Проекты

Чат-бот для решения задач по физике по теме «Кинематика»

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» Открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Информационные технологии, программирование, прикладная математика, социальный инжиниринг»

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 7
Предметы: Физика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В самом общем смысле чат-бот – это компьютерная программа, которая интерактивно имитирует человеческую речь (устную или письменную) и позволяет общаться с цифровыми устройствами так, как если бы они были живыми людьми. Чат-боты могут быть очень простыми, как элементарные программы, отвечающие на простой запрос однострочным ответом, или сложными, как цифровые помощники, которые обучаются и развиваются по мере сбора и обработки информации, тем самым повышая свой уровень персонализации.

Большинство школьников сталкиваются с проблемой непонимания задач, например, из курса физики раздела «Механика». Этот бот поможет разобраться с решением задач по теме «Кинематика» и проверить полученные решения в режиме онлайн.

Цель

Разработать обучающую программу для решения задач по физике из раздела «Кинематика», а также создать чат-бот для социальной сети ВКонтакте для повышения доступности и удобства использования программы.

Задачи

  1. Изучить язык программирования Python и проанализировать существующие решения.
  2. Составить алгоритм программы на языке Python, позволяющий решать задачи по физике из темы «Кинематика» (базовый уровень).
  3. Изучить принципы работы VK_API с целью создания чат-бота и дальнейшего его продвижения.
  4. Провести бета-тест чат-бота на уроке физики в классе, получить обратную связь посредством сервиса, интегрированного в чат-бот.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Персональный компьютер с установленным ПО (pycharm Community Edition 2020.2.3, Python)
  • Смартфон с установленным ПО и выходом в интернет

Описание

Первый этап работы. Большинство школьников сталкиваются с проблемой непонимания некоторых задач по физике. В интернете есть много онлайн-помощников. Но большинство связано лишь с математическими уравнениями/функциями. Всё, что мы нашли в сфере физики, либо было заброшено, либо не работало.

Следующим этапом было выявление возможности разработки программы для решения задач по физике из раздела «Механика», а также создания чат-бота по решению задач из курса физики базового уровня. Далее – визуализация алгоритма работы. Для этого нам не нужны были знания программирования, надо было просто составить блок-схему из последовательных шагов. Алгоритм работы чат-бота удобно представлять в виде mind map. Это инструмент визуализации, который позволяет конвертировать идею в схему из готовых блоков.

Определены формулы для решения задач по кинематике и значения, при  которых уравнения не решаются. Формулы записаны на языке Python, введены переменные, размерности физических величин в системе СИ. Для удобства использования бота сделаны специальные кнопки быстрой клавиатуры, благодаря которым не придётся писать долгий текст о том, что нужно сделать. Достаточно будет нажать на кнопку и получить результат.

Результаты работы/выводы

Автор изучил язык программирования Python, написал базовый алгоритм программы, изучил принципы VK_API, провёл бета-тест чат-бота на уроке физики.

Создан чат-бот, выдающий алгоритм решения задачи, формулы и основные определения из раздела «Механика» по теме кинематика.

Перспективы использования результатов работы

С помощью бота вы сможете подготовиться к самостоятельной или контрольной работе по данному разделу физики. Наш чат-бот содержит полный список формул по разделу «Механика», в его функции входит решение задач с предоставлением формулы из списка формул, с помощью которой производился расчёт, показ расчёта единиц измерений физических величин, перевод в систему СИ.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Инженерная академия РУДН

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Призер конференции Инженерной академии РУДН

Мнение автора

«Участие в проекте «Инженерный класс в московской школе» помогло представить результаты выполненного проекта на конкурсе проектов и исследований Открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего». Было замечательно почувствовать себя разработчиком программного контента и научиться представлять результаты работы. Обмен мнениями во время представления проекта поможет его усовершенствовать и представить на следующей конференции!»