Применение искусственного интеллекта в образовании

Панкрашина Наталья Владимировна
учитель географии
КГБОУ«АКПЛ»

Цифровая трансформация разных сфер жизнедеятельности людей предусматривает разработку и внедрение технологий искусственного интеллекта (ИИ), которые на данном этапе соотношения между искусственным и естественным интеллектом играют роль средств, позволяющих избавить людей от рутинной работы и выполнять трудоемкие операции с большими объемами данных. В образовании технологии искусственного интеллекта выполняют двоякую роль цели и средства. При подготовке специалистов в области искусственного интеллекта они приобретают статус цели образования. Как современное средство, способное персонифицировать образование и снизить его трудоемкость, искусственный интеллект может использоваться во всех образовательных программах различных направлений. Возможности и спектр применения технологий зависят от достигнутого опыта применения искусственного интеллекта. В настоящее время имеются разрозненные сведения о таких возможностях, существует и продолжает накапливаться опыт применения технологий искусственного интеллекта в образовании людей.

Методы исследования применения технологий искусственного интеллекта в сфере образования:

• изучение и анализ нормативных документов (для изучения социального заказа, нормативов и ориентиров использования технологий искусственного интеллекта в сфере образования);
• анализ научной литературы, изучение тематических сайтов и сайтов образовательных организаций, абстрагирование и обобщение (для систематизации накопленного опыта и выявления целесообразных аспектов применения искусственного интеллекта в образовании);
• анализ и диалектический синтез при выявлении научно-педагогических ориентиров использования технологий искусственного интеллекта в сфере образования.

Среди приоритетных направлений развития и использования технологий искусственного интеллекта указано, что «использование технологий искусственного интеллекта в социальной сфере способствует созданию условий для улучшения уровня жизни населения, в том числе за счет повышения качества услуг в сфере образования (включая адаптацию образовательного процесса к потребностям обучающихся и потребностям рынка труда, системный анализ показателей эффективности обучения для оптимизации профессиональной ориентации и раннего выявления детей с выдающимися способностями, автоматизацию оценки качества знаний и анализа информации о результатах обучения)». Это первое направление применения технологий искусственного интеллекта в образовании.

Второе направление представляет собой «повышение уровня обеспечения российского рынка технологий искусственного интеллекта квалифицированными кадрами и уровня информированности населения о возможных сферах использования таких технологий» и интерпретируется в Национальной стратегии развития искусственного интеллекта на период до 2030 года как одна из целей и основные задачи развития искусственного интеллекта[3].

Сегодня технологии искусственного интеллекта уже используются как в управлении образованием, так и в образовательном процессе. Исследователи выявляют разные уровни реального и потенциального использования искусственного интеллекта в образовании. Так, О.Р. Попов выделил такие потенциальные уровни использования искусственного интеллекта, как: виртуальные помощники и чаты; сбор и анализ данных; персонализированное обучение; оценка качества знаний.

Выделяют основные области применения искусственного интеллекта в общем образовании:

• зачисление и приобретение учащихся;
• обучение и преподавание;
• упреждающие услуги для учеников (консультирование, руководство на программах и т. д.);
• институциональная эффективность (кросс-институциональный и внешний сбор и анализ данных).

Анализируя научные работы можно сделать вывод, что известны исследования и некоторый опыт практического применения искусственного интеллекта в следующих областях:

• искусственный интеллект как технология образовательного менеджмента;
• искусственный интеллект как средство обеспечения безопасности образования;
• искусственный интеллект в создании дидактических средств образования;
• моделирование образовательного процесса с помощью искусственного интеллекта[3].

Искусственный интеллект начинается с данных. Искусственный интеллект обеспечивает возможность получения данных из разнообразных источников, проверки этих данных и их анализа с использованием таких инструментов, как прогнозная аналитика и машинное обучение, таким образом может быть раскрыт многообещающий потенциал искусственного интеллекта в сфере образовательных технологий и его использование может сыграть роль катализатора трансформации образования для всех заинтересованных сторон— от отдельных учащихся до министерств образования [2].

