هوش مصنوعی، هموارکننده مسیر تدریس ریاضیات

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 گروه ریاضی دانشگاه تربیت دبیرشهید رجایی

2 گروه ریاضی دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی

چکیده

می‌توان هوش‌ مصنوعی را همراهی دانست که پیمایش مسیر یک آموزش بادوام و هوشمند را برای معلمان هموارتر و لذت‌بخش‌تر می‌کند و می‌تواند فرایند یاددهی-یادگیری باکیفیت‌تری خلق کند. برای بهره‌بردن از قابلیت‌های هوش مصنوعی در کلاس درس، ضروری است معلمان با ابزار‌های مبتنی بر هوش مصنوعی آشنا گردیده، از نقاط قوت و ضعف آنها مطلع شوند و سپس ضمن ترویج فرهنگ استفاده درست از این ابزار هوشمند جدید در کلاس درس، دانش‌آموزان را به استفاده از هوش مصنوعی در جهتی درست، راهنمایی کنند. دانش‌آموزان به‌عنوان کاربران نوپای هوش مصنوعی، نیاز به پشتیبانی و حمایت بیشتری دارند، لذا لازم است به آنها آموخته شود که اطلاعات به‌دست‌آمده از طریق هوش مصنوعی را متناسب با نیازهای خودشان انتخاب کنند و هر مطلبی که هوش مصنوعی ارائه می‌کند را به‌راحتی نپذیرند، بلکه اطلاعات به‌دست آمده را با مهارت‌های شناختی خود به‌ویژه تفکر نقادانه، به دقت ارزیابی کنند. باید به خاطر داشت که هوش مصنوعی نمی‌تواند کاملاً جایگزین معلمان انسانی در کلاس درس شود، به‌عبارت دیگر یک کلاس پشتیبانی شده توسط هوش مصنوعی، با حضور معلمان انسانی معنا می‌یاید؛ اما ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توانند مکمل تلاش‌های بی‌دریغ معلمان باشند. مقاله مروری حاضر تلاشی در جهت آگاه‌سازی معلمان از جنبه‌های عملیاتی هوش مصنوعی در آموزش ریاضی است و در این راستا، به معرفی برخی از ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی به شکلی کاربردی به همراه تعدادی مثال می‌پردازد و نمونه‌ای از کاربرد هوش مصنوعی در تدوین سیستم‌های یادگیری تطبیقی ارائه می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] A. Al Darayseh, Acceptance of artificial intelligence in teaching science: Science teachers’ perspective, Comput. Educ. Artif. Intell., 4 (2023) 100132.
[2] M. Z. bin Mohamed, R. Hidayat, N. N. binti Suhaizi, M. K. H. bin Mahmud and S. N. binti Baharuddin, Artificial intelligence in mathematics education: A systematic literature review, International Electronic Journal of Mathematics Education, 17 no. 3 (2022) em0694. https://doi.org/10.29333/iejme/12132
[3] M. A. Chaudhry and E. Kazim, Artificial Intelligence in Education (AIEd): a high-level academic and industry note 2021, AI Ethics, 2 (2022) 157–165. https://doi.org/10.1007/s43681-021-00074-z
[4] A. Chen and D. O. Chen, Accuracy of Chatbots in Citing Journal Articles, JAMA Netw Open, 6 no. 8 (2023) e2327647. https://doi:10.1001/jamanetworkopen.2023.27647
[5] M. Fahimirad and S. S. Kotamjani, A review on application of artificial intelligence in teaching and learning in educational contexts, International Journal of Learning and Development, , 8 no. 4 (2018) 106–118. https://doi.org/10.5296/ijld.v8i4.14057
[6] A. Fu, Investigation of recent advances related to AI in mathematics education, Proceedings of the 2023 International Conference on Machine Learning and Automatio, (2023) 86–89. https://doi:10.54254/2755-2721/37/20230476
[7] A. C. Graesser, M. W. Conley and A. Olney, Intelligent tutoring systems, In K. R. Harris, S. Graham, T. Urdan, A. G. Bus, S. Major and H. L. Swanson (Eds.), APA educational psychology handbook, Vol. 3. Application to learning and teaching, American Psychological Association, (2012) 451–473. https://doi.org/10.1037/13275-018
