Григораш Софья Андреевна | Искусственный интеллект как инструмент при разработке экологических проектов младших школьников

аспирант института педагогики и психологии образования ГАОУ ВО «Московский городской педагогический университет»

г. Москва

grigorasch.sofya@yandex.ru

 Данная статья описывает возможности искусственного интеллекта как инструмента для разработки и реализации экологических проектов младших школьников. В работе уделено внимание основателям искусственного интеллекта, описаны положительные и отрицательные стороны использования данного инструмента. Также в статье представлен опыт использования искусственного интеллекта младшими школьниками при работе над завершающим этапом проектной деятельности. Для эффективного использования данной технологии в проектной деятельности младших школьников сформулированы рекомендации.

This article discusses the possibilities of using artificial intelligence as a tool for developing and implementing environmental projects among elementary school students. It pays attention to the origins of artificial intelligence, describing both its positive and negative aspects. The article also presents examples of how younger schoolchildren have used artificial intelligence during the final stages of project work. Recommendations are made for effectively integrating this technology into the project activities of elementary school children.

Свое название наука «искусственный интеллект» обрела в 1956 году в городе Дартмур в США. Дартмутский летний семинар считается важной вехой в истории искусственного интеллекта. Результатом работы семинара стала идея, предложенная Джоном Маккарти, назвать данную область научных исследований искусственным интеллектом (ИИ). Данная наука держится на научных достижениях великих математиков, имена которых известны всему миру: Алан Тьюринг, Норберт Виннер и Джон фон Нейман [3;5]. Вклад каждого из этих ученых в развитие данной науки представлен на Рис.1.

Рисунок 1 — Вклад в кибернетику и вычислительные системы

Под «искусственным интеллектом» мы понимаем совокупность технологий, позволяющих компьютерам выполнять задачи, традиционно требующие человеческого интеллекта, такие как обработка информации, распознавание образов и принятие решений. Л. Литвинцева дает другое определение данного термина: «Искусственный интеллект – это наука, которая создает математические модели и алгоритмы интеллектуальных способностей человека, а программисты воплощают эти модели в программах компьютера или робота» [3, с.9]. В современном мире искусственные нейросети используются во множественных приложениях. Они могут использоваться для распознавания образов или сигналов, прогнозирования (например, роста или падения показателей) и создания цифрового контента и много другого.

Экологическое образование в начальной школе направлено на формирование у обучающихся основ экологического мышления, понимания взаимосвязи между человеком и окружающей средой, развития бережного отношения к природе и осознания необходимости участия в решении экологических проблем [2]. Младшие школьники любознательны, открыты к новым знаниям, что является благоприятной почвой для формирования у них функциональной грамотности, экологического сознания и активной жизненной позиции. Функциональная грамотность обеспечивает понимание задач, анализ информации и планирование действий. Она позволяет применять знания на практике, оценивать результаты и эффективно представлять их, способствуя осознанному и целенаправленному выполнению проекта. Можно сделать вывод, что функциональная грамотность является ключевым фактором успешной проектной деятельности [1, 6].

Традиционные методы экологического образования, такие как лекции, экскурсии и практические занятия, являются важными, но зачастую недостаточно эффективными для удержания внимания обучающихся и развития их творческих способностей. В связи с этим, возникает необходимость в поиске новых, более интерактивных и увлекательных подходов к экологическому образованию. Искусственный интеллект предлагает новые возможности для вовлечения младших школьников в разработку экологических проектов, позволяя им исследовать сложные экологические проблемы, анализировать данные, предлагать инновационные решения и оценивать их эффективность, помогать при создании творческого продукта.

Искусственный интеллект, в контексте образования, представляет собой комплекс технологий, позволяющих автоматизировать рутинные задачи, персонализировать обучение, анализировать большие объемы данных и создавать интерактивные обучающие среды [5, 6]. Использование ИИ в образовании может значительно расширить возможности как для учителя, так и для обучающегося, предоставляя новые инструменты для обучения и исследования. Конкретные примеры использования ИИ в разработке экологических проектов младшими школьниками можно увидеть на Рис.2

Рисунок 2 — Применение ИИ в экологических проектах младших школьников

Использование искусственного интеллекта в экологических проектах имеет как ряд преимуществ, так и недостатки. Рассмотрим подробнее в таблице 1.

 Таблица 1 – Преимущества и недостатки использования ИИ в экологических проектах младших школьников

