В последние годы искусственный интеллект стал незаменимым инструментом в различных сферах человеческой деятельности, включая образование. Благодаря использованию технологий ИИ в образовании возможности обучения стали более доступными, персонализированными и эффективными. В данной статье мы рассмотрим роль искусственного интеллекта в образовании, а также перспективы развития этой технологии в образовательном процессе.
Одно из ключевых преимуществ искусственного интеллекта — его способность к машинному обучению . Искусственный интеллект может обрабатывать огромные массивы данных, анализировать их, извлекать необходимую информацию. Еще он умеет неплохо переводить и создавать тексты, делать краткие резюме, распознавать речь и многое-многое другое, что раньше было подвластно только человеку.
Сегодня искусственный интеллект (ИИ) находится в авангарде глобальных трансформаций, когда технологии постоянно меняют мир. Интеграция ИИ в бизнес и общество оптимизирует операции и катализирует экономический рост во всем мире. Глобальная статистика по использованию ИИ в различных регионах и отраслях показывает значительные преимущества этой технологии для общества. Интеграция ИИ в бизнес и общество оптимизирует процессы, способствует экономическому росту и повышает конкурентоспособность стран. К 2019 году во всем мире было подано более 300 000 патентов, связанных с ИИ [1]. В Европе 25 % предприятий внедрили ИИ [2]. В 2020 году глобальные расходы на исследования в области искусственного интеллекта превысили 50 миллиардов долларов [3]. Ожидается, что к 2029 году мировой рынок искусственного интеллекта достигнет огромных масштабов, что подчеркивает важность внедрения этой технологии в различные сферы жизнедеятельности человека [4].
В условиях быстрого технологического развития ИИ становиться ключевым инструментом в трансформации образования. Использование ИИ в образовании позволяет улучшить качество обучения, персонализировать учебный процесс, повысить эффективность преподавания и развития учащихся, что будет способствовать созданию инновационных образовательных методик и инструментов, что поможет обучающимся осваивать знания более эффективно и интересно.
Цель данного исследования заключается в выявлении значимости использования искусственного интеллекта в сфере образования в контексте быстрого технологического развития. Мы стремимся проанализировать возможность внедрения ИИ в образовательные и оценить потенциал данной технологии для улучшения качества обучения и развития учащихся.
Индепендентный поиск научных исследований, статей, книг и других публикаций, связанных с данной тематикой, показал, что проблема использования ИИ в образовании является острой и вызывает широкие дискуссии в научном сообществе. А. Р. Садыкова и И. В. Левченко считают, что вопрос включения искусственного интеллекта в образовательные системы различных государств находится в стадии разработки и проектирования [5]. В. И. Евсеев рассуждает о роли искусственного интеллекта в современном обществе, науке и технике. Такие авторы, как Рыжкова Н. И., Трубина И. И., Королева Н. Ю. и Филимонова Е. В. в своей статье поднимают тему искусственного интеллекта как актуального тренда содержания обучения информатике в условиях цифровизации. А. Дас, С. Малавия и М. Сингх отмечают положительную корреляцию между персонализированным адаптивным обучением на основе искусственного интеллекта и улучшением академической успеваемости, вовлеченности и удовлетворенности [6]. Обсуждение и анализ исследователями различных сторон данного вопроса плодотворную почву для поиска и разработки разнообразных подходов к решению этой проблемы. В свете этой ситуации важно провести более глубокий анализ исследований и аргументации, чтобы понять различные точки зрения и обоснования, лежащие в основе этой проблемы.
