Цифровизация преподавательской деятельности: роль искусственного интеллекта в высшей школе

Введение . Глобальные процессы, имеющие место при переходе к цифровой экономике и обществу, требуют подготовки специалистов, владеющих соответствующими компетенциями и востребованными в период вступления современного общества в четвёртую промышленную революцию (Индустрия 4.0), в ходе которой происходит размытие границ между физическим, биологическим и цифровым миром.

Чтобы решить задачи, которые ставит перед образованием Индустрия 4.0, высшей школе предстоит пройти через цифровую трансформацию, которая включает в себя обновление целей и содержания образовательной работы, пересмотр и оптимизацию методов преподавания, подбор новых учебно-методических материалов, инструментов и сервисов. Изменение образования идет посредством внедрения в него цифровых «сквозных» технологий и платформенных решений, к которым относятся: искусственный интеллект (ИИ), большие данные, технологии беспроводной связи, виртуальной реальности и другие.

Вторым фактором значимости реформирования высшей школы является доступность цифрового образования, его интеграция в глобальное пространство. Цифровые технологии позволили преподавателям легко и быстро обмениваться знаниями и опытом как со студентами, так и между собой в профессиональной среде, что привело к «глобализации научного мира и активному развитию академической мобильности» (Новик, 2021).

Третьим фактором цифровизации образования выступает способность её адаптации к быстро меняющимся условиям. Так, например, развитие дистанционного обучения, особенно в период пандемии, «послужило толчком для интеграции новых форм цифрового формата в высшее образование» (Евлоева, 2022), что позволило преподавателям высшей школы стать более гибкими и готовыми к различным вызовам.

При цифровизации процесса профессиональной подготовки происходит внедрение информационно-коммуникационных технологий, цифровых инструментов в образовательный процесс, что способствует повышению его качества, делает его интерактивным и персонализированным, даёт возможность субъектам получить образование по индивидуальному запросу, а также дождаться обратной связи. Но в то же время отмечается «снижение содержательности и фундаментальности многих предметов и их фрагментация в связи с переходом на индивидуальные образовательные траектории» (Семенов, Соколов, 2023: 143).

Современные технологии ИИ способствуют индивидуализации и оптимизации учебного процесса, облегчению работы преподавателей, а также улучшению качества и доступности образования. Но внедрение их в процесс обучения студентов сталкивается с проблемой психологопедагогической готовности преподавателей использовать данную инновацию: у них наблюдается настороженная позиция по отношению к цифровизации образовательного процесса, «что порождает дезориентацию, снижение мотивации и недоверие ко всему новому» (Строков, 2020). Многие преподаватели не осваивают цифровые ресурсы, использующие технологии ИИ, и в самом ближайшем будущем они могут оказаться некомпетентными в подготовке будущих специалистов, что актуально в условиях «старения» преподавательского корпуса.

В нашей статье мы попытаемся исследовать роль и влияние ИИ на преподавательскую деятельность в высших учебных заведениях в условиях цифровизации образования, а также определим положительные и отрицательные стороны, связанные с внедрением ИИ в работу высшей школы.

Методология исследования . В процессе исследования был использован комплекс методов, таких как анализ информационных ресурсов и нормативных документов, обобщение и систематизация профессионально-педагогического опыта. Нами был проведён опрос 35 преподавателей Института педагогики и психологии Бурятского государственного университета имени Доржи Банзарова с целью изучения темпов внедрения ИИ в образовательный процесс высшей школы и определения областей применения подобных технологий, которые были бы значимы для профессиональной деятельности педагогов вузов.

Рост интереса научного сообщества к теме использования ИИ в образовании неуклонно растёт. В 2018–2020 гг. в публикациях активно обсуждается цифровизация образования, и ИИ упоминается как одна из образовательных технологий, которую в ближайшее время необходимо внедрить в образовательный процесс. Этому посвящены, например, работы А.А. Строкова (Строков, 2020). В последние четыре года над этой проблемой работали: М.Д. Евлоева (Евлоева, 2022), М.А. Напсо (Напсо, 2022), Е.А. Новик (Новик, 2021), Е.В. Семенов, Д.В. Соколов (Семенов, Соколов, 2022), В.Д. Сухов (Сухов и др., 2021) и др.

