Автор: Андрей Сергеевич Равинских
|
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ: ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE EDUCATIONAL PROCESS: APPLICATION POSSIBILITIES
В статье рассматривается актуальность использования искусственного интеллекта в образовательном процессе. Приводится анализ применения технологий искусственного интеллекта в образовательном процессе, выделяются типы программных продуктов на основе искусственного интеллекта, которые применяются в России и мире. Приводится анализ сервисов, используемых на различных уроках информатики в общеобразовательной школе. The article discusses the relevance of the use of artificial intelligence in the educational process. The analysis of the use of artificial intelligence technologies in the educational process is given, the types of software products based on artificial intelligence that are used in Russia and the world are highlighted. A selection of services applicable to various computer science lessons in a secondary school is given. Ключевые слова: искусственный интеллект, стратегия цифровой трансформации образования, образовательное пространство, образовательные технологии. Keywords: artificial intelligence, strategy of digital transformation of education, educational space, educational technologies.
|
Таким образом, можно сделать вывод, что модель личности учителя в новом формате образования выглядит следующим образом: учитель-человек (духовнонравственно развитая личность, способная воспитать достойного гражданина современного общества); учительпрофессионал (специалист в определенной области знаний и смежных науках, способный передавать знания и умения с использованием современных средств коммуникации). Единение первого и второго является гарантом успешности нового формата российского образования.
Современное обучение невозможно без применения цифровых технологий. Каждый день приносит новые открытия и вот уже искусственный интеллект готов прийти на помощь учителю. Тема искусственного интеллекта (далее – ИИ) в современном образовательном процессе актуальна. Стратегия цифровой трансформации образования, разработанная Минпросвещения РФ, предполагает, что до 2024 года все школы страны перейдут на электронный документооборот, а к 2030 году половина домашнего задания будет проверяться при помощи систем искусственного интеллекта. В данном контексте особое значение приобретает повышение общей цифровой грамотности, как учителей, так и учеников и последующее постепенное развитие цифрового образовательного пространства.
Само понятие «образовательное пространство» достаточно консервативно, но в настоящее время оно претерпевает значительные изменения из-за ускоренного внедрения цифровых образовательных ресурсов, в том числе и на основе искусственного интеллекта. За период пандемии эти системы стали более востребованы, чем традиционное образование (появляются новые курсы, программы анализа и контроля успеваемости, ресурсы подготовки и помощи в вопросах образования и т.д.).
Применение подобных технологий на всем протяжении обучения человека играет очень важную роль в его развитии. К цифровым технологиям относятся:
– интернет вещей (учебные лаборатории в дистанционном формате);
– аддитивное производство (моделиро-вание посредством 3D-технологий и изготовление моделей на 3D-принтерах, изготовление деталей, в том числе для робототехники);
– машинное обучение (использование чат-ботов и помощников «аватаров» для тьюторской поддержки, тестирования, обучения и консультирования, а также для прокладки и коррекции индивидуальных образовательных маршрутов);
– блокчейн, большие данные и «облака» (фиксация компетенций учеников и педагогов, формирование и защита портфолио всех участников образовательного процесса);
– VR-технологии (визуализация образо-вательных процессов и установок с элементами дополненной реальности) и др.
К основным типам программных продуктов на базе ИИ, которые могут быть встроены в образовательные процессы, можно отнести программы адаптивного обучения. Адаптивное обучение определяется как концепция (обучающая модель), включающая новые технологии для улучшения уровня знаний, обучающегося с учетом его индивидуальных особенностей (эмоциональное состояние, пол, способность воспринимать различные типы информации, уровень учебных навыков).
Это самая многообещающая возможность применения ИИ в образовании. ИИ поможет отслеживать индивидуальный прогресс каждого студента [2, 3].
Усвоил тему – пора писать контрольную работу, знания оставляют желать лучшего – система оповещает учителя о трудностях в понимании материала.
ИИ также может использоваться в интеллектуальных системах обучения.
Процесс обучения должен «подстраиваться» под обучающегося, определять объем его знаний и выстраивать индивидуальную траекторию обучения. Как показал анализ литературы, такую модель обучения выбрали в зарубежной системе образования. Она поддерживается с государством, закреплена в законодательной базе. К адаптивным платформам можно отнести: 2U, Wiley, Canvas, Loud Cloud, Blackboard, Knewton, RealizeIT, Adaptcourseware, Anewspring, Geekie, Smart Sparrow.
В России полностью интеллектуальной адаптивной платформы не существует, однако есть отдельные попытки ее реализации. Это «Стэпик», комплекс «Интегра-С», АОС «Безопасность». Российская образовательная платформа «Стэпик» выступает в роли виртуального учителя по подбору материала для успешного освоения курса [2, 3].
ИИ адаптирует образовательный процесс к индивидуальной скорости обучения каждого обучающегося и предлагает задания возрастающей сложности. Такой подход позволяет каждому выбрать комфортный режим обучения. Персонализированное обучение может существенно помочь в обучении лиц с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) для обеспечения инклюзивного доступа к образованию.
Искусственный интеллект предоставляет различным группам общества (например, инвалидам, беженцам, тем, кто не посещает школы или живет в изолированных общинах) доступ к образовательным ресурсам. Например, робототехника телеприсутствия позволяет учащимся с особыми потребностями посещать занятия из дома или из больницы, а также поддерживать непрерывность обучения в чрезвычайных ситуациях. Одним из важнейших плюсов использования ИИ является возможность совместного обучения в ситуациях, когда учащиеся физически не находятся в одном и том же месте, а также возможность персонализировать обучение различными способами. Таким образом, данная технология способна поддерживать инклюзивность и повсеместный доступ к образованию.