Искусственный интеллект — это свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека [7]. ИИ стремится к созданию компьютерных систем, способных анализировать большие объемы данных, находить закономерности, принимать решения, обучаться на основе опыта и взаимодействовать с окружающей средой более интеллектуально [8]. Этот термин часто применяется к проекту разработки систем, наделенных интеллектуальными процессами, характерными для человека, такими как способность рассуждать, открывать смысл, обобщать или учиться на прошлом опыте. С момента разработки цифрового компьютера в 1940-х годах было продемонстрировано, что компьютеры можно запрограммировать для выполнения очень сложных задач, таких как поиск доказательств математических теорем или игра в шахматы, с большим мастерством. Тем не менее, несмотря на продолжающееся развитие скорости компьютерной обработки и объема памяти, пока не существует программ, которые могли бы сравниться с полной человеческой гибкостью в более широких областях или в задачах, требующих большого количества повседневных знаний [9].
В зависимости от возможностей ИИ делят на: узкий, общий и суперсильный.
Весь ИИ, который есть на данный момент у человечества — узкий. Узкий ИИ (ANI — Artificial Narrow Intelligence) часто создают для выполнения единственной задачи. Если ИИ создали для поиска спама, он не сможет заваривать кофе или сортировать новости в ленте социальной сети. Узкий ИИ (ANI) уже успешно применяется в образовании для выполнения конкретных задач, таких как адаптивное обучение, автоматизация учебного процесса, персонализация обучения и т. д. Этот вид ИИ позволяет создавать инструменты и ресурсы, способные эффективно помогать студентам и учителям в различных аспектах образовательного процесса.
Общий ИИ (AGI — Artificial General Intelligence) не ограничен узким набором задач — он может думать самостоятельно, учиться, совершенствоваться, выполнять сразу несколько заданий и даже обнаруживать эмоции. Хотя сейчас общий ИИ находится на стадии исследования, потенциально он может предложить революционные возможности для сферы образования. AGI сможет обучаться и адаптироваться к различным задачам, создавать индивидуализированные образовательные программы, предлагать ученикам интерактивное обучение и даже оценивать их творческие работы.
Супер ИИ (ASI — Artificial Super Intelligence) — это версия ИИ, которая превосходит человеческий интеллект и может мыслить, рассуждать, решать головоломки, воспроизводить сложные эмоции, обучаться и общаться самостоятельно. Сегодня это гипотетическая концепция. Он является неким предвестником будущего, где могут возникнуть возможности, с которыми мы сегодня даже не можем вообразить. Этот уровень искусственного интеллекта может предложить абсолютно новые формы образования, интегрируя передовые технологии, адаптируясь к индивидуальным потребностям учащихся и обеспечивая максимально эффективный обучающий опыт.
Возвращаясь к цели нашей работы, можно отметить, что искусственный интеллект может напрямую быть связан с системой образования и усовершенствовать её.
Искусственный интеллект (ИИ) предлагает широкий спектр возможностей и преимуществ в области образования.
Во-первых, ИИ призван сделать образование индивидуализированным. Вспомним те ситуации в школе или университете, когда вы уже все поняли, но вынуждены ждать остальных. Или же наоборот, мучительно осмысляете то, что другим далось на удивление просто. В идеальном образовательном процессе такого происходить не должно.
Персонализация удачно реализована в математическом тьюторе Thinkster [10]. Пользователи платформы проходят тестирование, после чего ИИ выдает предполагаемый план обучения.
Успехи ученика отслеживаются ежедневно, и программа обучения подстраивается под эти промежуточные результаты. Каждую неделю с учеником работает живой специалист, однако эта функция платформы не обязательна для ее успешного использования.
Возможно, скоро с помощью встроенной камеры ИИ сможет даже распознавать невербальные сигналы вроде выражения лица учащегося при выполнении задания, и в зависимости от результата мониторинга менять уровень сложности его программы.
Плюс такой персонализации еще и в том, что разделение студентов на «успевающих» и «отстающих» должно уйти в прошлое, ведь теперь каждый будет следовать своей собственной программе в индивидуальном темпе.
ИИ способен освободить драгоценное время преподавателя от зачастую рутинных и утомительных для него задач. С этой целью, например, учеными из Технологического института Джорджии был создан «Jill Watson AI framework» [11].