Раскрыли роль в образовании, оценили риски и вызовы, реальные возможности и перспективы применения ИИ в своих исследованиях П.М. Лукичев, О.П. Чекмарев (Лукичев, Чекмарев, 2023), Е.А. Яицкая, А.Х. Теуважуков (Яицкая, Теуважуков, 2023), Р.Р. Садриев, А.И. Головко, Р.С. Зарипова (Садриев и др., 2024) и др.

Зарубежный опыт применения ИИ в образовании активно изучали А.Р. Садыкова, И.В. Левченко (Садыкова, Левченко, 2020).

Поделились опытом внедрения искусственного интеллекта в образовательный процесс Н.В. Соколов (Соколов, 2022), У.Д. Сизарева, А.Е. Малеева (Сизарева, Малеева, 2023).

Результаты и обсуждения исследования . Рассмотрим основные направления, плюсы и минусы цифровизации образования.

В современном мире насыщение высшей школы новыми технологиями на основе искусственного интеллекта становится ключевым вектором развития. Процессу цифровизации образования предшествовали компьютеризация и информатизация. Первый период был связан с оснащением образовательных организаций персональными компьютерами. Затем решались вопросы создания и внедрения программного обеспечения для образования, повышения ИКТ-компетенции педагогов и студентов – в учебные программы вузов внедряется дисциплина «Использование ИКТ в профессиональной деятельности», которая направлена на приобретение обучающимися не только теоретических знаний и методологических основ использования современных информационных технологий, но и практических навыков их применения в профессиональной сфере.

Под воздействием национальных программ, проектов и указов (программа «Цифровая экономика РФ»1; национальные проекты «Образование»2, «Цифровая образовательная среда»3; «Национальная Доктрина образования в Российской Федерации на период до 2025 года»4; Указ Президента РФ от 09.05.2017 № 203 «О Стратегии развития информационного общества в РФ на 2017–2030 годы»5; Указ Президента РФ от 21.07.2020 № 474 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года»6; «Стратегия цифровой трансформации отрасли науки и высшего образования»7, высшее образование перешло к процессу цифровизации университетов (Семенов, Соколов, 2022: 140; Новик, 2021: 45; Сухов и др., 2021: 56).

Под цифровизацией высшего образования стали подразумевать «процесс трансформации образовательной системы под воздействием цифровых технологий, включающий в себя цифровизацию процесса обучения, инфраструктуры, организации и управления» (Семенов, Соколов, 2022: 139).

Проанализировав публикации отечественных учёных, можно выделить основные направления цифровизации высшего образования:

• 1)    дистанционное обучение – повышение доступности и качества образования, предоставление доступа к информационным ресурсам широкому кругу учащихся независимо от их географического и временного положения (Сухов и др., 2021; Евлоева, 2022);

• 2)    персонализация обучения – создание индивидуальных образовательных траекторий для каждого студента с учетом его потребностей и уровня подготовки, с использованием аналитики данных и адаптивных образовательных программ (Яицкая, Теуважуков, 2023);

• 3)    развитие цифровых компетенций студентов и преподавателей высшей школы – приобретение субъектами знаний и навыков применения информационно-коммуникативных технологий (ИКТ) для решения задач во всех сферах деятельности (Сухов и др., 2021: 57; Напсо, 2022: 58);

• 4)    интерактивное и увлекательное обучение – использование цифровых инструментов, таких как виртуальная и дополнительная реальность, геймификация, для лучшего усвоения материала, повышения вовлеченности учащихся в ход профессиональной подготовки и их поддержки;

• 5)    оптимизация образовательного процесса. Автоматизация как административного, так и учебного процесса позволяет улучшить организацию работы подразделений университета, сокращает время выполнения ряда задач (Строков, 2020; Яицкая, Теуважуков, 2023);

• 6)    непрерывное образование. Цифровые технологии создают возможности постоянно обновлять и пополнять свои знания, поддерживают концепцию обучения в течение всей жизни (Сухов и др., 2021).

