Dobički:
- Sposobnost izdelave vprašanj, primerov in materialov, ki ustrezajo nivoju, ter samostojnega preverjanja vsake rešitve
- Sposobnost oblikovanja distraktorjev za ciljanje na resnične napačne predstave in opozarjanje, kje se analogije pokvarijo
- Sposobnost preprečiti, da bi se pretirana poenostavitev spremenila v fizične napake, in potrditi pedagoško vrednost gradiva
Poučevanje fizike je veliko več kot podajanje formul. Študenti ne pridejo k fiziki s praznim umom, ampak z intuicijo iz svojih vsakodnevnih izkušenj - in te intuicije so pogosto fizično napačne. Napačne predstave, kot so "Gibajoči se predmet zahteva stalno silo, da se ustavi" ali "težki predmeti padajo hitreje", so največje ovire pri poučevanju. V tej enoti se boste naučili uporabljati umetno inteligenco (AI) pri izdelavi gradiva za tečaj fizike, pripravi problemov in primerov ter obravnavanju napačnih predstav; in naučili se boste, kako preveriti fizično natančnost in pedagoško ustreznost vsakega gradiva. Osnovno načelo: AI proizvaja načrte; učitelj potrdi natančnost, raven in pedagoško vrednost.
Kje je umetna inteligenca močna pri poučevanju, kje bi jo morali nadzorovati?
AI; Je zelo hiter pri generiranju vprašanj za prakso, primerov iz vsakdanjega življenja, analogij, razlag, prilagojenih različnim nivojem, in izbirnih vprašanj z distraktorji. Toda tri točke zahtevajo natančno spremljanje: (1) fizična natančnost – umetna inteligenca lahko proizvede napačno število, enoto ali koncept; (2) meja analogij — vsaka analogija se nekje sesuje in lahko ustvari novo iluzijo; (3) kakovost motečih dejavnikov – napačne izbire vprašanj z več možnimi odgovori morajo biti oblikovane tako, da zajamejo resnične napačne predstave, ne pa naključno.
Iskanje
Prispevek AI
Nadzor učiteljev
vprašanje za prakso
Osnutek + ustvari rešitev
Fizična natančnost, raven telesne pripravljenosti
Vsakdanji primer/analogija
Zagotavlja zanimivo analogijo
Poudariti, kje se analogija pokvari
Razlaga koncepta
Vzpostavi preprosto razlago
Zagotavljanje, da ne povzroča napak
Motilec več izbir
Predlaga napačno izbiro
Ciljanje na pravo zablodo
Prilagajanje ravni
Poenostavite besedilo
Ne dovolite, da bi se pretirano poenostavljanje spremenilo v napako
Korak za korakom: zanesljivo gradivo za tečaj
1. Pojasnite učni cilj in raven. Kateri koncept, katera stopnja, kakšno predznanje? Kot "drugi Newtonov zakon, za srednješolce 10. razreda, ki ne poznajo odvodov."
2. Vprašajte AI za material, vendar preverite rešitev. Neodvisno (ročno ali v kodi) zagotovi rešitve za vsako težavo, ki jo ustvari. Pri ustvarjanju vprašanj se lahko AI zmoti v rešitvi — zlasti v predznaku in enoti.
3. Zavestno ciljajte na napačne predstave. Vprašajte AI za vprašanja in moteče dejavnike, ki razkrivajo tipične napačne predstave študentov. Dober distraktor predstavlja pravo napako, v katero bo padel »nepazljiv učenec«.
4. Navedite meje analogij. Ob vsaki analogiji dodajte opombo "ta analogija deluje tukaj, vendar se tam pokvari." Analogija brez določene omejitve ustvarja nove napake.
5. Preglejte pedagoško vrednost. Ali gradivo dejansko uči koncept ali vas samo prisili, da si zapomnite formulo? Namen pouka fizike je razumevanje.
Namig: Ko umetna inteligenca ustvari besedilo, ki razlaga koncept, se vprašajte tudi, "kakšno novo napačno predstavo bi lahko ta razlaga ustvarila pri učencih?" vprašaj. Ta obratni vidik vam omogoča, da predvidite nesporazum, ki lahko nastane zaradi pretirane poenostavitve ali nepopolne analogije. Na primer, koristno je razložiti električni tok z analogijo "vode v cevi", vendar lahko učenca navede na misel, da "se tok porabi in konča"; To mejo je treba navesti že na začetku.
trije mini kovčki
1. primer — Napačen ključ rešitve. Učitelj je prosil AI za izpit z 12 vprašanji in ključ za odgovore. Pri dveh vprašanjih je AI dobil napačen znak v formuli pospešenega gibanja in ključ za odgovor je bil napačen. Učiteljica je vsa vprašanja reševala ročno in s kodo Python, pri čemer je ujela dve napaki. Brez preverjanja bi bili učenci nepravilno ocenjeni za svoje pravilne odgovore.
2. primer – sesuta analogija. Učitelj je prosil AI naj razloži toplotno prevodnost z analogijo; AI je toploto opisal kot "tekočo tekočino". Ta analogija je bila sprva v pomoč, vendar so študentje mislili, da je toplota "ohranjena snov" (kalorična zmota). Učitelj je napako preprečil tako, da je jasno razložil, kje se analogija pokvari.
