کاربرد هوش مصنوعی در شبیه سازی و تحلیل تجربیات آزمایشگاهی برای دانش آموزان علوم طبیعی

در دهه های اخیر، پیشرفت فناوری به ویژه در حوزه هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) تاثیر شگرفی بر آموزش و یادگیری علوم داشته است. یکی از مهم ترین زمینه های این تاثیر، شبیه سازی و تحلیل تجربیات آزمایشگاهی در آموزش علوم طبیعی است؛ حوزه ای که همواره با چالش هایی همچون محدودیت منابع، مخاطرات ایمنی و فقدان دسترسی برابر برای همه دانش آموزان روبه رو بوده است. این مقاله مروری با هدف بررسی نقش و کاربرد هوش مصنوعی در بازآفرینی محیط های آزمایشگاهی مجازی و تحلیل داده های علمی در بسترهای آموزشی تدوین شده است.مطالعات نشان می دهند که پلتفرم هایی مبتنی بر AI مانند شبیه سازهای واقعیت مجازی، سیستم های تحلیل داده، و مدل های یادگیری تطبیقی، توانسته اند فرآیند یادگیری علوم را تعاملی تر، ایمن تر و شخصی سازی شده تر کنند. از جمله مزایای مهم این فناوری می توان به ارتقای درک مفاهیم علمی، فراهم سازی فرصت آزمون و خطا بدون پیامدهای خطرناک، و ایجاد انگیزه در دانش آموزان اشاره کرد. در مقابل، چالش هایی نظیر وابستگی به زیرساخت های فناورانه، ضرورت توانمندسازی معلمان، و حفظ تعادل میان تجربه واقعی و مجازی نیز مطرح اند.این مقاله ضمن مرور پژوهش های انجام شده و معرفی نمونه های موفق بین المللی، پیشنهاد می دهد که تلفیق هوشمندانه هوش مصنوعی با برنامه های درسی علوم می تواند منجر به تحول در آموزش تجربی شود. نتیجه گیری این است که آینده ی آموزش علوم طبیعی نه در حذف آزمایشگاه های فیزیکی، بلکه در مکمل سازی آن ها با فناوری های هوشمند رقم خواهد خورد.

کلیدواژه ها:

هوش مصنوعی ، آموزش علوم طبیعی ، شبیه سازی آزمایشگاهی ، یادگیری دیجیتال ، تحلیل داده های علمی ، واقعیت مجازی ، آموزش تطبیقی ، نوآوری آموزشی