Инклюзивті білім беру жүйесіндегі жасанды интеллекттің мүмкіндіктері

ӘОЖ: 376:004.8

Жолдыбай Ұлжан Даниярқызы

E-mail:ulzhanzholdybai006@gmail.com

Биология пәні мұғалімдерін даярлау мамандығының 3-курс студенті

Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды Ұлттық зерттеу университеті

Ғылыми жетекші:
Арбабаева Арай Төлеутаевна – п.ғ.м., аға оқытушы
Академик Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды Ұлттық зерттеу университеті
E-mail: arbabaeva78@mail.ru

Инклюзивті білім беру жүйесіндегі жасанды интеллекттің мүмкіндіктері

Аңдатпа. Бұл мақалада жалпы білім беру жүйесінде Биологияны оқыту процесіне жасанды интеллект технологияларын біріктірудің ғылыми-әдістемелік негіздері мен практикалық мүмкіндіктері қарастырылады. Қазіргі білім беру кеңістігін цифрландыру шеңберінде ЮНЕСКО ұсынған" барлығына сапалы білім беру " қағидаты ерекше маңызға ие. Бұл тұрғыда ерекше білім беру қажеттіліктері бар студенттердің когнитивті, физиологиялық, психологиялық және эмоционалдық ерекшеліктерін ескере отырып, биологияны зерттеуде жекелендірілген, бейімделетін және қол жетімді цифрлық ортаны қалыптастыру өзекті мәселе болып табылады.Мақалада адаптивті оқыту жүйелері, машиналық бағалау Құралдары, мәтіннен мәтінге және мәтіннен сөйлеуге түрлендіру технологиялары, визуализация және виртуалды зертханалар сияқты құралдардың мүмкіндіктері қарастырылады. Атап айтқанда, биология сабақтарында генетика, жасушалық құрылым және экожүйелердің динамикасы сияқты күрделі тақырыптарды зерттеу кезінде интерактивті модельдеу мен өзіндік жұмыс траекторияларын құрудың тиімділігі талданады. Сонымен қатар, OpenAI әзірлеген тілдік модельдерге негізделген цифрлық көмекшілер оқу материалдарын түсіндіру, терминологияны жеңілдету, оқушылардың жеке талаптарына бейімделу қабілетімен сипатталады.Зерттеу нәтижелері жасанды интеллект құралдары оқуға деген ынтаны арттыруға, оқу үлгерімін жақсартуға және инклюзивті ортада оқушылардың құзыреттілігін дамытуға оң әсер ететінін көрсетті. Сонымен қатар, мұғалімнің цифрлық құзыреттілігі және этикалық аспектілерді сақтау қажеттілігі анықталады.

Түйінді сөздер: жасанды интеллект, жан-жақты білім беру, биологияны оқыту, адаптивті оқыту технологиялары, сандық білім беру ресурстары, виртуалды зертхана, дербестендірілген оқыту

Қазіргі жаһандану және Цифрландыру дәуірінде білім беру жүйесі сапалы өзгерістер кезеңін бастан кешуде. Атап айтқанда, әмбебап білім беру тұжырымдамасы білім беру кеңістігінің басты басымдықтарының біріне айналды. Инклюзивті білім беру-бұл әр оқушы үшін, оның ішінде ерекше білім беру қажеттіліктері бар сапалы білімге тең қол жетімділікті қамтамасыз етуге бағытталған педагогикалық және әлеуметтік процесс. Бұл бағытты ЮНЕСКО халықаралық деңгейде белсенді қолдайды және "барлығына сапалы білім беру"қағидатына негізделген білім беру жүйесінің стратегиялық дамуына ықпал етеді. Осыған байланысты білім беру процесін жекелендіру, бейімдеу және қол жетімділік ғылыми зерттеулердің өзекті тақырыбына айналды[1, 15-б.].

