Как искусственный интеллект меняет обучение в школе и университете

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.

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.

По мнению экспертов АНО "Цифровая экономика", в обозримом будущем образование невозможно представить без участия ИИ, который будет использоваться всеми участниками образовательного процесса.

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.

Авторы исследования АНО "Цифровая экономика", посвященного влиянию искусственного интеллекта на образование, выделили 7 основных трендов этого процесса.

Внедрение адаптивного обучения

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.

Геймификация на основе ИИ

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.

Внедрение интеллектуальной робототехники в образование

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.

Обучение работе с ИИ

Авторы исследования отмечают, что одним из самых востребованных навыков будущего, станет высокий уровень владения ИИ-инструментами, а наука об использовании ИИ его ключевым элементом. Различные страны уже принимают меры для привлечения талантов в области искусственного интеллекта, поскольку находятся в условиях жесткой конкуренции. Так, в России, по словам заместителя директора Департамента государственной политики в сфере высшего образования Минобрнауки России Алексея Левченко, в 16 университетах разработано 90 программ для обучения специалистов в области искусственного интеллекта. В рамках федерального проекта "Искусственный интеллект" должно быть создано около 100 таких образовательных программ.

Микро- и нанообучение при помощи ИИ

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.

Генеративный искусственный интеллект

За последний год популярность этой ИИ-технологии стремительно выросла. В образовании генеративный ИИ используется и для улучшения учебного процесса. Например, чат-бот способен отвечать на вопросы студентов, а нейросети помогают анализировать результаты проведенных занятий, подбирать темы и материалы для новых, подсказывать спикерам, какие программы требуют корректировки. ИИ также помогает и в административной работе преподавателей.

Распространение ИИ на платформах массовых открытых онлайн курсов

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.

По мнению экспертов АНО "Цифровая экономика", несмотря на очевидные преимущества внедрения ИИ-технологий в образование, до сих пор существуют нерешенные этические и правовые барьеры, которые тормозят этот процесс.

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.