«Физика с искусственным интеллектом: комплект задания для обучения физических процессов»

Слайд #1

Модуль проектной деятельности
«Физика с искусственным интеллектом:
комплект задания для обучения физических процессов»
Выполнила :
магистрант 1 курса
Шевякова О.Ю.

Слайд #2

Предпосылки
1.Необходимость улучшения способов обучения физике.(Традиционные методы
обучения физике могут быть не эффективными)
2.Развитие технологий в области искусственного интеллекта.
3.Потребность в персонализированном обучении.(Каждый ученик имеет
свой уникальный стиль обучения и уровень понимания физических концепций)
4.Возможность анализа больших объемов данных.
5.Потребность в разработке новых методов оценки знаний.

Слайд #3

В России существуют несколько законодательных актов ,которые связанны с
использованием искусственного интеллекта.

1.Федеральный закон «Об образовании»
2.Федеральный закон «О персональных данных»
3.Закон «О защите прав потребителей»
4.Закон « О цифровой экономике»

Кроме того, Россия активно участвует в разработке международных
стандартов и рекомендаций по использованию искусственного интеллекта
в образовании через участие в деятельности международных организаций , таких
как ООН и ЮНЕСКО.

Слайд #4

На сегодняшний день существует несколько решений по использованию искусственного интеллекта в преподавании физики. Некоторые из них включают:

1. Персонализированное обучение: Использование алгоритмов машинного обучения для адаптации учебных материалов и методов обучения к индивидуальным потребностям и уровню понимания обучающихся.

2. Интерактивные образовательные платформы: Разработка приложений и онлайн-платформ, использующих технологии искусственного интеллекта для создания интерактивных учебных материалов, заданий и тестов.

3. Виртуальные лаборатории: Создание виртуальных сред для проведения экспериментов и исследований в области физики, которые могут быть доступны обучающихся из любой точки мира.

4. Автоматизированная оценка: Использование алгоритмов искусственного интеллекта для автоматической проверки заданий, тестов и домашних работ по физике.

Слайд #5

Цели

1. Персонализация обучения: Создание комплекта заданий, которые могут быть адаптированы к уровню знаний и способностям каждого учащегося, путем использования алгоритмов машинного обучения и анализа данных.

2. Улучшение вовлеченности обучающихся: Разработка заданий, которые будут интересными и увлекательными для обучающихся, с использованием интерактивных методов обучения и геймификации .

3. Оценка процесса обучения: Возможность отслеживания прогресса обучающихся, выявление слабых мест и предоставление персонализированных рекомендаций для улучшения результатов.

4. Создание инновационных образовательных ресурсов: Разработка комплекта заданий, который будет использовать передовые технологии искусственного интеллекта для повышения эффективности обучения физике.

5. Поддержка учителей: Предоставление инструментов и ресурсов для учителей, которые помогут им в создании персонализированных учебных планов и оценке прогресса обучающихся.

Слайд #6

SWOT-анализ

Слайд #7

Механика(7 класс)

1. Дано: тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Найти: время, через которое тело вернется обратно и максимальную высоту подъема тела.

2. Дано: автомобиль движется со скоростью 20 м/с. Найти: расстояние, которое он пройдет за 5 секунд.

3. Дано: тело падает с высоты 100 м. Найти: скорость, с которой оно упадет на землю.

4. Дано: лодка движется по реке со скоростью 3 м/с относительно воды. Скорость течения реки составляет 2 м/с. Найти: скорость лодки относительно берега.

5. Дано: масса тела 5 кг, его ускорение 2 м/с². Найти: силу, действующую на это тело.

Слайд #8

Электричество(8 класс)
1. В проводнике с сопротивлением 10 Ом протекает ток 2 А. Найдите напряжение на концах проводника.

2. Два одинаковых металлических шарика радиусом 5 см соединены тонким проводом. Заряд одного из шариков составляет 8 мкКл, а другого -6 мкКл. Какой заряд будет на каждом шарике после установления равновесия?

3. Известно, что угол наклона касательной к эквипотенциальной поверхности в точке A равен 30 градусов. Найдите напряжение между точками A и B, если расстояние между этими точками равно 10 см.

4. Какова ёмкость конденсатора, если заряд на его обкладках составляет 6 мкКл, а напряжение между обкладками 300 В?

5. Проводник имеет сопротивление 5 Ом. Какое количество теплоты выделится за 2 минуты при прохождении тока через этот проводник, если сила тока составляет 3 А?

Слайд #9

Термодинамика(8 класс)

1. Дано: газовый объем изначально равен 2 литрам, а давление составляет 1 атмосферу. При постоянной температуре газ был нагрет до 100°C. Найти: новый объем газа.

2. Дано: в систему добавили 500 Дж теплоты, при этом объем газа увеличился с 2 л до 3 л. Найти: изменение внутренней энергии газа.

