Как искусственный интеллект меняет обучение в школе и университете

Помощь в IT-практике

Массовые открытые онлайн курсы (Massive Open Online Courses, MOOC) — формат онлайн обучения, при котором доступ к образовательному контенту открыт для широкой аудитории через интернет. Хотя технологии дистанционного онлайн-обучения получили развитие еще в конце XX века, начало популярности модели MOOC относится к началу 2010-х годов. Сегодня MOOC-платформы не только предоставляют разнообразный образовательный контент по вопросам, связанным с технологиями искусственного интеллекта, но и используют алгоритмы ИИ для решения комплекса аналитических и управленческих задач, направленных на поддержку образовательного процесса.

Во фронтенд-команде собрались очень активные ребята, которые задавали интересные вопросы и по-настоящему удивили своей финальной работой. Они не только выполнили техническое задание, но и добавили собственные доработки: например, возможность выбрать различные стили изображения и настроить их соотношение в конечной картинке. В работе они использовали HTML, CSS, Javascript. ChatGPT помогла им там, где не хватало собственных компетенций. Например, некоторые еще не очень хорошо знали JavaScript и задавали нейросети конкретные запросы: «напиши код для слайдера». ChatGPT также оснащена датасетами верстки, поэтому хорошо справлялась с этими задачами. По сути, нейросеть выступила помощником, который наталкивает на мысль или дополняет компетенции разработчиков-новичков.

Роботов в процессе обучения можно использовать для решения самых разных задач — от программирования до конструирования и проведения экспериментов. Это помогает учащимся развивать навыки проблемного мышления, креативности и работы в команде. Учащиеся получают возможность применять полученные знания и навыки на практике, а также развивать творческую и инженерную мысль. Роботы также могут выступать в роли ассистентов преподавателей — читать лекции, контролировать знания, следить за успеваемостью или за временем выполнения задания.

В первую очередь, это конфиденциальность и защита персональных данных учащихся и преподавателей. Для качественного обучения ИИ-моделей требуется конфиденциальная информация — данные пользователей из социальных сетей, мобильных телефонов, компьютеров и т.д. Даже если формально конфиденциальность пользователей не была при этом нарушена, выявленные ИИ закономерности в данных могут создавать риски раскрытия персональной информации. Помимо этого, существует проблема взаимоотношений между человеком и машиной. Благодаря внедрению ИИ в образование появляются гибридные формы обучения, которые включают в себя виртуальных помощников. Сегодня в экспертном сообществе активно обсуждается вероятность того, что у школьников может измениться восприятие «живого», и это способно привести к замедлению развития эмоционального интеллекта. А студенты столкнутся с рядом проблем, вызванных формированием эмоциональных связей между человеком и машиной. Результаты исследования показывают, что сегодня российская сфера образования находится на раннем этапе внедрения технологий ИИ. С одной стороны, по возможностям инвестиций в технологии ИИ и привлечения профильных специалистов она уступает лидирующим сегментам экономики: банкам, торговле, телекоммуникациям. С другой стороны, у образовательных учреждений существует особая потребность в использовании ИИ, поскольку данная сфера деятельности непосредственно связана с информацией и ее обработкой. При этом тенденции использования ИИ в российском образовании в целом соответствуют мировому опыту современной технологической модернизации и связаны как с повышением качества образовательных услуг, так и с повышением управляемости образовательных процессов.

Чтобы получить помощь в образовании, не обязательно идти за специализированными сервисами — полезным может оказаться даже ChatGPT. Например, студентам курса фронтенд-разработки Skillfactory нейросеть помогла в работе на «Мегахакатоне» — большом практическом мероприятии с участием реальных заказчиков. Задачу команде поставила компания «ХотКей», которая разработала для своих клиентов нейросеть для генерации картинок. Студентам-фронтендерам предложили создать веб-интерфейс для управления этой нейросетью. Некоторые участники команды учились фронтенду всего две недели, но при поддержке нейросети отлично справились с задачей.

Адаптивное обучение предполагает такую форму организации учебного процесса, при которой максимально учитываются навыки, интересы и другие индивидуальные особенности обучающихся. Построение адаптивных образовательных моделей осуществляется с использованием технологий на базе ИИ и машинного обучения, позволяющих анализировать результаты освоения образовательной программы студентом или школьником и корректировать ее для каждого ученика.

