Искусственный интеллект в образовании: практическое применение

Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования

«Станция юных техников» города Каменск-Шахтинский

Конспект занятия на тему:

«Искусственный интеллект в образовании:

практическое применение»

Выполнил: педагог дополнительного

образования Никонов М.А.

октябрь 2024 год

Современное образование в России сталкивается с множеством проблем, таких как несоответствие содержания образования реалиям быстро меняющейся среды информационного общества, отсутствие персонализированного подхода к каждому обучающемуся, а также недостаток профессиональных педагогов. В связи с этим российские образовательные учреждении, в первую очередь высшего уровня образования, задумываются о вводе технологии искусственного интеллекта (ИИ) в учебный процесс.

Использование системы искусственного интеллекта позволит, исходя из обучаемости и производительности обучающихся, определить их индивидуальные потребности, что сделает процесс обучения более эффективным и интерактивным. Кроме того, ИИ может помочь сократить неравенство в образовании.

Некоторые обучающиеся могут иметь более высокий уровень знаний и навыков, чем другие. Использование ИИ в учебном процессе позволяет предоставлять дополнительную поддержку тем участникам процесса обучения, которые нуждаются или заинтересованы в дополнительном времени и ресурсах.

Также ИИ может помочь сократить временные и финансовые затраты на обучение. Педагоги могут использовать ИИ-технологии для создания обучающих программ и автоматизации многих рутинных процессов, таких как проверка работ и оценка успеваемости.

Применение искусственного интеллекта в учебном процессе может стать одним из решений для преодоления проблем, связанных с современным образованием в России и повышения результативности учебного процесса.

Рассмотрим практическое применение ИИ в образовании.

Искусственный интеллект может применяется в образовании для решения различных задач, однако все они условно подразделяются на следующие категории:

1. Персонализация обучения - ИИ решает задачу адаптации обучения к потребностям каждого обучающегося. Системы ИИ могут анализировать данные об обучающихся и предлагать индивидуальные пути обучения, учитывая их уровень знаний, интересы и способности.

2. Оценка знаний - ИИ помогает в оценке знаний обучающихся, используя анализ данных и алгоритмы машинного обучения. Это может повысить точность и объективность оценки.

3. Поддержка педагогов и автоматизация рутинных задач – ИИ поддерживает педагогов в их рабочих задачах, например, в создании тестов, разработке учебных материалов и управлении учебными процессами. Также ИИ может автоматизировать ряд рутинных задач, таких как проверка заданий и оценка тестов, что позволит педагогам больше времени уделяться более сложным задачам.

4. Прогнозирование успеваемости - ИИ может использоваться для прогнозирования успеваемости обучающихся на основе данных их обучения и поведения. Данная возможность полезна как для самих обучающихся, так и для педагогов и администрации учебных заведений. Для обучающихся это может означать раннее выявление потенциальных проблем с учебой и более своевременную поддержку со стороны педагогов и администрации. Для педагогов и администрации это означает более эффективный подход к улучшению успеваемости обучающихся, применение учебных методик и программ, которые лучше всего подходят для каждого обучающегося. Это приводит к более эффективному использованию ресурсов и высокому качеству обучения.

5. Развитие креативности и инноваций - ИИ может помочь развивать креативность и инновации обучающихся, создавая условия для экспериментирования и исследования новых идей.

6. Улучшение доступности образования - ИИ может помочь улучшить доступность образования для людей с ограниченными возможностями, например, через автоматические системы чтения и записи текста для слабовидящих или системы перевода для глухих и т.д. Также данная категория относится к улучшению качества дистанционного обучения.