Биология-күрделі ұғымдар мен дерексіз процестерге негізделген жаратылыстану ғылымдарының бірі. Жасушалық құрылым, генетикалық ақпаратты беру, эволюциялық механизмдер, экожүйе динамикасы сияқты тақырыптар талдаудың, модельдеудің және бейнелеудің жоғары деңгейін талап етеді. Мұндай мазмұнды біртұтас ортада игеру оқушылардың танымдық ерекшеліктерін, қабылдау арналарын және психофизиологиялық қабілеттерін ескеруді талап етеді. Сондықтан дәстүрлі оқыту әдістері барлық оқушылар үшін бірдей тиімді емес. Бұл тұрғыда жасанды интеллектке негізделген цифрлық құралдар оқу процесін икемді, интерактивті және жекелендірілген форматқа түрлендіруге мүмкіндік береді[2, 73-б.]..Жасанды интеллект технологиялары оқу жылдамдығын, білім деңгейін және оқушының қателіктерін талдай отырып, жеке тапсырмаларды ұсына алады. Мысалы, адаптивті платформалар биология тестінің нәтижелерін талдай алады, нашар зерттелген тақырыптарды анықтай алады, қосымша түсініктемелер немесе көрнекі материалдар ұсына алады. Сонымен қатар, мәтіннен сөйлеуге, автоматты түрде аударуға және сөйлеуді мәтінге айналдыру сияқты құралдар көру немесе есту қабілеті нашар оқушылар үшін қол жетімді орта жасайды. Бұл технологиялардың дамуына OpenAI сияқты ғылыми ұйымдардың инновациялық шешімдері ықпал етеді [3, 21-б.].

Кешенді білім беру контекстінде жасанды интеллект тек техникалық құрал ретінде ғана емес, сонымен қатар педагогикалық қолдау механизмі ретінде де қарастырылады. Бұл мұғалімге жүктемені азайтуға және оқушылардың жеке қажеттіліктерін ескере отырып, кері байланысты қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Биология сабақтарында виртуалды зертханалар мен интерактивті модельдер қауіпсіз және қол жетімді форматта практикалық жұмысты ұйымдастыруға жағдай жасайды. Бұл әсіресе зертханалық жабдықтары шектеулі студенттер немесе дәстүрлі Денсаулық тәжірибелеріне қатыса алмайтындар үшін өте маңызды [2, 88-б.].

Зерттеу міндеттері:

1. Жалпы білім беретін мектептерде биологияны зерттеуде жасанды интеллектті қолданудың тиімділігін талдау.

2. Адаптивті оқыту платформаларының, виртуалды зертханалардың және интерактивті модельдердің биология сабақтарындағы үлгерімге әсерін анықтау.

3. Жасанды интеллект технологияларын пайдалана отырып, ерекше білім беру қажеттіліктері бар оқушылар үшін дербестендірілген білім беру траекториясын құру әдістемесін әзірлеу.

Зерттеу мақсаты:

Жалпы білім беру сабағында биологияны оқытуда жасанды интеллект технологияларын қолданудың педагогикалық және ғылыми негіздерімен танысу, олардың педагогикалық мотивацияға, объективті құзыреттіліктерге және оқушылардың оқу нәтижелеріне әсерін зерттеу [3, 27-б.].

Материалдар мен әдістер

Зерттеу жұмысы оқушылардың үлгеріміндегі өзгерістерді сандық көрсеткіштер бойынша бағалауға және олардың оқу процесіне қатынасын қалай дұрыс жүзеге асыруға мүмкіндік беретін аралас әдістеме (сандық және сапалық) негізінде ұйымдастырылған. Зерттеу барысында жалпы білім беретін сыныптарда оқитын оқушыларды анықтау, олардың дамуын бағалау, оқытуды ынталандыру және олардың бастапқы құзыреттілігінің ерекшеліктері мәселелері қаралды[4, 35-б.].