При этом использование искусственного интеллекта — это не только оснащение классов и аудиторий соответствующим оборудованием, но и смена образовательной парадигмы. По мере внедрения ИИ-решений на место традиционным занятиям будет приходить разноформатное проектное обучение. Изменится и роль педагога. Возрастет его значимость как наставника, мотивирующего учеников к самостоятельной работе, обучающего приемам работы с информацией, поиску новых решений. Это связано с тем, что искусственный интеллект в образовании основан на использовании разнообразных приложений, включая интеллектуальных наставников, функциях персональной и оперативной обратной связи, контроля прогресса в обучении. Возможности ИИ также можно использовать для оказания специализированной поддержки и повышения осведомленности о пробелах в знаниях, что позволяет преподавателям использовать технологии персонализированного и адаптивного обучения. ИИ обеспечивает возможность принятия решений на базе алгоритмов, позволяющих оценивать сложные навыки и знания в режиме реального времени. Кроме того, образовательные системы на базе искусственного интеллекта способны анализировать динамику занятий в классе и вовлеченности учащихся, что позволяет оперативно выявлять не успевающих учеников и устранять пробелы в знаниях. Подобные технологии, еще недавно казавшиеся уделом отдаленного будущего, уже используются в образовательной сфере.

Аналогично работает Thinkster — сервис для обучения школьников математике. Взаимодействие с платформой начинается с теста, затем приложение подбирает для пользователя подходящие ему упражнения и меняет программу в зависимости от того, как ученик проявляет себя. Работа на Thinkster включает в себя также уроки с репетитором, которому аналитика по ученикам помогает составлять индивидуальные уроки. Расширенная версия Duolingo использует ChatGPT, чтобы объяснять пользователям их ошибки. Источник

Геймификация на основе ИИ

По мнению генерального директора ЮНЕСКО Одри Азуле, искусственный интеллект серьезно изменит всю сферу образования, а методы преподавания, способы обучения, доступ к знаниям и подготовка учителей претерпят революционные изменения. У сферы образования, в отличие от бизнеса, есть своя специфика интеграции ИИ-технологий. Основной целью внедрения ИИ в образовательные процессы является не получение экономического эффекта, а повышение качества обучения, которое сложно измерить с помощью системы объективных показателей. Область применения ИИ в образовании уже сейчас весьма разнообразна. Его можно использовать для анализа поведения учеников, студентов и преподавателей, персонализации процесса обучения, прокторинга (контроля честного прохождения онлайн-экзаменов и тестирования), проверки уровня знаний и работ учащихся и пр. Важным социальным эффектом внедрения ИИ станет повышение уровня доступности образования, а также инклюзивности образовательной среды.

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

Используя алгоритмы искусственного интеллекта, можно создавать персонализированные игры, которые помогают ускорить процесс обучения. Это делает обучение более увлекательным и способствует лучшему усвоению материала. В первую очередь геймификация в образовании используется для повышения мотивации учащихся. Она также помогает добиться более высокой концентрации, интереса к изучаемому материалу и удержанию внимание на протяжении всего занятия.

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.

Развитие искусственного интеллекта (ИИ) и его внедрение в сферу образования приобретает повсеместный характер. Эксперты сходятся во мнении, что ИИ приведет к существенным трансформациям в индустриях, связанных с интеллектуальной деятельностью, к числу которых относится образование.

Микро- и нанообучение — новый образовательный подход, который активно используется сейчас, прежде всего, в корпоративном образовании. Он подразумевает процесс предоставления информации в виде 10-15-минутных занятий, видеороликов и упражнений. Также могут быть использоваться и более короткие форматы занятий — от 2 до 5 минут. ИИ используют для того, чтобы разбить сложную тему на короткие, легко воспринимаемые фрагменты текста. Последний позволяет создавать обучающие модули для реализации программ нанообучения и автоматически делить информацию на понятные доступные блоки, при этом выдавая их ученикам в привлекательной запоминающейся форме. Вышеописанный формат подачи учебных материалов по оценкам экспертов должен показать в скором будущем неплохие результаты в повышении внимания школьников. В первую очередь, это связано с большой популярностью среди молодежной аудитории коротких видеоформатов.