrindinis principas: AI gamina brėžinius; mokytojas patvirtina tikslumą, lygį ir pedagoginę vertę.
Kur DI yra stiprus mokyme, kur jis turėtų būti prižiūrimas?
AI; Labai greitai generuojami praktiniai klausimai, pavyzdžiai iš kasdienio gyvenimo, analogijos, skirtingiems lygmenims pritaikyti paaiškinimai ir atsakymų klausimai su trukdžiais. Tačiau reikia atidžiai stebėti tris dalykus: (1) fizinis tikslumas – AI gali pateikti neteisingą skaičių, vienetą arba sąvoką; (2) analogijų riba – kiekviena analogija kažkur griūva ir gali sukurti naują iliuziją; (3) trikdžių kokybė – neteisingai pasirenkant klausimą su daugybe atsakymų, turėtų būti siekiama užfiksuoti tikrus klaidingus įsitikinimus, o ne atsitiktinai.
Quest
AI indėlis
Mokytojo priežiūra
praktikos klausimas
Juodraštis + generuoja sprendimą
Fizinis tikslumas, fizinio pasirengimo lygis
Kasdienis pavyzdys/analogija
Pateikiama įdomi analogija
Nurodo, kur analogija nutrūksta
Sąvokos paaiškinimas
Sukuria paprastą paaiškinimą
Užtikrinti, kad nesukeltų klaidų
Kelių pasirinkimų atitraukiklis
Siūlo neteisingą pasirinkimą
Siekia tikro kliedesio
Lygio prisitaikymas
Supaprastinkite tekstą
Neleiskite pernelyg supaprastinimui virsti klaida
Žingsnis po žingsnio: patikima kurso medžiaga
1. Išsiaiškinkite mokymosi tikslą ir lygį. Kokia sąvoka, koks klasės lygis, kokios išankstinės žinios? Kaip „antrasis Niutono dėsnis, skirtas 10 klasės vidurinės mokyklos mokiniams, kurie nemoka darinių“.
2. Paprašykite AI dėl medžiagos, bet patikrinkite sprendimą. Nepriklausomai (ranka arba kodu) pateikite kiekvienos jos sugeneruotos problemos sprendimus. Generuodamas klausimus AI gali padaryti klaidų sprendime – ypač ženkle ir vienete.
3. Sąmoningai taikykite klaidingus įsitikinimus. Paklauskite AI klausimų ir trukdžių, kurie atskleidžia tipiškas studentų klaidingas nuomones. Geras blaškytojas reiškia tikrą klaidą, į kurią „nerūpestingas studentas“ pateks.
4. Nurodykite analogijų ribas. Prie kiekvienos analogijos pridėkite pastabą „ši analogija čia veikia, bet ten sugenda“. Analogija be nurodytos ribos sukuria naujų klaidų.
5. Apžvelgti pedagoginę vertę. Ar medžiaga iš tikrųjų moko sąvokos, ar tiesiog verčia įsiminti formulę? Fizikos mokymo tikslas – supratimas.
Užuomina: kai dirbtinis intelektas sukuria tekstą, paaiškinantį sąvoką, taip pat klausiate „kokį naują klaidingą supratimą šis paaiškinimas gali sukelti mokiniams? paklausti. Šis atvirkštinis aspektas leidžia numatyti nesusipratimą, kuris gali kilti dėl per didelio supaprastinimo arba neišsamios analogijos. Pavyzdžiui, elektros srovę naudinga paaiškinti analogija „vanduo vamzdyje“, tačiau tai gali paskatinti mokinį galvoti, kad „srovė sunaudojama ir baigiasi“; Ši riba turėtų būti nurodyta nuo pat pradžių.
trys mini dėklai
1 atvejis – neteisingas sprendimo raktas. Mokytojas paprašė dirbtinio intelekto 12 klausimų egzamino ir atsakymo rakto. Dviejuose klausimuose AI gavo neteisingą ženklą pagreitinto judesio formulėje, o atsakymo klavišas buvo neteisingas. Visus klausimus mokytoja sprendė rankiniu būdu ir su Python kodu, užfiksavo dvi klaidas. Be patikrinimo mokiniai už teisingus atsakymus būtų vertinami neteisingai.
2 atvejis – žlunga analogija. Mokytojas paprašė AI paaiškinti šilumos laidumą pagal analogiją; AI apibūdino šilumą kaip „tekantį skystį“. Iš pradžių ši analogija buvo naudinga, tačiau studentai manė, kad šiluma yra „išsaugota medžiaga“ (kalorijų klaidingumas). Mokytojas užkirto kelią klaidai aiškiai paaiškindamas, kur nutrūko analogija.
3 atvejis – geras atitraukiklis. Mokytojas paprašė dirbtinio intelekto atitraukiklio atsakant į klausimą apie laisvą kritimą su keliais pasirinkimais ir paprašė, kad jis pridėtų blaškiklį, simbolizuojantį klaidingą „sunkūs objektai krenta greičiau“. Nemaža dalis mokinių egzamine pasirinko šį variantą; Taigi mokytojas turėjo galimybę įvertinti ir tiesiogiai išspręsti klasėje paplitusius klaidingus įsitikinimus. Puikiai suprojektuotas blaškiklis tapo mokymo priemone.
Keturi kopijuojami šablonai
1) Patikrinamų klausimų generavimas:
Sukurkite 5 praktinius klausimus [tema, pažymys, metodai leidžiami]. Pateikite išsamų kiekvieno klausimo sprendimą ŽINGSNIS PAS ŽINGSNIS su vieneto stebėjimu. Sprendimus patikrinsiu ranka/kodu; Pažymėkite žingsnį, dėl kurio nesate tikri. Išlaikykite klausimų sudėtingumo lygį, atitinkantį nurodytą lygį.