[8] G. J. Hwang, H. Y. Sung, S. C. Chang and X. C. Huang, A fuzzy expert system-based adaptive learning approach to improving students’ learning performances by considering affective and cognitive factors, Comput. Educ. Artif. Intell.,1 (2020) 100003. https://doi.org/10.1016/j.caeai.2020.100003
[9] G. J. Hwang and Y. F. Tu, Roles and research trends of artificial intelligence in mathematics education: A bibliometric mapping analysis and systematic review, Mathematics, 9 no. 6 (2021) 584. https://doi.org/10.3390/math9060584
[10] S. Hwang, Examining the effects of artificial intelligence on elementary students’ mathematics achievement: A meta-analysis, Sustainability,14 no. 20 (2022) 13185. https://doi.org/10.3390/su142013185
[11] N. Islam, M. Beer and F. Slack, E-learning challenges faced by academics in higher education, Journal of Education and Training Studies,3 no. 5 (2015) 102–112. https://shura.shu.ac.uk/id/eprint/10403
[12] C. Kilhamn, Making Sense of Negative Numbers, Department of Pedagogical, Curricular and Professional Studies, Institutionen för didaktik och pedagogisk profession, (2011) 105–108. https://gupea.ub.gu.se/handle/2077/24151
[13] National Council of Teachers of Mathematics, Artificial Intelligence and Mathematics Teaching A Position of the National Council of Teachers of Mathematics, 2024. https://www.nctm.org/standards-and-positions/Position-Statements/Artificial-Intelligence-and-Mathematics-Teaching
[14] M. N. Sadiku, T. J. Ashaolu, A. Ajayi-Majebi and S. M. Musa, Artificial intelligence in social media, International Journal of Scientific Advances, 2 no. 1 (2021) 15–20.
[15] T. Stefanova and S. Georgiev, Possibilities for using AI in mathematics education, Mathematics and Education in Mathematics, 53 (2024) 117–125. http://smb.math.bas.bg/mem/index.php/memjournal/article/download/142/140
[16] E. Supriyadi and K. S. Kuncoro, Exploring the future of mathematics teaching: Insight with ChatGPT, Mathematics and Education in Mathematics, 11 no. 2 (2023) 305–316.
[17] B. Tao, V. Díaz and Y. Guerra, Artificial intelligence and education, challenges and disadvantages for the teacher, Arctic Journal, 72 no. 12 (2019) 30–50.
[18] S. Van Vaerenbergh and A. Pérez-Suay, A classification of artificial intelligence systems for mathematics education, Mathematics education in the age of artificial intelligence: How artificial intelligence can serve mathematical human learning, Cham: Springer International Publishing, (2022) 89–106.
[19] J. Visnovska, J. L. Cortina, P. Vale and M. Graven, The Role of the Story in Enabling Meaningful Mathematical Engagement in the Classroom, Mathematics Education Research Group of Australasia, 2018. https://eric.ed.gov/?id=ED592501
[20] Y. Wardat, M. Tashtoush R. AlAli and S. Saleh, Artificial intelligence in education: mathematics teachers’ perspectives, practices and challenges, Iraqi Journal for Computer Science and Mathematics, 5 no. 1 (2024) 60–77. http://journal.esj.edu.iq/index.php/IJCM
[21] Y. Wu, Critical Thinking Pedagogics Design in an Era of ChatGPT and Other AI Tools—Shifting From Teaching “What” to Teaching “Why” and “How”, Journal of Education and Developmen, 8 no. 1 (2024) 1–10. https://doi.org/10.20849/jed.v8i1.1404
[22] B. U. Zaman, Transforming education through ai, benefits, risks, and ethical considerations, Authorea Preprints, (2023).
[23] ش. ابراهیمی و ز. جهانی، داستان­‌سرایی با هوش مصنوعی مبتنی بر آموزش چینش مغزی: روشی مؤثر در رشد شخصیت نوجوانان، هفتمین همایش بین­‌المللی زبان و ادبیات فارسی، (1402).
 
