Особливості розробки та методика використання інтелектуального асистента вчителя інформатики

Abstract

Сучасна система освіти переживає етап цифрової трансформації, який характеризується не лише впровадженням нових технічних засобів, але й зміною парадигми взаємодії між учасниками освітнього процесу. Стрімкий розвиток генеративного штучного інтелекту, зокрема великих мовних моделей (LLM) та інтелектуальних агентів, відкриває нові можливості для автоматизації рутинних педагогічних задач, персоналізації навчання та підвищення ефективності уроків інформатики. Вчитель інформатики сьогодні стикається з подвійним викликом: необхідністю постійно оновлювати зміст навчання відповідно до змін у IT-сфері та потребою в індивідуальному підході до учнів з різним рівнем цифрової компетентності. Традиційні методи не завжди дозволяють ефективно вирішувати ці завдання в умовах обмеженого часу. Використання ШІ у ролі асистента викладача здатне розвантажити педагога, взявши на себе функції генерації навчальних матеріалів, перевірки програмного коду та надання миттєвого зворотного зв'язку учням. Незважаючи на наявність досліджень у галузі штучного інтелекту в освіті [1]-[3], методичні аспекти використання агентів-асистентів [4]-[6] саме на уроках інформатики в закладах загальної середньої освіти залишаються недостатньо розробленими, що й зумовлює актуальність розробки програмного комплексу, який поєднує потужність сучасних нейромереж із методично обґрунтованими сценаріями використання, що й визначило вибір теми кваліфікаційної роботи. Об’єкт дослідження: процес навчання інформатики учнів закладів загальної середньої освіти. Предмет дослідження: методика використання засобів штучного інтелекту у процесі підготовки та проведення уроків інформатики. Мета дослідження: теоретично обґрунтувати, розробити програмний комплекс та методику використання інтелектуального асистента вчителя для 5 підвищення ефективності навчання інформатики, а також експериментально перевірити їх результативність. Для виконання поставленої мети, визначені такі завдання: 1. Здійснити аналіз науково-педагогічної літератури та навчальних програм з інформатики для визначення доцільності використання штучного інтелекту в закладах загальної середньої освіти. 2. Визначити вимоги та спроєктувати теоретичну модель інтелектуального асистента вчителя. 3. Здійснити програмну реалізацію комплексу на основі технологій генеративного штучного інтелекту та розробити систему рольових інструкцій для реалізації модулів. 4. Обґрунтувати методику використання розробленого комплексу на різних етапах уроку інформатики. 5. Перевірити ефективність запропонованої методики та розробленого програмного засобу в навчальному процесі. Для реалізації дослідження, необхідно використати наступні методи: аналіз науково-педагогічної літератури, нормативних документів та навчальних програм; синтез, моделювання (для створення моделі асистента), узагальнення, спостереження, анкетування вчителів та учнів. Практичне значення одержаних результатів дослідження полягає у розробці веб-застосунку AI Teacher Assistant, який може бути розгорнутий у закладах загальної середньої освіти, а також у формуванні бібліотеки ефективних промптів для вчителів інформатики. Матеріали дослідження можуть бути використані вчителями інформатики та студентами педагогічних закладів вищої освіти. Результати даної кваліфікаційної роботи були представлені на наукових конференціях: XIV Міжнародна науково-практична конференція «Математика. Інформаційні технології. Освіта», Луцьк – Світязь, 13-15 червня 2025 р. 6 IX Всеукраїнській студентській науково-практичній конференції «Вища освіта – студентська наука – сучасне суспільство: напрями розвитку», 17-18 грудня 2025 року. За результатами конференції було опубліковано тези в збірниках матеріалів даних конференцій.