2) Į klaidingą supratimą nukreipti blaškikliai:
Parašykite klausimą su keliais pasirinkimais ant [concept]. Tegul KIEKVIENAS neteisingas pasirinkimas atspindi TIKRĄ klaidingą studentų nuomonę šia tema. Taip pat paaiškinkite, į kokį klaidingą supratimą nukreiptas kiekvienas atitraukiklis. Nurodykite teisingą atsakymą ir kodėl jis yra teisingas.
3) Analogija su nurodytomis ribomis:
Apibūdinkite [fizinę sąvoką] su kasdienio gyvenimo analogija. Tada aiškiai nurodykite, KUR ši analogija veikia, KUR ji sugenda ir kokią naują klaidingą nuomonę ji gali sukelti. Lygis: [klasis].
4) Lygio pritaikymas + tikslumo patikrinimas:
Supaprastinkite šį [tikslinio lygio] fizikos paaiškinimą. BET neleiskite supaprastinimui virsti fiziškai neteisingu teiginiu. Pažymėkite, jei supaprastinant kažkas pametėte ar iškraipote. Tekstas: [čia]
Silpnas raginimas / Stiprus raginimas
Silpnas: „Parašykite 10 klausimų ir atsakymų apie Niutono dėsnius“.
Rezultatas: klausimai su neaiškiais lygiais, nepatikrintais sprendimais ir atsitiktiniais trukdžiais; Yra didelė rizika, kad atsakymo klavišai bus neteisingi.
Güçlü: "10-ajai vidurinės mokyklos klasei pateikite 5 klausimus apie antrąjį Niutono dėsnį; žingsnis po žingsnio pateikite kiekvieno iš jų sprendimą ir su vienetų sekimu. Padarykite vieną klausimą su keliais pasirinkimais ir nustatykite trikdžius, kurie nukreiptų į tikras klaidingas nuomones, pvz., „nėra judesio be jėgos“; užrašykite, kurį klaidingą supratimą atstovauja kiekvienas išblaškytojas."
Rezultatas: Medžiaga, kuri atitinka lygį, yra patikrinama, nukreipta į klaidas ir turi didelę pedagoginę vertę.
Dažnos klaidos
- Nepatvirtina atsakymo rakto. Generuodamas klausimus AI gali padaryti sprendime ženklo / vieneto klaidų; Kiekvienas sprendimas turi būti pateiktas atskirai.
- Analogijos ribos nenurodyta. Kiekviena analogija tam tikru momentu žlunga; Jei riba nenurodyta, atsiras nauja klaida.
- Atsitiktinių trukdžių naudojimas. Klaidingi variantai, kurie nėra nukreipti į tikrąją klaidą, nei moko, nei matuoja.
- Perdėtas supaprastinimas. Per daug supaprastinus sąvoką ji gali būti fiziškai neteisinga.
- Nenurodęs lygio. Jei tikslinė klasė ir preliminari informacija nepateikiama, medžiaga bus arba per lengva, arba netinkama naudoti.
Atsargiai: prieš pateikdami kurso medžiagą studentams, savarankiškai patikrinkite kiekvienos problemos sprendimą ir patikrinkite kiekvieno paaiškinimo fizinį tikslumą. Neteisingas atsakymo klavišas arba klaidingą nuomonę sukelianti analogija palieka mokiniams nesusipratimų, kuriuos sunku ištaisyti. AI sukurta medžiaga nepakeičia kompetentingo mokytojo patvirtinimo; Atsakomybė tenka mokytojui.
Apibendrinant
Fizikos mokyme AI yra galingas rengimo įrankis, leidžiantis generuoti klausimus, pavyzdžius, analogijas ir lygiui pritaikytus paaiškinimus. Tačiau trys valdymo taškai yra būtini: fizinis sprendimų tikslumas, analogijų ribos ir blaškytojų nukreipimas į tikrus klaidingus įsitikinimus. Geru mokymu siekiama suprasti, o ne įsiminti; AI medžiaga į klasę turėtų patekti tik po to, kai mokytojas patikrins jos tikslumą ir pedagogiškumą. Kitame ir paskutiniame skyriuje mes sujungsime patikrinimo discipliną, kurią studijavome per visą modulį pagal haliucinacijų, etikos, konfidencialumo ir mokslinio sąžiningumo antraštes.
Taikymo užduotis
Pasirinkite fizikos dalyką, kurį dėstėte ar išmokote. Leiskite dirbtiniam intelektui sugeneruoti keletą išspręstų klausimų naudodami 1 šabloną ir klaidinantį kelių pasirinkimų klausimą naudodami 2 šabloną. Patikrinkite kiekvieną sprendimą rankiniu būdu arba naudodami kodą; Patikrinkite, ar bent viename sprendime nėra klaidų. Tada paprašykite analogijos su 3 šablonu ir įvertinkite jo ribą. Užrašykite 5-6 sakiniais: ar buvo klaidų atsakymo klaviše, kur sugedo analogija?
kontrolinis sąrašas
- [ ] Išsiaiškinau mokymosi tikslą ir pažymių lygį.
- [ ] Aš savarankiškai patikrinau kiekvienos problemos sprendimą.
- [ ] Patikrinau, ar blaškikliai taikosi į tikrus klaidingus įsitikinimus.
- [ ] Nurodžiau, kur mano naudojama analogija sugenda.
- [ ] Patikrinau, ar supaprastinimas nevirsta fizine klaida.
- [ ] Medžiagos studentams nedaviau nepatikrinęs jos tikslumo.