Автоматическое оценивание. Система автоматического оценивания на основе искусственного интеллекта использует компьютерные программы, имитирующие поведение учителей при проверке домашних заданий [1]. Она может оценить знания обучающегося, проанализировать ответы, предоставить индивидуальную обратную связь и создать обучающий план с учётом индивидуальных особенностей.
Как работает платформа? Прежде всего, преподаватель должен обучить программу: познакомить ее с заданием и показать правильные ответы. Затем, он сканирует работы учеников и загружает в систему. Gradescope. Она распознает почерк и определяет, где решение верное, а где – нет. Система предназначена для заданий с цифрами, кодами и лаконичными текстовыми ответами.
Основная функция платформы – автоматический отзыв. Она соотносит типы ошибок и выдает анализ. Например, у Андрея большинство ошибок касаются темы Х, а у Лизы недостаточно проработана тема Y, требуется повторение правил. Также программа показывает учителю статистику всего класса, где видно, какие задания стали проблемой для большинства учеников.
Можно ли поставить в один ряд отзыв живого человека и машины? Создатель платформы Арджунг Синг говорит в комментарии EdSurge, что инструмент не предназначен для полностью автоматического оценивания – учитель все еще незаменим.
Интервальное обучение. Эта образовательная методика с использованием технологий позволяет эффективно закреплять пройденный материал.
Польские инженеры создали приложение, которое отслеживает, что именно и когда изучает студент. При помощи ИИ приложение определяет, что студент забыл новую информацию и рекомендует её повторить.
Следующий аспект – оценка преподавателя обучающимися. Учебные заведения обращают внимание на отношение учеников к учителям и проводят анкетирование. Искусственный интеллект предлагает несколько интересных возможностей для оптимизации этого процесса. Например, чатботы, которые могут собирать информацию, используя диалоговый интерфейс, имитирующий настоящее интервью. Они могут фильтровать грубые комментарии и личные оскорбления, которые иногда встречаются в формах обратной связи.
Интересная идея представлена в цифровой технологии «умный кампус». Он отвечает на любые запросы обучающихся, которые связаны с учёбой и жизнью: как найти класс, зарегистрироваться на выбранный курс, получить задания, связаться с учителем. Умный кампус уже есть в западноавстралийском университете (UWA). Он работает на Watson, суперкомпьютерной системе, созданной в IBM.
Контроль экзаменационного процесса. Дистанционное обучение – флагман современного образования. А дистанционные экзамены – его обязательная составляющая. Однако при администрировании такого экзамена возникает серьёзная проблема: как избежать списывания. Контролирующие системы на основе искусственного интеллекта могут установить, сдаёт ли человек тест самостоятельно, и исключить обман.
Существует, по меньшей мере, три основных видимых причины, по которым его нужно интенсивно внедрять в образовательный процесс:
– ИИ помогает сделать процесс обуче-ния более эффективным и удобным для студента и преподавателя. Крупные российские онлайн-школы уже создают и используют программы на основе ИИ. В школе английского языка SkyEng искусственный интеллект – полноценный участник образовательного процесса, который обеспечивает адаптивное и персонализированное обучение и проверку заданий в режиме реального времени. ИИ анализирует каждое занятие, прогресс ученика и работу учителя, меняет траекторию обучения, в зависимости от результатов.
– ИИ повышает вовлечённость через геймификацию. Большинство онлайн-игр и обучающих тренажёров работают на искусственном интеллекте. Сервис для изучения иностранных языков Lingualeo организован таким образом, что всё обучение проходит в игровой форме. Обучающийся путешествует с львёнком по джунглям и учит язык.
– ИИ позволяет максимально автомати-зировать бизнес. Сегодня некоторые образовательные ресурсы обходятся без участия человека: чат-боты отвечают на вопросы, роботы проводят уроки. И эта тенденция с каждым годом усиливается, благодаря развитию искусственного интеллекта и машинного обучения.
Анализ поведения учеников. Камеры с ИИ помогают анализировать поведение учеников. Эти системы способны распознавать и оценивать, как ученики реагируют на разные темы и задания. Эта система должна помочь учителям определять сильные и слабые стороны учеников. Также ИИ может анализировать эмоциональное и физическое состояние ученика в текущий момент, причины прогулов, профессиональные навыки учителей.
|
Литература 1. Искусственный интеллект в образовании: семь вариантов применения [Сайт]. URL: the-accel.ru/iskusstvennyiy-intellektv-obrazovanii-sem-variantov-primeneniya (13.10.2021). 2. Кириллов, П. А. Искусственный интеллект для образования. Адаптивная система обучения / П. А. Кириллов [Текст] // Молодой ученый. – 2020. – №27 (317). – С. 39-43. – URL: moluch.ru/archive/317/72235 (13.10.2021). 3. Добрица, В. П. Горюшкин, Е. И. Применение интеллектуальной адаптивной платформы в образовании [Сайт]. URL: cyberleninka.ru/article/n/primenenie-intellektualnoy-adaptivnoy-platformy-v-obrazovanii/viewer (13.10.2021).
Равинских Андрей Сергеевич, учитель информатики, МБОУ «Гимназия 12», Ленинск-Кузнецкий ГО 24 марта 2023 год. |
