Доцільність та методико-дидактичні засади впровадження cистем штучного інтелекту у фахову підготовку майбутніх учителів математики
Анотація
У статті обґрунтовано доцільність та методико-дидактичні засади впровадження систем штучного інтелекту у фахову підготовку майбутніх учителів математики. Актуальність дослідження зумовлено швидкою цифровою трансформацією освіти, масовим використанням інструментів ШІ педагогами та необхідністю переходу від стихійної до системної й відповідальної інтеграції штучного інтелекту в педагогічну практику. Метою дослідження є теоретичне обґрунтування доцільності впровадження систем ШІ у професійну підготовку майбутніх учителів математики та розроблення методичних підходів і інструментарію для моніторингу ефективності цього процесу. Використано змішаний теоретико-емпіричний підхід: теоретичний аналіз і синтез наукових джерел та нормативних документів, систематизацію інструментів ШІ, прогностичний метод, а також емпіричне опитування студентів педагогічних спеціальностей. Доведено, що майбутні вчителі математики демонструють високий рівень усвідомлення важливості ШІ та впевненості в роботі з генеративними моделями, проте потребують глибшої практичної підготовки з адаптивними платформами (ALEKS, Khanmigo) та критичної валідації математичного контенту, згенерованого ШІ. Наукова новизна полягає у теоретичному обґрунтуванні чотирикомпонентної структури ШІ-компетентності вчителя ма
тематики (технічний, методологічний, етичний та практичний компоненти); розробленні модульної структури спеціалізованої навчальної дисципліни, що охоплює теоретичні, етичні, методологічні та практико-орієнтовані аспекти; пропозиції інструментарію опитування для моніторингу формування ШІ-компетентності, що базується на 8-компонентному опитуванні, структурованому відповідно до ключових компонентів ШІ-компетентності. Практична значущість дослідження полягає в можливості безпосереднього впровадження розробленого курсу «Системи штучного інтелекту в освіті» у фахову підготовку бакалаврів та магістрів спеціальності Середня освіта (Математика).
Завантаження
Посилання
Akademiia «Ranok» & Dotsenko, S. O. (2024). Prohrama pidvyshchennia kvalifikatsii pedahohichnykh pratsivnykiv «Shtuchnyi intelekt ta tsyfrovi tekhnolohii v osviti: matematychna haluz» [Training program for pedagogical workers “Artificial intelligence and digital technologies in education: Mathematics field”]. Akademiia «Ranok». [Ranok Publishing]. https://academyranok.com.ua/wp-content/uploads/2024/02/programa_15-god-shi_matematyka1.pdf [in Ukrainian]
ALEKS. Adaptive learning solutions for higher education. McGraw Hill. https://www.aleks.com/
Alieksieieva, H. M., Khomenko, V. V., & Khomenko, S. V. (2025). Vykorystannia ShI dlia analizu studentskykh prohramnykh rishen: otsinka yakosti, dobrochesnosti ta navchalnykh stratehii [Using AI for analysis of student software solutions: Assessment of quality, integrity and learning strategies]. Suspilstvo ta natsionalni interesy, Seriia (Pedahohika) [Society and National Interests, Series (Pedagogy)], 9(17), 54–68. https://doi.org/10.52058/3041-1572-2025-9(17)-54-67 [in Ukrainian]
Alreiahi, A., & Alrwaished, N. (2025). Integrating AI tools into preservice mathematics teacher education: A qualitative study of lesson planning practices. Contemporary Educational Technology, 17(4), Article e617. https://doi.org/10.30935/cedtech/17549
Baker, T., Smith, L., & Anissa, N. (2019). Educ-AI-tion Rebooted? Exploring the Future of Artificial Intelligence in Schools and Colleges. NESTA. https://www.nesta.org.uk/report/education-rebooted/
Beijing consensus on artificial intelligence and education. (2019). UNESCO. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000368303
Cabinet of Ministers of Ukraine. (2020). Pro skhvalennia Kontseptsii rozvytku shtuchnoho intelektu v Ukraini: rozporiadzhennia Kabinetu Ministriv Ukraini vid 02.12.2020 No. 1556-r [On approval of the Concept of artificial intelligence development in Ukraine: Order of the Cabinet of Ministers of Ukraine dated 02.12.2020 No. 1556-r]. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1556-2020-%D1%80 [in Ukrainian]
Digital Education Action Plan 2021–2027: Resetting education and training for the digital age. (2020). European Commission. https://education.ec.europa.eu/focus-topics/digital-education/action-plan
Dotsenko, S. O., Sobchenko, T. M., & Boiarska-Khomenko, A. V. (2024). Shtuchnyi intelekt v osvitnikh haluziakh (pryrodnycha osvitnia haluz): navch.-metod. posib. [Artificial intelligence in educational fields (natural science educational field): Methodological guide]. KhNPU im. H. S. Skovorody. https://dspace.hnpu.edu.ua/handle/123456789/15130 [in Ukrainian]
Google Classroom. Manage teaching and learning with Classroom. https://classroom.google.com/
Hoda, T. Yu. (2024). Vykorystannia shtuchnoho intelektu pry pidhotovtsi vchytelia do urokiv, prysviachenykh vyvchenniu funktsii u starshii profilnii shkoli [Using artificial intelligence in teacher preparation for lessons dedicated to the study of functions in senior profile school]. Aktualni pytannia pryrodnycho-matematychnoi osvity [Current Issues of Natural Science and Mathematics Education], 2(24), 131–140. https://doi.org/10.5281/zenodo.14566717 [in Ukrainian]