Зияткерлік база ретінде жалпы білім беретін мектептердің 8-9 сыныптарына арналған жалпы білім беретін мекемелер пайдаланылды. Сайлауға ерекше білім беру қажеттіліктері бар студенттер мен жалпы білім беру бағдарламасы бойынша оқитын білім алушылар қатысты. Эксперименттік топ биологияны оқытуда жасанды интеллектке негізделген цифрлық платформаларды, ал бақылау тобы дәстүрлі оқыту әдістерін қолданды. Зерттеуді жалғастыру оқу нәтижелерінің динамикасын айтарлықтай бағалауға мүмкіндік беретін оқу тобын қамтыды.

Зерттеуде қолданылған материалдар бірнеше саланы қамтыды. Біріншіден, біз биология бойынша оқу бағдарламасына сәйкес әзірленген цифрлық оқу ресурстарын пайдаландық. Бұған интерактивті модельдер, 3D бейнелеу және жасуша құрылымы, генетика негіздері, экожүйелер және адам физиологиясы бойынша виртуалды зертханалық зерттеулер кірді. Екіншіден, оқушының жауаптарын талдайтын және оқытудың жеке траекториясын қалыптастыратын бейімделген оқыту жүйелері қолданылды. Мұндай жүйелердің алгоритмдік негізі деректерді алу және кескінді декодтау технологияларына негізделген[5, 93-б.]. Үшіншіден, тілдік модельдерге негізделген цифрлық көмекшілер оқу материалын түсіндіру, терминологиялық аппаратты енгізу және ішкі байланысты қамтамасыз ету үшін пайдаланылды. Бұл саладағы технологиялық шешімдер жасанды интеллект саласындағы заманауи зерттеулерге, соның ішінде OpenAI-ді дамытуға негізделген.Деректерді өңдеу үшін статистикалық талдау әдістері қолданылды. Орташа мән, стандартты ауытқу және пайыздық көрсеткіштер есептеледі. Эксперименттік және бақылау топтарының нәтижелері салыстырылды, табыстылықтағы айырмашылықтар анықталды. Сонымен қатар, корреляциялық талдау жасанды интеллект құралдарын ішінара пайдалану мен оқудағы жетістіктер арасындағы байланысты анықтады[6, 245-б.].Нәтижелердің болуын қамтамасыз ету үшін деректер гетерогенді түрде талданды және салыстырмалы түрде түсіндірілді.

Сапалы талдау аясында оқушылар мен оқытушылар арасында жартылай құрылымдалған сауалнамалар мен сұхбаттар жүргізілді. Зерттеу сұрақтары оқуға деген ынта, пәнге деген қызығушылық, материалды түсіну деңгейі және цифрлық құралдардың қол жетімділігі туралы болды. Ерекше білім беру қажеттіліктері бар балалар үшін интерфейс мүмкіндіктері, мәтінді сөйлеуге түрлендіру функциясының тиімділігі және визуализация сапасы жеке қарастырылды. Сұхбат нәтижелері мазмұнды талдау әдісімен жүйеленеді, негізгі категориялар мен тақырыптық бағыттар анықталады[6, 217-б.].

Ғылыми зерттеулерде жетекші рөлді педагогикалық практика әдісі атқарады. Биология сабақтарында эксперименттік оқыту кезінде виртуалды зертханалар пайдаланылды, практикалық жұмыс қауіпсіз және қолжетімді түрде ұйымдастырылды. Мысалы, интерактивті анимацияны қолдана отырып, жасушалардың митоздық бөліну процесінің модельдері сатылып, генетикалық мәселелерді шешу үшін әмбебап есептеу құралдары қолданылды[7, 95-б.]. Мұндай әдістер зерттелетін күрделі биологиялық процестердің визуалды және логикалық дамуына ықпал етеді.

Процесс барысында этикалық қағидалар сақталды. Білім алушылар мен олардың ата-аналары зерттеуге қатысуға келісім алды. Жиналған деректер құпия түрде өңделді, Дербес деректер жария етілмеді. Кешенді тәрбие қағидаттарына сәйкес барлық қатысушылар үшін тең жағдайлар жасалып, психологиялық қауіпсіздік қамтамасыз етілді[7, 138-б.].