3. Дано: колесо тепловой машины получает 1000 Дж теплоты от нагреваемого резервуара при температуре 400 K, а затем отдает 600 Дж холодному резервуару при температуре 300 K. Найти: КПД тепловой машины.

4. Дано: количество вещества газа равно 0.5 моль, его давление 2 атмосферы, а объем 10 литров. Найти: температуру газа.

5. Дано: система прошла циклический процесс, в результате которого совершила работу 2000 Дж, а на нее передали теплоты 3000 Дж. Найти: изменение внутренней энергии системы.

Слайд #10

Оптика(8 класс)

1. Дано: линза имеет фокусное расстояние 10 см. Найти: положение изображения, если предмет находится на расстоянии 20 см от линзы.

2. Дано: свет падает на плоское зеркало под углом 30°. Найти: угол между падающим и отраженным лучами.

3. Дано: тонкая линза создает увеличенное изображение предмета, который находится на расстоянии 20 см от линзы. Найти: фокусное расстояние линзы.

4. Дано: световой пучок проходит через призму и отклоняется на угол 60°. Найти: угол отклонения для второй поверхности призмы.

5. Дано: тонкая линза создает уменьшенное изображение предмета, который находится на расстоянии 30 см от линзы. Найти: фокусное расстояние линзы.

Слайд #11

Электродинамика(9 класс)
1. Дано: проводник длиной 2 м перемещается со скоростью 5 м/с в магнитном поле с индукцией 0.5 Тл под углом 30° к направлению магнитного поля. Найти: ЭДС индукции, возникающую в проводнике.

2. Дано: прямой проводник длиной 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией 0.4 Тл. Ток в проводнике составляет 3 А. Найти: силу, действующую на проводник.

3. Дано: прямой проводник длиной 15 см перемещается перпендикулярно магнитному полю с индукцией 0.6 Тл со скоростью 8 м/с. Найти: ЭДС индукции, возникающую в проводнике.

4. Дано: плоский контур площадью 50 см² находится в переменном магнитном поле с индукцией, меняющейся по закону B = B₀sin(ωt), где B₀ = 0.8 Тл, ω = 50 рад/с. Найти: максимальное значение ЭДС индукции, возникающей в контуре.

5. Дано: прямой проводник длиной 12 см перемещается параллельно магнитному полю с индукцией 0.7 Тл со скоростью 6 м/с. Найти: величину ЭДС индукции, возникающую в проводнике.

Слайд #12

Стейкхолдеры проекта

1. Обучающиеся: Они являются основными пользователями комплекта заданий и будут использовать его для изучения физики и повышения своих знаний и навыков.
2. Преподаватели физики: Преподаватели могут использовать комплект заданий в своей практике для подготовки к урокам, проверки знаний студентов и создания интересных задач.
3.Родители:Родители могут использовать комплект заданий как дополнительный ресурс в изучении физики.
4. Образовательные учреждения: Школы, университеты и другие образовательные учреждения могут быть заинтересованы в использовании комплекта заданий в своих программах обучения.
5. Специалисты по физике и ИИ: Эксперты в области физики и искусственного интеллекта могут быть заинтересованы в проекте как потенциальные консультанты или партнеры.
6.Инвесторы.Лица или организации, финансирующие проект, также являются стейкхолдерами, поскольку они имеют интерес к успешной реализации и монетизации проекта.
7.Компании по производству электронных устройств(гаджетов)
8.Правительство РФ(Национальный проект по экономике данных)

Слайд #13

К
Руководство проекта
Ответственные за общее управление
проекта
Команда разработчиков ИИ
(инженеры,специалисты по
обработке языка,разработчики
алгоритмов)
Команда контент-разработчиков(авторы заданий,редакторы,графические редакторы
Обучающиеся
Команда специалистов по физике
(учителя физики)
Команда тестирования
( тестировщики, эксперты)
Отдел маркетинга продаж(маркетологи ,менеджеры )
Отдел административной поддержки
(финансовые специалисты)

Слайд #14

Слайд #15

Слайд #16

Слайд #17

Слайд #18

Заключение



В ходе работы над проектом были определены ключевые задачи, такие как разработка алгоритмов машинного обучения, создание базы данных физических процессов, интеграция искусственного интеллекта в образовательный процесс.

Основные достижения проекта включают в себя:
1. Определение интересантов проекта(стейкхолдеры, целевая аудитория)
2. Создание базы заданий физических процессов, содержащей информацию о различных явлениях и экспериментах.
3. Моделирование дорожной карты проекта.
Данный проект имеет большой потенциал для дальнейшего развития и коммерциализации. Искусственный интеллект в образовании становится все более востребованным, и создание подобных инновационных продуктов может принести значительные результаты.

Слайд #19

Спасибо
за внимание!