Первоначально личного ассистента разработали для ответа на типовые вопросы в ходе обучения по программе получения ученой степени в области компьютерных наук. Сейчас его функционал расширяется, и он уже может отвечать на вопросы по курсу «Введение в биологию».
Как видно из этого примера, ИИ отнюдь не вытесняет преподавателя, а лишь замещает некоторые его функции, оставляя человеку больше времени и ресурсов, которые можно потратить с пользой: скажем, на индивидуальную работу со студентами и передачу им личного опыта.
Эти же ученые недавно разработали агента VERA [12], который ассистирует студентам того же биологического курса, помогая разрабатывать свои научные проекты по экологии.
Похожий ассистент существует и для школьников. Brainly.com [13] — образовательная платформа, на которой ученики и учителя со всего мира могут задавать вопросы и принимать ответы на них. Ресурс предоставляет возможность получать помощь в решении заданий по различным предметам, а также общаться с другими учениками и учителями, обмениваться знаниями и опытом. Для родителей на Brainly.com есть отдельный раздел, где они могут получить информацию о том, как помочь своим детям в учебе, как выбрать подходящую школу или университет, а также о том, как поддерживать мотивацию и интерес к обучению.
Наконец, универсального ассистента предложила компания Cognii [14]. Программисты разработали одноименную образовательную платформу, которая использует искусственный интеллект для создания персонализированных учебных материалов и оценок. Она позволяет педагогам собирать уникальные курсы, которые адаптируются к потребностям каждого ученика.
Таким образом, вся монотонная работа по обучению в основном переходит в зону ответственности ИИ, оставляя преподавателям все больше пространства для творчества.
Один из запросов ЮНЕСКО — доступность образования для всех — ИИ способен закрыть очень успешно. Речь идет о возможности обучаться тем людям, которые имеют проблемы со здоровьем.
Уже давно существуют программы, преобразующие текст в речь, например, для слабовидящих студентов. А еще недавно появилось приложение на основе ИИ, которое позволяет быстро переводить речь в текст. Называется эта платформа Dragon Anywhere [15].
Она разработана компанией Nuance Communications и предоставляет пользователям возможность создавать и редактировать документы, применяя голосовой ввод на своих мобильных устройствах. В основе Dragon Anywhere лежит технология глубокого обучения для распознавания речи с высокой точностью. Она также снабжена функциями автоматического форматирования текста и даже умеет добавлять графики и изображения в документы. Правда, пока что платформа поддерживает лишь несколько языков, включая английский, немецкий, французский, итальянский и испанский.
Это лишь один из примеров платформ, которые помогают людям с ограниченными возможностями. Dragon Anywhere значительно облегчает обучение людям с синдромом дефицита внимания и гиперактивности.
ИИ способен ассистировать преподавателю не только в ходе самого обучения, но и в процессе его организации. Логично отдать ему на откуп все административные процессы.
Например, компания Factspan Analytics Inc. [16] предлагает решение для целого комплекса задач в обучении. Разработчики обещают одновременно автоматизировать следующие процессы:
— адаптация студентов (автоматические рассылки, электронные формы и т. д.);
— оценка знаний учащихся;
— отслеживание посещаемости занятий;
— ведение отчетности и аудит;
— различные офисные задачи (сертификация сотрудников, оплата работы и др.).
Исследование показало, что внедрение искусственного интеллекта в сферу образования имеет огромный потенциал для улучшения качества образования. Автоматизация процессов, персонализированное обучение, анализ данных и улучшенное взаимодействие студентов с учебными материалами позволяют повысить эффективность образовательного процесса и достичь лучших результатов. Однако необходимо учитывать, что успешная имплементация искусственного интеллекта требует высокой квалификации педагогов, адекватной подготовки кадров и учета потенциальных этических и конфиденциальных вопросов. Только при соблюдении всех этих условий можно говорить о положительном влиянии искусственного интеллекта на образование. В целом, результаты исследования свидетельствуют о том, что внедрение искусственного интеллекта в сфере образования может принести значительные выгоды и улучшить образовательную систему в целом.