Нәтижелер және талқылау

Зерттеу нәтижелері жан-жақты білім беруде биологияны оқытуда жасанды интеллект технологияларын қолдану оқу үлгеріміне, танымдық қабілеттеріне және пәнге деген қызығушылығына оң әсер ететіндігін көрсетті. Эксперименттік және бақылау топтарының диагностикалық сынақтарының бастапқы нәтижелері шамамен алынған деңгейде болды, бұл зерттеудің сенімділігін қамтамасыз етеді. Соңғы тест нәтижесінде эксперименттік топтағы білімнің орташа сапасы едәуір жоғарылағаны анықталды. Орташа баллдың пайыздық өсімі бақылау тобына қарағанда жоғары болды, бұл жасанды интеллект құралдарының тиімділігін көрсетеді[8, 68-б.].Атап айтқанда, жасушалардың бөліну кезеңдері, генотиптері және экожүйелердегі заттардың айналымы сияқты күрделі тақырыптарға байланысты тапсырмалардың сапасы жақсарды. Интерактивті модельдер мен виртуалды зертханаларды қолдана отырып, биологиялық процестерді визуализациялау оқушыларға дерексіз ұғымдарды нақты түсінуге мүмкіндік берді. Ерекше білім беру қажеттіліктері бар білім алушылар үшін мәтінді көбейту, автоматты түрде түсіндіру және бейімделу тапсырмалары материалды меңгеруге ықпал ететіні атап өтілді. Бұл нәтижелер инклюзивті ортада технологиялық қолдаудың маңыздылығын көрсетеді.

Сауалнама нәтижелері бойынша эксперименттік топтағы балалардың көпшілігі биология сабақтарына деген қызығушылықтарын арттырды. Оқушылар жылдам кері байланысты және жасанды интеллект негізінде цифрлық көмекшілердің қосымша түсініктемелер беруін оң бағалады. Мұғалімдердің айтуынша, автоматтандырылған бағалау жүйесі уақытты үнемдеп, әр оқушының жеке оқу жолын қадағалап отырды. АИ құралдары мұғалімге балама ретінде емес, оның әдістемелік мүмкіндіктерін кеңейтетін ресурс ретінде қабылданды[8, 122-б.].

Корреляциялық талдау AI платформаларын пайдалану жиілігі мен оқу үлгерімі арасындағы оң корреляцияны көрсетті. Бұл көрсеткіштер цифрлық технологияларды жүйелі қолдану оқушылардың құзыреттілігін дамытуға ықпал ететіндігін көрсетеді. Сонымен қатар, эксперименттік топтағы студенттер сыни тұрғыдан ойлау мен аналитикалық дағдылардың дамуын көрсетті, өйткені интерактивті тапсырмалар тәуелсіз шешім қабылдауды қажет етеді[3, 17-б.].

Талқылау барысында алынған нәтижелер Халықаралық Зерттеулердің нәтижелерімен салыстырылды. Инклюзивті Білім беруді дамыту стратегиясында ЮНЕСКО қол жетімділік пен тең мүмкіндіктерді қамтамасыз етудегі цифрлық технологиялардың рөлін атап көрсетеді. Біздің зерттеулеріміздің нәтижелері бұл ұстанымды биологияны оқыту контекстіндегі нақты тәжірибелік деректермен растайды. Сонымен қатар, тілдік модельдер мен цифрлық құралдарды, оның ішінде ашық зерттеулерге негізделген шешімдерді әзірлеу оқу процесін жекелендіру мүмкіндіктерін кеңейтетіні дәлелденді[9, 77-б.].Дегенмен, зерттеу сонымен қатар бірқатар шектеулерді анықтады. Техникалық инфрақұрылымның жеткіліксіздігі, интернеттің тұрақсыз жылдамдығы және мұғалімдердің цифрлық құзыреттілігінің біркелкі емес деңгейі ЖИ құралдарын толық пайдалануға кедергі келтіруі мүмкін. Сонымен қатар, деректердің құпиялылығы мен этикасы мәселесі маңызды аспект болып табылады. Бұл факторларды болашақ зерттеулерде толығырақ қарастырған жөн.

