Projekt edukacyjny "Sztuczna inteligencja w modelowaniu zjawisk fizycznych"

Wstęp

Rozwój narzędzi sztucznej inteligencji stwarza nowe możliwości wykorzystania ich w edukacji. Na lekcjach informatyki coraz częściej pojawia się potrzeba nie tylko nauki programowania, ale również wykorzystania zdobytych umiejętności do rozwiązywania problemów z innych dziedzin nauki. Odpowiedzią na te potrzeby był projekt edukacyjny „Sztuczna inteligencja w modelowaniu zjawisk fizycznych”, realizowany przez uczniów liceum podczas zajęć informatyki.

Cele projektu

Celem projektu było:

rozwijanie umiejętności programistycznych uczniów,
wykorzystanie sztucznej inteligencji jako narzędzia wspierającego tworzenie kodu,
łączenie wiedzy z zakresu informatyki i fizyki,
rozwijanie umiejętności analizy i rozwiązywania problemów,
doskonalenie kompetencji cyfrowych.

Przebieg realizacji

Projekt realizowany był podczas zajęć informatyki metodą projektu. Uczniowie pracowali indywidualnie lub w niewielkich zespołach. Wykorzystywali języki HTML, CSS i JavaScript oraz narzędzia sztucznej inteligencji, w tym ChatGPT.

Pierwszym etapem było określenie problemu oraz przygotowanie założeń projektu. Następnie uczniowie formułowali polecenia dla ChatGPT, analizowali wygenerowany kod i dostosowywali go do własnych potrzeb. Szczególny nacisk położono na zrozumienie działania programu oraz samodzielne modyfikowanie otrzymanych rozwiązań.

Przykładowe projekty uczniowskie
Symulacja ruchu galaktyk

Jedna z grup przygotowała interaktywną symulację przedstawiającą ruch galaktyk oraz oddziaływania grawitacyjne pomiędzy obiektami kosmicznymi. Program wizualizował proces zbliżania się galaktyk, zmianę torów ruchu obiektów oraz pochłanianie mniejszych układów przez większe struktury kosmiczne.

Symulacje układów elektronicznych

Kolejne projekty dotyczyły modelowania działania prostych układów elektronicznych. Uczniowie tworzyli aplikacje umożliwiające obserwację działania obwodów elektrycznych, zmian parametrów elementów elektronicznych oraz wpływu tych zmian na pracę całego układu.

Wizualizacje zjawisk fizycznych

Powstały również programy prezentujące wybrane zjawiska fizyczne, umożliwiające obserwację zmian parametrów i analizowanie zależności pomiędzy wielkościami fizycznymi w czasie rzeczywistym.

Efekty projektu

W wyniku realizacji projektu uczniowie stworzyli działające aplikacje internetowe wykorzystujące elementy programowania i modelowania komputerowego. Podczas pracy rozwijali umiejętność korzystania z narzędzi sztucznej inteligencji, analizowania kodu źródłowego oraz samodzielnego rozwiązywania problemów programistycznych.

Projekt umożliwił połączenie treści informatycznych z zagadnieniami z zakresu fizyki, pokazując praktyczne zastosowanie programowania w modelowaniu i wizualizacji zjawisk występujących w przyrodzie.

Wnioski

Realizacja projektu pokazała, że narzędzia sztucznej inteligencji mogą wspierać proces nauki programowania oraz realizację projektów interdyscyplinarnych. Warunkiem efektywnego wykorzystania tych narzędzi jest jednak aktywna rola ucznia polegająca na analizie, testowaniu i modyfikowaniu wygenerowanych rozwiązań. Dzięki temu sztuczna inteligencja staje się wsparciem procesu uczenia się, a nie zastępuje samodzielnej pracy ucznia.