Primer 3 – Zagotovljen dober distraktor. Učitelj je od umetne inteligence zahteval distraktor za vprašanje z več možnimi odgovori o prostem padanju in naročil, da mu doda distraktor, ki predstavlja zmoto "težki predmeti padajo hitreje." Precejšen del študentov se je na izpitu odločil za to možnost; Učitelj je tako imel priložnost meriti in neposredno obravnavati pogoste napačne predstave v razredu. Dobro oblikovan distraktor je postal učni pripomoček.
Štiri predloge za kopiranje
1) Generiranje preverljivih vprašanj:
Ustvarite 5 vprašanj za vadbo za [temo, razred, dovoljene metode]. Podajte popolno rešitev za vsako vprašanje, KORAK ZA KORAKOM, s sledenjem enotam. Rešitve bom preveril ročno/šifrirano; Označite korak, za katerega niste prepričani. Raven težavnosti vprašanj naj bo ustrezna določeni ravni.
2) Motilci, usmerjeni v napačne predstave:
Na [koncept] napišite vprašanje z več odgovori. Naj VSAK nepravilni izbor predstavlja DEJANSKO napačno predstavo študentov o tej temi. Pojasnite tudi, na katero napačno predstavo je usmerjen vsak distraktor. Navedite pravilen odgovor in zakaj je pravilen.
3) Analogija z določenimi mejami:
Opišite [fizični koncept] z analogijo vsakdanjega življenja. Nato jasno navedite, KJE ta analogija deluje, KJE se pokvari in do kakšne nove napačne predstave lahko vodi. Raven: [razred].
4) Prilagajanje ravni + preverjanje točnosti:
Poenostavite naslednjo razlago fizike za [ciljno raven]. A naj se poenostavitev ne spremeni v fizično napačno izjavo. Označite, če se med poenostavljanjem kaj izgubi ali popači. Besedilo: [tukaj]
Šibek poziv/močan poziv
Slab: "Napišite 10 vprašanj in odgovorov o Newtonovih zakonih."
Rezultat: vprašanja z negotovimi stopnjami, nepreverjenimi rešitvami in naključnimi motilci; Obstaja veliko tveganje napačnih ključev odgovorov.
Güçlü: "Za 10. razred srednje šole pripravite 5 vprašanj o drugem Newtonovem zakonu; podajte rešitev vsakega koraka za korakom in s sledenjem enotam. Naredite eno vprašanje z več možnostmi izbire in nastavite distraktorje tako, da ciljajo na resnične napačne predstave, kot je 'ni gibanja brez sile'; zapišite, katero napačno predstavo predstavlja vsak distraktor."
Rezultat: Gradivo, ki je nivoju primerno, preverljivo, usmerjeno na napake in ima visoko pedagoško vrednost.
Pogoste napake
- Ne preverjam ključa odgovora. Pri generiranju vprašanj lahko umetna inteligenca v rešitvi povzroči napake predznaka/enote; Vsako rešitev je treba zagotoviti neodvisno.
- Brez navedbe meje analogije. Vsaka analogija se na neki točki sesuje; Če meja ni navedena, bo nastala nova napaka.
- Uporaba naključnih distraktorjev. Napačne možnosti, ki ne ciljajo na pravo napako, ne učijo in ne merijo.
- Pretirano poenostavljanje. Če preveč poenostavite koncept, lahko postane fizično napačen.
- Brez navedbe ravni. Če ciljni razred in predhodne informacije niso podane, bo gradivo prelahko ali neuporabno.
Pozor: Preden študentom predate učno gradivo, neodvisno preverite rešitev vsake naloge in preverite fizikalno točnost vsake razlage. Napačen ključ odgovora ali analogija, ki ustvarja napačno predstavo, pusti učence nesporazume, ki jih je težko popraviti. Gradivo, izdelano z umetno inteligenco, ni nadomestilo za odobritev pristojnega učitelja; Odgovornost je na učitelju.
Če povzamem
Pri poučevanju fizike je umetna inteligenca močno orodje za ustvarjanje vprašanj, primerov, analogij in stopnjam prilagojenih razlag. Bistvene pa so tri točke nadzora: fizična natančnost rešitev, omejitev analogij in usmerjanje motilcev na resnične napačne predstave. Cilj dobrega poučevanja je razumevanje, ne pomnjenje; Gradivo z umetno inteligenco naj vstopi v učilnico šele potem, ko ga učitelj preveri glede točnosti in pedagogike. V naslednji in zadnji enoti bomo združili disciplino preverjanja, ki smo jo preučevali v celotnem modulu, pod naslovi halucinacije, etika, zaupnost in znanstvena integriteta.
Aplikacijska naloga
Izberite predmet fizike, ki ste ga poučevali ali se učili. Naj AI ustvari nekaj rešenih vprašanj s predlogo 1 in zavajajoče vprašanje z več izbirami s predlogo 2. Preverite vsako rešitev ročno ali s kodo; Preverite vsaj eno rešitev za napake. Nato zahtevajte analogijo s 3. predlogo in ocenite njeno mejo. Zapišite v 5-6 stavkih: ali je prišlo do napak v ključu odgovora, kje se je analogija pokvarila?
kontrolni seznam
- [ ] Pojasnil sem učni cilj in razredno stopnjo.
- [ ] Neodvisno sem preveril rešitev vsake težave.
- [ ] Preveril sem, ali so distraktorji usmerjeni na resnične napačne predstave.
- [ ] Poudaril sem, kje se analogija, ki sem jo uporabil, pokvari.
- [ ] Preveril sem, da se poenostavitev ne spremeni v fizično napako.
- [ ] Gradiva nisem dal študentom, ne da bi preveril njegovo točnost.