Қорытынды

Зерттеу көрсеткендей, жалпы білім беретін мектепте биологияны оқыту процесінде жасанды интеллект технологияларын қолдану ғылыми және іс жүзінде негізделген. Зерттеу нәтижелері цифрлық құралдарды мақсатты және жүйелі пайдалану оқушылардың үлгерімін арттыруға, объективті құзыреттіліктерді дамытуға және педагогикалық мотивацияны арттыруға ықпал ететінін дәлелдеді. Адаптивті оқыту жүйелері, мәтіндік экспрессивтілік, визуализация, интерактивті модельдеу құралдары оқу материалдарының, әсіресе ерекше білім беру қажеттіліктері бар оқушылар үшін қолжетімділігін қамтамасыз етудің тиімді тетіктеріне айналды[7, 95-б.].

"Биология" тақырыбының мазмұны күрделі теориялық тұжырымдамалар мен динамикалық процестерге негізделгендіктен, виртуалды зертханалар мен жасанды интеллектке негізделген модельдеу платформалары білім алушыларға дерексіз ұғымдарды айқынырақ және көрнекі түрде қабылдауға мүмкіндік берді. Нәтижесінде жасушалық процестерді, генотиптерді және экожүйелерді зерттеу сапасы жақсарды. Бұл сыныптың жалпы жағдайында білім беру мазмұнын саралау мен дараландырудың маңыздылығын көрсетеді[4, 27-б.].

Қорытындылай келе, жалпы білім беру жүйесінде жасанды интеллект технологияларын қолдану Биологияны оқыту сапасын жаңа деңгейге көтеруге мүмкіндік береді. Бұл оқушылардың жеке ерекшеліктерін ескеретін икемді білім беру ортасын жасайды, ғылыми дүниетаным мен зерттеу дағдыларын дамытуға жағдай жасайды. Сондықтан жасанды интеллектті кешенді биологиялық білім беру практикасына енгізу қазіргі педагогиканың перспективалы стратегиялық бағыты болып табылады.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі

1. UNESCO (2020) Inclusion and education: All means all. Global Education Monitoring Report 2020. Paris: UNESCO Publishing, pp. 15–42.

2. OpenAI (2023) GPT-4 Technical Report. San Francisco: OpenAI, pp. 1–98.

3. Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі (2022) Инклюзивті білім беруді дамытудың тұжырымдамалық негіздері. Астана: ҚР БҒМ, 12–38-бб.

4. Назарбаев Зияткерлік мектептері ДББҰ (2021) Инклюзивті білім беруді ұйымдастыру бойынша әдістемелік ұсынымдар. Астана: NIS, 5–47-бб.

5. Полат, Е.С. (2018) Современные педагогические и информационные технологии в системе образования. Москва: Академия, сс. 34–112.

6. Сластенин, В.А., Исаев, И.Ф. и Шиянов, Е.Н. (2017) Педагогика. Москва: Академия, сс. 210–256.

7. Беспалько, В.П. (2019) Слагаемые педагогической технологии. Москва: Педагогика, сс. 75–140.

8. Жадрина, М.Д. (2020) Биологияны оқыту әдістемесі. Алматы: Қазақ университеті, 58–123-бб.

9. Абдуллина, О.А. (2016) Инклюзивное образование: теория и практика. Москва: Просвещение, сс. 19–87.

10. Тажиева, С.М. (2021) Цифрлық білім беру ресурстары және оқыту үдерісі. Алматы: Білім, 44–101-бб.