Вступ
Сучасні технології все більше змінюють підходи до навчання, і сьогодні інтерактивні підручники стають не просто джерелом інформації, а справжнім порталом у світ інтерактивного навчання. Завдяки штучному інтелекту дослідники з Університету Колорадо розробили інноваційну систему, яка здатна перетворювати статичні ілюстрації в інтерактивні тривимірні симуляції. Новий інструмент “доповненої фізики” робить можливим оживлення діаграм та схем, дозволяючи учням самостійно експериментувати з фізичними процесами просто на сторінках підручника. Це відкриває захопливі перспективи для освіти, де навчання стає не тільки корисним, але й по-справжньому захопливим.
Можливості інтерактивних підручників
Модель зробить навчання наочнішим і цікавішим, вважають розробники.
Дослідники з Університету Колорадо в Боулдері навчили ШІ перетворювати статичні ілюстрації в підручниках на інтерактивні тривимірні симуляції. Інструмент “доповненої фізики” дає змогу учням оживляти діаграми та схеми за допомогою iPad, щоб зробити навчання наочним і захопливим.
Система заснована на моделі Segment Anything і дає змогу користувачам виділяти окремі об’єкти на зображенні, призначати їм ролі та застосовувати до них закони фізики. Наприклад, статичне зображення лижника на трампліні перетворюється на анімовану симуляцію, у якій учні можуть регулювати параметри тертя та спостерігати за зміною траєкторії руху.
Розробка отримала нагороду за найкращу доповідь на 37-му щорічному симпозіумі ACM з програмного забезпечення та технологій користувацького інтерфейсу. Тестування показало, що система успішно перетворює діаграми на працюючі симуляції в 60% випадків. Інструмент уже протестували викладачі та студенти. Учасники відзначили можливість проведення “власних маленьких експериментів”.
За даними досліджень, використання інтерактивних технологій та інтерактивні підручники у навчанні значно підвищує рівень зацікавленості та залучення студентів. Наприклад, дослідження Гарвардської вищої школи освіти показало, що учні, які використовують інтерактивні підручники та симуляції, засвоюють матеріал на 30% краще порівняно з тими, хто вивчає статичні текстові матеріали. Це пояснюється тим, що інтерактивні методи стимулюють візуальну, тактильну і просторову пам’ять, перетворюючи процес навчання на захопливу практичну діяльність.
Інтерактивні підручники перспективи розвитку.
Дослідники планують розширити можливості системи за межі фізики, щоб створювати інтерактивні версії діаграм для інших предметів. У майбутньому розробники хочуть за допомогою окулярів доповненої реальності перетворювати будь-які 2D-схеми на тривимірні інтерактивні моделі.
Дослідники також планують вдосконалити систему для застосування в інших наукових дисциплінах. Наприклад, у біології це можуть бути моделі клітин, які демонструють внутрішньоклітинні процеси в реальному часі, або у хімії — симуляції хімічних реакцій, що дозволяють вивчати поведінку різних елементів. З часом, за допомогою окулярів доповненої реальності, учні зможуть взаємодіяти з будь-якими 2D-схемами як з 3D-об’єктами, вивчаючи їхні властивості та будову більш детально. Це може революціонізувати підхід до освіти, знижуючи бар’єри для засвоєння складних тем і стимулюючи інтерес до науки.
Висновок
Інтерактивні підручники створені за допомогою штучного інтелекту відкриває перед освітою нові горизонти. Можливість перетворювати статичні зображення на інтерактивні симуляції дозволяє учням не тільки краще розуміти теоретичний матеріал, але й відчувати себе активними учасниками навчального процесу. Це не просто новий рівень вивчення фізики — технологія вже готується охопити інші дисципліни, даючи учням більше свободи для досліджень і власних відкриттів. Подібні інновації здатні зробити освіту доступнішою, захопливішою та більш інтерактивною, що відповідає потребам сучасного покоління, яке прагне пізнавати світ через новітні технології.
