Искусственный интеллект для учебы и практики: как технологии меняют образование

Автоматизация рутины для учителей

Алгоритмы искусственного интеллекта помогают определить уровень студента и создать для него персонализированный план обучения. Яркий пример — приложение для изучения иностранных языков Duolingo. На старте вы проходите тест по изучению языка, и приложение собирает для вас упражнения подходящей сложности. Затем, на основе каждого пройденного урока, ваших успехов и ошибок, Duolingo выбирает упражнения, которые помогают заполнить пробелы и повысить свой уровень. Также в приложение встроена система распознавания речи, которая позволяет практиковать навык произношения.

В 2022 году в издательстве «Альпина PRO» вышла книга «Искусственный интеллект в образовании. Перспективы и проблемы для преподавания и обучения». Ее авторы, исследователи инноваций в образовании Уэйн Холмс, Майя Бялик и Чарльз Фейдел, отвечают на один из самых актуальных вопросов сегодняшнего дня: чему и как школы должны учить детей в эпоху, когда технологии претворяют вчерашние мечты в сегодняшнюю реальность. Впрочем, труд исследователей выходит за рамки всего лишь одной книги. Редакция Forbes Education постаралась разобраться в основных идеях работы и выяснить, кому она могла бы быть полезна.

В первую очередь стоит выделить идею об основном образовании в современном мире, которое необходимо не столько для получения базовых знаний, сколько для социализации. Школа выступает как путь к вузу и финансовой независимости: не получив основное общее образование, в университет попасть не получится, а это в свою очередь влияет на трудоустройство, ведь образование – «своего рода знак, по которому будущие работодатели поймут, что сотрудник соблюдает базовые стандарты по контролю качества».

Для реализации этой программы необходимо в основу учебного плана поместить «фундаментальные обобщения», благодаря которым у школьников разовьется «экспертный дилетантизм». Этот термин ввел профессор Гарвардского университета Дэвид Перкинс в книге «Мудрость будущего»: в то время как экспертному знанию свойственна техническая глубина, опытный дилетантизм нацелен на «прочное и разностороннее понимание ключевых знаний». Иначе говоря, экспертный дилетант, усвоив ключевые понятия, быстрее решит возникающие проблемы и получит более разнообразный инструментарий для понимания мира.

Искусственный интеллект (ИИ) — область, которая очень быстро развивается. В мире появляется все больше программ, способных выполнять самые разные задачи. То, что человеку еще 20 лет назад могло казаться невозможным, сейчас становится реальностью. Из-за этого высок риск формирования неосуществимых представлений о перспективном будущем с ИИ, которые получат широкое распространение, а реальные возможности технологий останутся в тени фантазий. Также высока вероятность быстрого устаревания материалов самой книги. В сфере новых технологий такое бывало не единожды: достаточно вспомнить многие издания об интернете времен, когда его название писали с заглавной буквы.

Избавить их от рутины помогают решения на основе нейросетей. Например, программа Gradescope позволяет проверять тесты по физике, математике, химии, биологии и другим предметам. Пользователь предзагружает в программу тест и ответы, а затем сканирует листы бумаги с выполненными заданиями от студентов. Нейросеть распознает рукописный текст, сопоставляет с правильными ответами, находит ошибки и группирует их, чтобы преподаватель мог дать обратную связь по слабым местам студентов. Так выглядит интерфейс проверки в Gradescope. Источник

Помощь в IT-практике

При этом возникает угроза, что подобный путь может привести к появлению людей с лишь поверхностными знаниями. Чтобы избежать этого, необходимо развивать грамотность, считают авторы. Сейчас этот термин перестал быть исключительно лингвистическим: он передает саму идею стремления к экспертному дилетантизму и подготовки к будущему обучению. Усвоить ключевые понятия дисциплины – значит добиться в ней грамотности и научиться думать, как специалист.

