Особливості розробки дидактичного забезпечення теми «Координати і вектори» для учнів 10 класу з використанням технологій штучного інтелекту

Abstract

У статті досліджено особливості розроблення дидактичного забезпечення теми «Координати і вектори» для учнів 10 класу закладів загальної середньої освіти з використанням технологій штучного інтелекту. Обґрунтовано актуальність інтеграції цифрових інструментів у процес навчання математики в умовах цифровізації освіти та зростання вимог до формування ключових компетентностей учнів [5]. Проаналізовано дидактичний потенціал сучасних освітніх платформ, зокрема GeoGebra [11], Desmos [10] та Kahoot! [13], у розвитку логічного, аналітичного та просторового мислення, підвищенні навчальної мотивації та активізації пізнавальної діяльності школярів [6, 12]. У роботі представлено приклади інтерактивних вправ і задач різного рівня складності, що передбачають використання візуалізаційних моделей, динамічних побудов та автоматизованого зворотного зв’язку [7, 14]. Акцентовано увагу на можливостях адаптивного навчання, персоналізації освітнього процесу та формуванні навичок самоконтролю через застосування рекомендаційних систем на основі штучного інтелекту [3, 12]. Доведено, що використання цифрових середовищ сприяє глибшому розумінню геометричної сутності векторів, координатних методів і взаємозв’язків між математичними об’єктами [1, 4]. Водночас визначено основні ризики впровадження цифрових технологій у навчальний процес, серед яких формалізація знань [2, 4, 8], зниження рівня самостійності учнів [6, 9], недостатня цифрова компетентність учителів [5], нерівний доступ до технічних ресурсів [13] та можливе когнітивне перевантаження здобувачів освіти [10, 11]. Наголошено на необхідності методично виваженого поєднання традиційних і інноваційних підходів до навчання математики [2, 8]. Практична значущість дослідження полягає у створенні комплексного дидактичного забезпечення, що включає систему завдань, інтерактивні вправи та методичні рекомендації щодо ефективного використання інструментів штучного інтелекту в освітньому процесі. Отримані результати можуть бути використані вчителями математики для підвищення якості навчання та формування стійких математичних компетентностей учнів.

The article examines the features of designing didactic support for teaching the topic “Coordinates and Vectors” to 10th-grade students in general secondary education institutions using artificial intelligence technologies. The relevance of integrating digital tools into mathematics education in the context of educational digitalization and increasing demands for the development of key student competencies is substantiated [5]. The didactic potential of modern educational platforms, in particular GeoGebra [11], Desmos [10], and Kahoot! [13], is analyzed in terms of developing logical, analytical, and spatial thinking, enhancing learning motivation, and activating students’ cognitive activity [6, 12]. The paper presents examples of interactive exercises and tasks of varying complexity levels that involve the use of visualization models, dynamic constructions, and automated feedback [7, 14]. Particular attention is paid to adaptive learning opportunities, personalization of the educational process, and the development of self-regulation skills through the use of AI-based recommendation systems [3, 12]. It is demonstrated that digital environments contribute to a deeper understanding of the geometric nature of vectors, coordinate methods, and relationships between mathematical objects [1, 4]. At the same time, the main risks associated with the implementation of digital technologies in education are identified, including the formalization of knowledge [2, 4, 8], a decrease in students’ independence [6, 9], insufficient digital competence of teachers [5], unequal access to technical resources [13], and possible cognitive overload of learners [10, 11]. The necessity of a methodologically balanced combination of traditional and innovative approaches to teaching mathematics is emphasized [2, 8]. The practical significance of the study lies in the development of comprehensive didactic support, including a system of tasks, interactive exercises, and methodological recommendations for the effective use of artificial intelligence tools in the educational process. The results can be applied by mathematics teachers to improve the quality of instruction and foster sustainable mathematical competencies in students.