Holmes, W., & Tuomi, I. (2022). State of the art and practice in AI in education. European Journal of Education, 57(4), 542–570. https://doi.org/10.1111/ejed.12533
Kasianova, N. V. (n.d.). Shtuchnyi intelekt v osvitnii diialnosti: navchalno-metodychnyi material [Artificial intelligence in educational activity: Methodological material]. National Aviation University. https://nau.edu.ua/download/ student/ind_trajectory/ 011_%D0%A8%D1%82% D1%83%D1% 87%D0%BD%D0%B8% D0%B9_i%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%B2_%D0%BE% D1%81%D0%B2i%D1%82%D0%BDi%D0%B9_%D0%B4i%D1%8F%D0%BB%D1%8C%
D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82i.pdf [in Ukrainian]
Khan Academy. (n.d.). Khanmigo: AI-powered tutor and teaching assistant. https://www.khanmigo.ai/
Kim, J. (2026). Exploring the integration of artificial intelligence in math education: Preservice teachers’ experiences and reflections on problem-posing activities with ChatGPT. School Science and Mathematics. Advance online publication. https://doi.org/10.1111/ssm.18336
Krasnopolskyi, V. E., Perminova, L. A., & Fronchenko, Yu. O. (2025). Rozrobka indyvidualizovanykh osvitnikh traiektorii navchannia zdobuvachiv vyshchoi osvity za dopomohoiu shtuchnoho intelektu [Development of individualized educational learning trajectories of higher education applicants with the help of artificial intelligence]. Akademichni vizii [Academic Visions], (41). https://academy-vision.org/index.php/av/article/view/1793 [in Ukrainian]
Luckin, R. (2018). Machine learning and human intelligence: The future of education for the 21st century. UCL Press. https://discovery.ucl.ac.uk/id/eprint/10178695/1/Machine%20Learning%20and%20Human%20Intelligence.pdf
Mailizar, M. (2026). Exploring the impact of generative AI on pre-service mathematics teacher TPACK: A mixed method study. Discover Education, 5, Article 45. https://doi.org/10.1007/s44217-026-01432-x
Mala akademiia nauk Ukrainy & Projector Institute. (2025). Yak shtuchnyi intelekt zminiuie shkilnu osvitu: rezultaty doslidzhennia [How artificial intelligence is changing school education: Research results]. https://platform.man.gov.ua/media/eb0068b6-4437-4bee-b6df-fd953caffebd [in Ukrainian]
Microsoft. Microsoft Math. https://mathsolver.microsoft.com/
Ministry of Education and Science of Ukraine. (2020). Pro zatverdzhennia Typovoho pereliku zasobiv navchannia ta obladnannia dlia navchalnykh kabinetiv i STEM-laboratorii: nakaz MON Ukrainy vid 29.04.2020 No. 574 [On approval of the standard list of teaching aids and equipment for classrooms and STEM laboratories: Order of the MES of Ukraine dated 29.04.2020 No. 574]. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0410-20 [in Ukrainian]
Ministry of Education and Science of Ukraine. (2024). Proiekt standartu vyshchoi osvity Ukrainy zi spetsialnosti 014 «Serednia osvita» pershoho (bakalavrskoho) rivnia [Draft standard of higher education of Ukraine in the specialty 014 “Secondary education” of the first (bachelor’s) level]. https://mon.gov.ua/static-objects/mon/sites/1/gromadske-obgovorennya/2024/04/17/HO-proyekt.stand.VO-014-serednya.osvitabakalavr.17.04.2024.1.1.docx [in Ukrainian]
Nunnally, J. C., & Bernstein, I. H. (1994). Psychometric theory (3rd ed.). McGraw-Hill. https://www.scirp.org/reference/ReferencesPapers?ReferenceID=1017362
OpenAI. (n.d.). ChatGPT: Optimizing language models for dialogue. https://chatgpt.com/
SchoolAI. (n.d.). AI-powered learning platform for education. https://www.schoolai.com/
Sobchenko, T. M., & Fedorenko, V. (2024). Formuvannia ShI-kompetentnosti maibutnikh pedahohiv u protsesi profesiinoi pidhotovky [Formation of AI-competence of future teachers in the process of professional training]. Osvita doroslykh: teoriia, досвід, perspektyvy [Adult Education: Theory, Experience, Prospects], 26(2), 144–153. https://doi.org/10.35387/od.2(26).2024.144-153 [in Ukrainian]
Suchikova, Y., Tsybuliak, N., Teixeira da Silva, J. A., & Nazarovets, S. (2025). GAIDeT (Generative AI Delegation Taxonomy): A taxonomy for humans to delegate tasks to generative artificial intelligence in scientific research and publishing. Accountability in Research, in press. https://doi.org/10.1080/08989621.2025.2544331
Vasylenko, V. Yu. (2024). Problemy ta perspektyvy vprovadzhennia shtuchnoho intelektu v osvitnii haluzi [Problems and prospects of artificial intelligence introduction in the educational field]. In Prykladni aspekty suchasnykh mizhdystsyplinarnykh doslidzhen [Applied aspects of modern interdisciplinary research] (pp. 21–23). https://jpasmd.donnu.edu.ua/article/view/16696 [in Ukrainian]
Vlasova, V. P., Naumenko, T. S., & Rizak, H. V. (2025). Pro vykorystannia shtuchnoho intelektu v pidhotovtsi pedahohiv dlia pidvyshchennia tsyfrovykh kompetentsii [On the use of artificial intelligence in teacher training to enhance digital competencies]. https://doi.org/10.5281/zenodo.15064807 [in Ukrainian]
UNESCO. (2023). Guidance for generative AI in education and research. UNESCO Publishing. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000386693