Преимущества	Недостатки
Доступ к информации и данным Доступ к огромному массиву информации об окружающей среде, редких видах растений и животных, спутниковым снимкам. Возможность посетить виртуальные экскурсии. Они позволяют обучающимся «побывать» в местах, недоступных для непосредственного посещения.	Доступность и стоимость Не все школы и семьи имеют возможность обеспечить обучающихся необходимым оборудованием и стабильным подключением к сети. Кроме того, многие программы и платформы, использующие ИИ, являются платными, что является значительным финансовым обременением для школ и родителей.
Визуализация и моделирование Моделирование различных сценариев развития экологических ситуаций, позволяя обучающимся увидеть возможные последствия загрязнения окружающей среды или изменения климата	Сложность использования Использование ИИ-инструментов требует определенных навыков и знаний как со стороны учителей, так и со стороны обучающихся. Недостаток компетентности в области ИИ может привести к неэффективному использованию технологий и снижению качества образовательного процесса.
Упрощение сложных процессов —Способность адаптировать сложную научную информацию к уровню понимания младших школьников; -Возможность проводить эксперименты без риска для окружающей среды и безопасности обучающихся с помощью виртуальных лабораторий. Это особенно важно при изучении токсичных веществ или опасных процессов.	Зависимость от технологий Чрезмерное использование ИИ может привести к чрезмерной зависимости от технологий и снижению интереса к практическому взаимодействию с природой. Важно помнить, что ИИ является лишь инструментом, а не самостоятельным методом обучения.

 Рассмотрим опыт использования технологий искусственного интеллекта при выполнении экологического проекта обучающимися начальных классов. В феврале 2025 года обучающиеся 3 «Б» класса НОЧУ «Гимназия Свет» выполняли групповой проект на тему: «Наша планета — наш дом». Цель данного проекта: формирование у младших школьников осознанного и бережного отношение к природе, понимание последствие действий человека на окружающую среду. Продуктом данного проекта стала выставка рисунков обучающихся. На завершающем этапе работы, некоторые обучающиеся столкнулись с проблемой отсутствия идей для выполнения рисунка и обратились за помощью к классному руководителю. В процессе обсуждения идей было принято решение воспользоваться для вдохновения нейросетью Шедеврум. Так как обучающимся гимназии, согласно «Кодексу гимназиста» запрещено самостоятельно работать на компьютере или использовать смартфоны, работа выполнялась под строгим контролем и с помощью классного руководителя. В ходе работы обучающиеся ознакомились с понятием нейронная сеть и попробовали составлять запрос (промт) для генерации изображения. Сгенерированные нейросетью изображения легли в основу рисунков обучающихся. На Рис.3 можно ознакомиться с результатом совместной работы обучающегося и нейронной сети. Слева на изображении представлены сгенерированные рисунки, а справа рисунки обучающихся. По результатам работы была организована выставка детских рисунков. Также работы обучающихся приняли участие во 2-м международном конкурсе «Сохраним природу планеты Земля» в Болгарии.

Рисунок 3 – Совместная работа обучающихся и нейронной сети над продуктом проектной деятельности

Подводя итоги, следует еще раз обратить внимание на то, что технологии искусственного интеллекта способны обеспечить доступ к большому объему различной информации. Они позволяют моделировать и визуализировать различные экологические процессы. Для максимально эффективного использования данных технологий в проектной деятельности младших школьников следует придерживаться следующих рекомендаций:

1. Выбор подходящих ИИ-инструментов (необходимо тщательно отбирать ИИ-инструменты ориентируясь на возраст и уровень знаний обучающихся). Программы должны быть интуитивно понятными, иметь простой и эргономичный интерфейс, а также соответствовать образовательным целям и задачам);
2. Комбинирование ИИ-технологий с традиционными методами обучения (ИИ не должен заменять традиционные методы обучения, а должен дополнять их. Важно помнить, что искусственный интеллект это всего лишь инструмент, а не замена самого человека);
3. Обучение учителей работе с ИИ-инструментами (Педагогам необходимо пройти специальное обучение, чтобы эффективно использовать данные инструменты в своей работе);
4. Критический анализ информации, полученной с помощью ИИ (Необходимо объяснять обучающимся, что алгоритмы искусственного интеллекта могут содержать ошибки или предлагать вымышленные факты и данные, поэтому информацию нужно проверять из нескольких источников).

 

Литература

1. Воровщиков, С.Г. Функциональная грамотность учащихся: содержательная специфика / С.Г. Воровщиков, М.А. Кубышева // Социальная дидактика: за пределами привычных понятий: Коллективная монография/ под ред. Т.В. Машаровой. – Москва; Киров: Изд-во «Радуга ПРЕСС», 2023. – С. 44- 67.
2. Дерябо, С.Д. Экологическая педагогика и психология / С.Д. Дерябо, В.А. Ясвин. – Ростов-на-Дону: Изд-тво «Феникс», 1996. – 480 с.
3. Литвинцева Л.В. искусственный интеллект. Беседы со школьниками. – СПб.: БХВ- Петербург, 2019. – 312с.: ил.
4. Пиковер К. Искусственный интеллект / Клиффорд Пиковер; [пер. с англ. А. Ефимовой]. – М.: Синдбад, 2021. – 224 с.
5. Тьюринг А. Вычислительные машины и разум /Алан Тьюринг; [пер. с англ.К. Королева]. – Москва: Издательство АСТ,2020. – 128 с.
6. Функциональная грамотность в образовании: науч.-методич. пособие / А.В. Хуторской, Г.А. Андрианова, Ю.В. Скрипкина, С.Г. Воровщиков [и др.]; под ред. А. В. Хуторского. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Изд-во Института образования человека: Изд-во «Эйдос», 2024. – 226 с.