«В образовании всего две проблемы: что мы преподаем, и как мы это преподаем», — отмечается авторами. Исходя из этого, книгу разделили на две соответствующие части: первая – про «что», вторая – про «как». Такой подход позволил не только систематизировать информацию, но и сделать «Искусственный интеллект в образовании» условно интерактивным: по материалу удобно перемещаться в зависимости от личных интересов. Сами авторы, например, предлагают такой вариант: «Методистам, составляющим регламенты и учебные программы, полезнее будет начать с раздела «что», а учителям и ИТ-специалистам — с раздела «как»».

Еще одна рутинная операция в образовании — создавать опросники и тесты для контроля знаний. В этой сфере тоже есть AI-помощники. Например, сервис для создания тестов PrepAI. Он позволяет создать тест на основе вашего материала (конспекта, книги, видеолекции) или ввести тему в окно поиска и собрать контрольную работу по материалам из интернета. Сервис работает на базе нейросети, которая распознает контент, сегментирует его, генерирует разные варианты ответов. На PrepAI можно делать тесты как для школьников, так и для студентов университетов. Еще один пример автоматизированной разработки контента — сервис Smartest Learning. Инструмент анализирует ваши текстовые документы и на их основе может создавать презентации с иллюстрациями и графиками, викторины и тесты. Все свои проекты можно сохранять в библиотеку и редактировать здесь же.

В связи с указанными проблемами, одной из главных задач, которую выделяют для себя авторы «Искусственного интеллекта в образовании», становится необходимость сохранения баланса между «нынешним потенциалом и безумными экстраполяциями» представлений о развитии новых технологий. Кроме того, достаточно рискованно было бы предсказывать будущее или даже фиксировать настоящее в столь быстро меняющемся мире, поэтому планируется, что книга претерпит множество переизданий с учетом обновлений технологий. Так, эти два принципа стали основополагающими в работе исследователей.

Другая причина, по которой обучение все еще необходимо, заключается в том, что одной лишь способности найти данные может быть недостаточно для их правильного использования и применения. Это усугубляет явление метаневежества, то есть непонимания уровня собственного невежества. В подобном случае человек не стремится найти реальную информацию, что играет решающую роль в его способности критически и творчески мыслить.

Искусственный интеллект и технологии уже нашли свое применение в медицине, благотворительности, экологии и других социально значимых сферах. Среди них и образование. Здесь нейросети помогают снизить рутинную нагрузку учителей и преподавателей, сделать учебу более персонализированной и веселой для студентов, облегчить вход в новые профессии и поддержать учащихся морально. Делимся обзором применения технологий в образовании с примерами работающих сервисов и практик.

К началу 2030-х годов, по мнению авторов книги, ИИ научится помогать человеку, сотрудничать с ним, обучать и выступать в качестве посредника. Фактически он станет неотъемлемой частью жизни многих людей, из-за чего их быт кардинально изменится. То же касается и образовательного процесса. Уже сегодня большое количество информации можно получить за считанные минуты, просто зайдя в поисковик. Через 10 лет, вероятно, этот процесс будет еще быстрее. Возникает очевидный вопрос: зачем что-то учить в мире, где все можно найти в интернете? Ответить на него и пытаются авторы в разделе «что».

Обозначив приоритеты и перспективные трудности, авторы «Искусственного интеллекта в образовании» предлагают собственные идеи наиболее эффективных изменений учебного плана. Во-первых, в него следует добавить важнейшие современные дисциплины. Среди них выделяют технологии и инженерию, инфо- и медиасферу (к примеру, необходимо изучать журналистику, включая ее новые формы, чтобы научиться правильно пользоваться контентом), предпринимательство и бизнес (нестабильный рынок труда приводит к тому, что ученики должны быть готовы оценивать свою карьеру не только с точки зрения сегодняшнего дня, но и с позиции новых перспектив), личные финансы, здоровый образ жизни (сюда входит не только физическое здоровье, но и поддержание благополучия и безопасности в сфере общения), общественные науки.