Ольховская Создание обучающего чат-бота по математике для школьников_31 мая 2026

1. Создание обучающего чат-бота по математике для школьников 8 класса

Выполнила студентка 4 курса ФМиКН
Ольховская М.П.
Научный руководитель к.п.н., доцент
Назарова О. В.

2. Актуальность, предмет и объект исследования

Актуальность обусловлена необходимостью повышения
эффективности обучения математике, которая традиционно
относится к числу наиболее сложных школьных дисциплин.
Объект исследования: процесс обучения математике в 8
классе.
Предмет исследования: разработка и применение
обучающего чат-бота на основе технологий искусственного
интеллекта в процессе обучения математике школьников 8 класса.

3. Цель и задачи исследования

Цель исследования: разработка апробация обучающего чат-бота с
использованием
технологий
искусственного
интеллекта,
направленного на повышение эффективности обучения математике
обучающихся 8 класса.
Задачи исследования:
1. Проанализировать научные подходы к использованию чат-ботов и
ИИ в образовании и обосновать целесообразность применения
чат-бота для обучения математике в 8 классе.
2. Разработать и реализовать структуру и функциональную модель
обучающего чат-бота с использованием современных технологий.
3. Провести педагогический эксперимент и оценить эффективность
разработанного решения

4. Теоретические основы использования чат-ботов в обучении

Чат-бот
представляет
собой
программную систему, реализующую
взаимодействие с пользователем в форме
диалога.
В образовательной практике чат-боты
используются
как
средство
автоматизации учебной деятельности,
обеспечивая непрерывную поддержку
обучающихся

5.

Классификация образовательных чат-ботов
Критерий
Вид чат-бота
Скриптовые
По технологии
Интеллектуальные
По назначению
Обучающие
Тренировочные
Контролирующие
Текстовые
По способу
взаимодействия Гибридные
Характеристика
Работают по заданным
сценариям
Используют ИИ и обработку
языка
Передают знания
Закрепляют навыки
Проверяют знания
Общение через текст
Текст + кнопки + медиа

6. Анализ платформ и инструментов для разработки чат-ботов

Согласно исследованиям в области цифрового образования,
выбор платформы должен учитывать такие критерии, как
доступность, возможность реализации интерактивных
сценариев и интеграция с образовательными ресурсами.
В рамках настоящего исследования рассмотрены три
ключевых компонента разработки чат-бота:
• среда взаимодействия с пользователем (мессенджер);
• язык программирования;
• технологии искусственного интеллекта

7.

Компоненты разработки чат-бота
Критерий
Telegram
Python
Платформа
Язык
Тип инструмента
взаимодействия
программирования
Интерфейс общения с Реализация логики
Назначение
пользователем
бота
Высокая (бесплатный Высокая (открытый
Доступность
мессенджер)
язык)
Уровень сложности Низкий
Средний
Ограниченная
Гибкость
Высокая
интерфейсом
Поддержка
образовательных
Средняя
Высокая
функций
ИИ-технологии
Технология
обработки данных
Интеллектуальная
обработка запросов
Средняя (требует
настройки)
Высокий
Очень высокая
Высокая

8.

Разработка и экспериментальная
проверка обучающего чат-бота
Функциональная организация чат-бота включает следующие блоки:
1. Приветственный блок — знакомит пользователя с возможностями
системы и задаёт сценарий взаимодействия.
2. Блок выбора режима — предоставляет пользователю возможность
выбора роли («Учительница» или «Ученица»).
3. Теоретический блок — содержит краткие объяснения.
4. Практический блок — включает задания.
5. Контролирующий блок — осуществляет проверку ответов.
6. Блок обратной связи — предоставляет комментарии

9. Проектирование структуры обучающего чат-бота

Компонент
Инструмент
Назначение
Платформа
Telegram
Интерфейс
Язык
Python
Логика
Библиотека
aiogram
Работа с Telegram
ИИ
g4f (GPT)
Генерация ответов
Среда
Google Colab
Запуск кода
Асинхронность
nest_asyncio
Стабильная работа

10. Архитектура взаимодействия пользователя с обучающим чат-ботом

Запрос пользователя передаётся через
Telegram-интерфейс в программную
часть чат-бота, реализованную на языке
Python. Далее происходит обработка
запроса и формирование обращения
к модели искусственного интеллекта.
GPT-модель генерирует ответ, который
возвращается
пользователю
через
Telegram

11. Этапы программной реализации чат-бота

Этап
Установка
библиотек
Содержание
Подключение aiogram, g4f,
nest_asyncio
Результат
Подготовка среды
Реализация
интерфейса
Обработка команд
Инициализация
Подключение токена Telegram
системы
Удобство
Создание клавиатуры
взаимодействия
Реализация /start и /help
Навигация
Интеграция ИИ
Подключение GPT-модели
Генерация ответов
Тестирование
Проверка функций
Выявление ошибок
Отладка
Исправление ошибок
Стабильная работа
Настройка бота

12.

13.

14. Организация педагогического эксперимента и анализ результатов

В исследовании приняли участие обучающиеся 8 классов:
• экспериментальная группа (8А) — 25 человек;
• контрольная группа (8Б) — 27 человек.
Показатель
Средний балл
Высокий уровень
Низкий уровень
Экспериментальная
(до → после)
3,4 → 4,1 (+0,7)
28% → 44% (+16%)
20% → 12% (-8%)
Полученные данные свидетельствуют
динамике в экспериментальной группе.
Контрольная
(до → после)
3,3 → 3,5 (+0,2)
26% → 28% (+2%)
18% → 16% (-2%)
о
положительной

15. Практическая значимость

1. В результате проведённого анализа были установлено, что
современные цифровые технологии, в том числе адаптивные
системы на основе искусственного интеллекта, обладают
значительным потенциалом для повышения эффективности
обучения.
2. В практической части работы была Разработана структура
обучающего чат-бота, включающая основные функциональные
блоки:
приветственный,
выбор
режима,
теоретический,
практический, контролирующий и блок обратной связи.
3. В процессе программной реализации был создан чат-бот,
способный поддерживать диалог с пользователем, генерировать
учебный контент и адаптировать взаимодействие в зависимости от
выбранного режима («Учительница» / «Ученица»).
4. Подтверждена
возможность
успешного
использования
разработанного чат-бота в образовательной практике как
дополнительного средства обучения