7. Развитие новых форм обучения - ИИ может помочь создавать новые формы обучения, например, через виртуальные классы, интерактивные учебные программы, и т.д., что может сделать обучение более интересным и эффективным

Опишем кратко существующие на рынке инструменты и технологии. Ниже приведены несколько примеров зарубежных продуктов и инструментов, которые используют искусственный интеллект для персонализации обучения и адаптации к уровню знаний каждого обучающегося:

⎯ Smart Sparrow – авторская платформа для создания персонализированных онлайн-курсов с использованием ИИ. Эта платформа позволяет учителям и педагогам создавать интерактивные уроки и задания с возможностью индивидуальной настройки для каждого обучающегося, в зависимости от его уровня знаний и предпочтений.

⎯ DreamBox Learning - онлайн-платформа с более 2000 заданиями по математике, использующая ИИ для адаптации заданий к уровню знаний каждого обучающегося. Система DreamBox Learning анализирует ответы обучающегося и на основе этого предлагает ему следующее задание, чтобы максимально эффективно продвигать его по курсу.

⎯ Querium - приложение с интерактивными уроками и заданиями по наукам и математике, использующее ИИ для улучшения навыков обучающихся. Querium предлагает интерактивные задания с комментариями и объяснениями, чтобы помочь обучающимся лучше понимать материал.

Кроме того, в России также есть несколько интересных примеров использования искусственного интеллекта в образовании:

− Skyeng - онлайн-школа английского языка, использующая ИИ для персонализации обучения каждого обучающегося. Skyeng предлагает индивидуальные планы обучения, разработанные на основе данных о произношении, лексике и грамматике каждого обучающегося.

− «Умный класс» от Росатома - система персонализированных курсов обучения для сотрудников компании Росатом. Эта система использует ИИ для анализа знаний сотрудников и предоставляет им индивидуальные задания и материалы для повышения квалификации.

− СберКласс – образовательная платформа от Сбербанка, использующая ИИ для персонализации обучения и подхода к каждому обучающемуся. СберКласс предлагает персонализированные уроки, которые адаптируются к уровню знаний каждого обучающегося и помогают ему лучше усваивать материал.

− Яндекс.Учебник - бесплатный сервис от компании "Яндекс", который помогает обучающимя изучать школьные предметы с использованием технологий ИИ. Яндекс.Учебник предлагает интерактивные уроки, тесты и задания, которые помогают обучающимся лучше понимать материал и готовиться к экзаменам.

Необходимо рассмотреть этические и социальные аспекты использования ИИ в образовании и возможные последствия внедрения ИИ в процесс обучения. Однако, как и в любой другой сфере, при использовании ИИ в образовании есть свои плюсы и минусы. В то время как адаптивное обучение и индивидуализированный подход могут помочь обучающимся находиться на своем индивидуальном пути обучения, ошибка в программировании ИИ может привести к искажению результатов и, в конечном итоге, неверной оценке знаний обучающихся. Оценки могут стать более объективными при использовании ИИ, однако это может привести к утрате личности и социального взаимодействия в образовательной среде.

Каждый аспект имеет свои преимущества и недостатки, и для достижения наилучшего результата необходимо балансировать между использованием ИИ и традиционными методами обучения. Ниже приведены основные аспекты, в которых можно сравнить традиционное образование и образование, основанное на использовании искусственного интеллекта (Табл.1).

Таблица 1

Аспекты внедрения ИИ в образовательный процесс

Проанализируем основные риски и проблемы широкого внедрения ИИ в образование. Несмотря на множество преимуществ, внедрение ИИ в образование также связано с рисками и проблемами. Некоторые из них включают в себя:

− потеря рабочих мест - одним из главных рисков внедрения ИИ в образование является потеря рабочих мест. Автоматизация процессов приведёт к сокращению рабочих мест в секторе образования.

− недостаток прозрачности и ответственности - другим риском, связанным с инъекцией ИИ в образование, является недостаток прозрачности и ответственности. Использование ИИ в принятии решений может привести к недостатку прозрачности и ответственности. Возможно, что решения, принятые ИИ, будут трудно объяснить людям, что может вызвать недоверие со стороны обучающихся и педагогов. Это может привести к уменьшению доверия к образовательным институтам и снижению качества образования.