[24] ف. احدی و م. سلیمانی، مقایسه تأثیر دو روش تدریس به شیوه ارائه مثال­های آموزشی حل­شده کامل و ارائه مثال به شیوه حل­شده ناقص بر بار شناختی دانشجویان در درس زبان تخصصی پزشکی، مجله ایرانی آموزش در علوم پزشکی، 14 no. 4 (1394) 302--291.
 
[25] م. اشتری ماهینی و م. کلارستاقی، هوش مصنوعی در فرایند یاددهی-یادگیری، اولین همایش ملی فناوری در مهندسی کاربردی باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی، (1395).
 
[26] س. انصاری اردلی و ر. رئیسی اردلی، نقش بازی‌­های آموزشی در افزایش یادگیری دانش­‌آموزان، مجله دستاوردهای نوین در مطالعات علوم انسانی، 4 no. 38 (1400) 82--75.
 
[27] ح. بقایی، ا. کارآمدثانی و ن. احمدی، کاربرد هوش مصنوعی در آموزش، شانزدهمین کنفرانس بین­‌المللی پژوهش‌­های مدیریت و علوم انسانی در ایران،(1403).
 
[28] ل. جاویدان و م. جوادی­فر، تأثیر تکنولوژی آموزشی در آموزش و یادگیری دانش­آموزان، دومین کنفرانس ملی روانشناسی و علوم تربیتی دانشگاه آزاد اسلامی واحد شادگان، (1394).
 
[29] ف. حنیفه‌­زاده نودهی، رابطه بین فناوری اطلاعات و هوش مصنوعی با ارتقای تحصیلی دانش­‌آموزان، اولین کنفرانس بین­‌المللی پژوهش­‌های مدیریت، تعلیم و تربیت در آموزش و پرورش، (1402).
 
[30] ی. حیات‌­ابدی، هوش مصنوعی در خدمت آموزش، رشد مدرسه فردا، 18 no. 6 (1400) 43--42.
 
[31] پ. راستیان و ف. علی‌­پناه‌­پور، هوش مصنوعی و کاربرد آن در تدریس ریاضی، فصلنامه تحقیقات راهبردی در تعلیم و آموزش و پرورش، 1 no. 6 (1402) 37--19.
 
[32] س. سلیقه­‌دار، نقش قصه و تأثیر آن در یادگیری، رشد آموزش زبان و ادب فارسی ، 37 no. 1 (1399) 15--13.
 
[33] ل. سلیقه‌­دار، یادگیری جذاب: رویکرد زمینه­‌محور در طراحی آموزشی،  رشد تکنولوژی آموزشی ، 34 no. 1 (1397) 7--4.
 
[34] م. ص. سمیعی­راد و ا. شهرکی، هوش مصنوعی در آموزش با تأکید بر ریاضیات، اولین کنفرانس بین­المللی پژوهش­های مدیریت، تعلیم و تربیت در آموزش و پرورش، (1402).
 
[35] م. ظفری، ع. اسماعیلی و ا. صادقی نیارکی، مروری بر کاربردهای هوش مصنوعی و واقعیت مجازی در آموزش، مطالعات اندازه­گیری و ارزشیابی آموزشی، 11 no. 36 (1400) 116--89.
 
[36] م. فلاحی، مریم، همکار جدید معلمان، هوش مصنوعی، رشد فناوری آموزشی، 298 (1400) 48--46.
 
[37] ع. کاظمی، ع. ر. کوچکوند و ا. زلکی، نقش تکنولوژی و هوش مصنوعی در آموزش مدارس ایران، ششمین کنفرانس بین­‌المللی مدیریت و صنعت، (1402).
 
[38] ک. کاظمی فلوردی، کاربرد هوش مصنوعی در آموزش و یادگیری، رشد فناوری آموزشی ، 35 no. 7 (1399) 6--7.
 
[39] س. مختاری و ر. رضوانی، کاربرد هوش مصنوعی در آموزش تاریخ، پژوهش در آموزش تاریخ، 3 no. 4 (1401) 65--53.
[40] م. هانلین و آ. کاپلان، تاریخچه مختصری از هوش مصنوعی: گذشته، حال و آینده هوش مصنوعی (ترجمه امین حاجی‌­وند، علی خوش­‌نظر و صابر سیاری‌­زهان)، ویژه‌ نامه هوش مصنوعی، فصلنامه تمدن حقوقی، 6 no. 18 (1402) 90--73, (تاریخ انتشار به زبان اصلی، 2019).
 
[41] م. هوشیار امیری، د. نوروزی و ا. زارعی زوارکی، تأثیر استفاده از تصاویر آموزشی در حین تدریس بر رشد هوش فضایی دانش‌­آموزان، دومین کنفرانس ملی و اولین کنفرانس بین‌ المللی پژوهش­‌های نوین در علوم انسانی، (1394).
 
[42] م. یاراحمدیان، آ. نیازی میرکی، ر. حسینی و ف. فراهانی آهنگرانی، کاربردهای هوش مصنوعی در ارزیابی و برنامه‌‌ریزی تحصیلی، فصلنامه تحقیقات راهبردی در تعلیم و آموزش و پرورش، 1 no. 2 (1402) 551--533.