Применение технологий искусственного интеллекта в сфере образования играет ключевую роль в обучении и развитии человека на протяжении всей жизни. Среди них следует выделить следующие аспекты:

• Использование Интернета вещей для создания "дистанционных учебных лабораторий", что позволяет студентам получать практические навыки и знания удаленно.
• Применение аддитивного производства, включая 3D-принтеры и 3D-моделирование, для изготовления робото-технических деталей и устройств, способствует развитию инженерных навыков у студентов.
• Использование машинного обучения для создания аватаров и чат-ботов, которые консультируют, проводят тестирование и помогают разрабатывать индивидуальные образовательные маршруты.
• Применение больших данных, блокчейна и облачных вычислений для формирования защищенных портфолио учащихся и педагогов, а также для фиксации уровня сформированности учебных и профессиональных компетенций.
• Использование виртуальной и дополненной реальности в образовательном процессе для создания учебных сред, содержащих элементы дополненной реальности, что способствует более глубокому погружению учащихся в учебный материал.

Эти технологии не только обогащают образовательный процесс, но и способствуют более эффективному и персонализированному обучению, а также помогают учащимся развивать необходимые навыки для успешной карьеры в цифровой эпохе[1].

В практике мирового образования накоплен и опубликован (на сайтах, в научных статьях и монографиях) опыт применения искусственного интеллекта в сфере образования.

Применяются технологии и практики:

• технологии языкового распознавания;
• обработки и генерации естественного языка;
• технологии персонализации обучения;
• адаптивного обучения;
• виртуальные помощники;
• прокторинг;
• технологии интервального (промежуточного) обучения;
• автоматическая оценка;
• смарт-кампус;
• геймификация;
• чат-боты и др.

Одного доступа ко всем имеющимся актуальным данным недостаточно. Ни одна из перечисленных задач не может быть решена только за счет данных. Сила и потенциал ИИ определяются его способностью устанавливать взаимосвязи между различными данными— прогнозировать будущие результаты, чтобы обеспечить корректировку курса в режиме, приближенном к режиму реального времени, и делать выводы, которые позволят всем заинтересованным сторонам принимать более обоснованные решения.

Прогресс в области искусственного интеллекта и машинного обучения впечатляет, но это далеко не предел возможностей. Существует огромное количество хороших идей, которые искусственный интеллект может реализовать. В целом, искусственный интеллект может значительно улучшить системы образования за счет его способности оптимизировать многие части работы учителя и автоматизировать другие части, в конечном итоге давая им все больше и больше времени, чтобы тратить его на своих учеников.

На сегодняшний день очевидна перспективность и положительный эффект внедрения в образовательный процесс технологий искусственного интеллекта, позволяющих в режиме реального времени обрабатывать большие объемы разнородных данных, анализировать динамику развития компетенций обучаемых, адаптировать инструментарий преподавателя, управлять наполнением учебных материалов.

Список литературы:

1. Коровникова Н.А. Искусственный интеллект в современном образовательном пространстве: проблемы и перспективы / Н.А. Коровникова // Социальные новации и социальные науки / — 2021. –— С. 98 – 113 – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-v-sovremennom-obrazovatelnom-prostranstve-problemy-i-perspektivy/viewer (дата обращения 20.03.2024).
2. Искусственный интеллект в образовании: Изменение темпов обучения. Аналитическая записка ИИТО ЮНЕСКО/ Стивен Даггэн;ред. С.Ю.Князева; пер. с англ.: А.В.Паршакова.— Москва: Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании — 2020 (дата обращения: 18.03.2024).
3. Котлярова И.О. Технологии искусственного интеллекта в образовании / И.О. Котлярова // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Образование. Педагогические науки / — 2022. –— С. 69