− искажения в данных - если данные, на которых работает ИИ, содержат ошибки или не сбалансированы, то это может привести к ошибкам в его работе и искажению результатов. Это может негативно повлиять на эффективность использования ИИ в образовании.

− необходимость обучения новым навыкам для педагогов и обучающихся - от педагогов и обучающихся потребуется обучение новым навыкам. Педагоги должны освоить навыки работы с ИИ-системами, такими как анализ данных и использование ИИ-инструментов для создания новых курсов. Обучающимся может потребоваться обучение навыкам работы с ИИ-системами. Однако не все педагоги и обучающиеся могут быть готовы к такому обучению, что может привести к неравномерному доступу к образованию и неравному распределению знаний.

− изменение роли педагогов - при внедрении ИИ в образование роль педагогов будет больше носить консультативный характер. Они должны научиться работать с ИИ-системами, чтобы они могли использовать их как инструмент для улучшения своих курсов.

− защита данных - внедрение ИИ в образование требует защиты данных.

Образовательные учреждения должны предпринимать меры для защиты данных и обеспечения конфиденциальности. Данные, связанные с обучением, могут быть чувствительными, поэтому необходимо обеспечить их защиту от кражи данных или несанкционированного доступа. Кроме того, необходимо убедиться, что данные используются только для образовательных целей и не передаются третьим сторонам без согласия обучающихся.

− необходимость наличия квалифицированных специалистов для настройки ИИ - внедрение ИИ в образование требует наличия квалифицированных специалистов, которые смогут настроить и поддерживать ИИ-системы.

Образовательные учреждения должны обеспечить наличие таких специалистов, чтобы гарантировать эффективность работы ИИ-систем. Не все образовательные учреждения имеют возможность нанимать квалифицированных специалистов, что может привести к неравномерному распределению знаний и доступа к образованию.

− потеря человеческого фактора в образовании - внедрение ИИ в образование может привести к потере человеческого фактора в образовании.

Взаимодействие с ИИ-системами может не заменить полноценного общения с педагогами и другими обучающимися. Это может привести к уменьшению мотивации учащихся и ухудшению качества образования.

В заключение необходимо отметить, что для того, чтобы обеспечить эффективную работу ИИ-систем, образовательные учреждения должны быть готовы к их использованию и обладать необходимыми ресурсами. При этом необходимо учитывать, что человеческий фактор является важным в образовании, и необходимо сохранять социальное взаимодействие между обучающимися и педагогами. Важно также обеспечить защиту данных и ответственность за принимаемые решения.

Вместе с тем, внедрение ИИ в образование можно рассмотреть, как возможность для расширения возможностей образовательного процесса. Искусственный интеллект может помочь педагогам в анализе больших объемов данных, определении индивидуальных потребностей обучающихся, а также в разработке персонализированных образовательных программ. Кроме того, ИИ может облегчить оценку знаний обучающихся и помочь им в подготовке к экзаменам.

Применение технологии искусственного интеллекта (ИИ) в образовании ведёт к существенному повышению качества обучения. Наконец, внедрение ИИ в образование может помочь в снижении затрат на обучение и повышении эффективности учебного процесса. Однако при внедрении ИИ в образование необходимо учитывать риски и проблемы, связанные с его использованием. Основными рисками являются нарушение защиты данных и возможность ошибок в принимаемых решениях.

Важно обеспечить не только защиту данных, но и ответственность за принимаемые решения. Кроме того, необходимо учитывать возможное сопротивление со стороны педагогов и обучающихся, которые могут опасаться, что ИИ заменит человеческий фактор в образовании.

Ссылки на источники:

https://edutoria.ru/blog/post/iskusstvennyy-intellekt-v-obrazovanii-kak-ispolzovat-varianty-primeneniya

https://media.foxford.ru/articles/neyroseti-v-obrazovanii