Литература:
1. WIPO’s First «Technology Trends» Study Probes Artificial Intelligence: IBM and Microsoft are Leaders Amid Recent Global Upsurge in AI Inventive Activity // WIPO URL: https://www.wipo.int/pressroom/en/articles/2019/article_0001.html (дата обращения: 17.04.2024).
2. European approach to artificial intelligence // European Commission URL: https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/european-approach-artificial-intelligence (дата обращения: 17.04.2024).
3. Top 100 companies: Artificial Intelligence // statista URL: https://www.statista.com/study/140081/top-100-companies-artificial-intelligence/ (дата обращения: 17.04.2024).
4. Artificial Intelligence (AI) Market Trends // Artificial Intelligence URL: https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/artificial-intelligence-market-100114 (дата обращения: 17.04.2024).
5. Садыкова А. Р., Левченко И. В. Искусственный интеллект как компонент инновационного содержания общего образования: анализ мирового опыта и отечественные перспективы// Вестник РУДН. Серия: Информатизация образования. 2020. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-kak-komponent-innovatsionnogo-soderzhaniya-obschego-obrazovaniya-analiz-mirovogo-opyta-i-otechestvennye (дата обращения: 05.04.2024).
6. Das, Amit & Malaviya, Sanjeev & Singh, Manpreet. The Impact of AI-Driven Personalization on Learners' Performance// International Journal of Computer Sciences and Engineering. 2023. № 11. pp 15–22. DOI 10.26438/ijcse/v11i8.1522. URL: https://www.researchgate.net/publication/373424876_The_Impact_of_AI Driven_Personalization_on_Learners'_Performance (дата обращения: 05.04.2024).
7. Что представляет собой искусственный интеллект // SAP URL: https://www.sap.com/central-asia-caucasus/products/artificial-intelligence/what-is-artificial-intelligence.html (дата обращения: 17.04.2024).
8. Основы ИИ: введение в искусственный интеллект // Харб URL: https://habr.com/ru/sandbox/213685/ (дата обращения: 17.04.2024).
9. Коупленд, Б.Дж. «Искусственный интеллект». Британская энциклопедия, 5 апреля 2024 г., URL: https://www.britannica.com/technology/artificial-intelligence. (дата обращения: 05.04.2024).
10. Thinkster // Thinkster URL: https://thinkster.io/ (дата обращения: 17.04.2024).
11. Jill Watson AI framework // Georgia Tech. URL: https://research.gatech.edu/jill-watson-ai-pioneer-education-turns-4 (дата обращения: 17.04.2024).
12. The Scientific Way of Thinking using VERA // Georgia Tech. URL: https://vera.cc.gatech.edu/announcement/2c9f912d6d3bf663016d4ac2758e000a (дата обращения: 17.04.2024).
13. Get ahead with Brainly, the AI Learning Companion // Brainly URL: https://brainly.com/ (дата обращения: 17.04.2024).
14. Artificial Intellegence for Education and Training // Cognii URL: https://www.cognii.com/ (дата обращения: 17.04.2024).
15. Dragon Anywhere // Nuance URL: https://www.nuance.com/dragon/dragon-anywhere.html (дата обращения: 17.04.2024).
16. Data and AI services // Factspan URL: https://www.factspan.com/ (дата обращения: 17.04.2024
17. Методы искусственного интеллекта в образовании Источник: https://urokcifri.ru/metody-iskusstvennogo-intellekta-v-obrazovanii/ | УрокЦифры.рф. — Текст: электронный //: [сайт]. — URL: https://urokcifri.ru/metody-iskusstvennogo-intellekta-v-obrazovanii/ (дата обращения: 01.05.2024).