Комплексное внедрение цифровых технологий в образовательный процесс в последние десятилетия позволило сделать его более доступным, гибким, интерактивным, персонализированным. Но вместе с положительным влиянием на высшую школу цифровизация обострила проблемы, связанные с концентрацией и мотивацией студентов, так как удалённое обучение требует высокой самодисциплины и самоорганизации; создает недостаток личного взаимодействия, что может повлиять на качество образования и социализацию студентов; оказывает негативное влияние на физическое и психологическое здоровье студентов и преподавателей. Технические возможности использования цифровых технологий в сфере образования различны, и это обуславливает возникновение цифрового неравенства между учебными заведениями. «Отсутствие необходимой материальной инфраструктуры, недостаточность финансовых возможностей приводят к углублению неравенства в образовательной среде, что отрицательно сказывается на процессе обучения» (Напсо, 2022: 59).

На сегодняшний день в программы бакалавриата по подготовке педагогических кадров на основе единых подходов к их структуре и содержанию в «Ядро высшего педагогического образования» введена дисциплина «Технологии цифрового образования», направленная на формирование универсальных и общепрофессиональных компетенций использования современных технологий цифрового образования в профессиональной педагогической деятельности.

Выпускникам педагогических профилей необходимо на этапе вузовской подготовки получить опыт и компетенции работы с цифровыми технологиями, научиться свободно ориентироваться в электронных источниках информации, уметь осуществлять визуальные коммуникации и организацию учебной деятельности в информационной среде.

В рабочую программу дисциплины «Технологии цифрового образования» многие учебные заведения, в том числе и Бурятский государственный университет имени Доржи Банзарова, включили раздел «Технологии искусственного интеллекта в образовании», обладающий значительным потенциалом для внедрения инновационных методов в учебный процесс и решения проблем современного образования.

Обратимся к рассмотрению роли искусственного интеллекта в современной высшей школе.

Искусственный интеллект (ИИ) – «способность технической системы имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получать при выполнении конкретных практически значимых задач обработки данных результаты, сопоставимые как минимум с результатами интеллектуальной деятельности чело-века»1. Такие технические системы обладают возможностями понимания языка, обучения, способностями рассуждать и решать проблемы.

В рамках нашего исследования был осуществлен опрос 35 преподавателей Бурятского государственного университета имени Доржи Банзарова на предмет того, используют ли они в обучении и преподавании ИИ. Полученные ответы показали, что 21 человек (60 %) из числа участников исследования никогда не применял его в своей профессиональной деятельности, 12 (34,3 %) – пробовали несколько раз, и только 2 (5,7 %) опрошенных используют ИИ часто. При этом 18 информантов (51,4 %) верят, что искусственный интеллект положительно повлияет на сферу образования, 15 (42,9 %) опрошенных преподавателей в этом сомневаются; кроме того, выявлены двое (5,7 %) респондентов, которые считают, что ИИ не принесёт ничего хорошего для высшей школы. В целом, опрос показал, что меньше половины преподавателей готовы начать использовать ИИ в своей профессиональной сфере.

Почему же так медленно происходит внедрение искусственного интеллекта в преподавательскую деятельность? Профессоры П.М. Лукичев и О.П. Чекмарев отмечают, что в этой ситуации виновата сама система высшего образования, которая отстает в том, что касается применения новых технологий, ведь преподавателям необходимо постоянно совершенствоваться. «Отсутствие готовности рисковать или внедрять новые инновации, а также недостаточность финансирования для чего-либо, отличного от традиционных методов обучения, препятствует внедрению новых технологий во всех секторах образования, обучения и развития» (Лукичев, Чекмарев, 2023).

Но на современном этапе развития экономики выпускники вузов всё чаще будут сталкиваться с программным обеспечением, роботами и машинами, работающими на базе ИИ, поэтому образование должно перестраиваться. Преподавателям вузов необходимо повышать свои компетенции в области применения искусственного интеллекта в профессиональной деятельности.

Будущая цифровая модель высшего образования позволит внедрять такие технологии для управления всеми этапами учебного процесса. Абитуриентам ИИ поможет с подбором специальностей, определит актуальные направления и программы, проанализирует требования и потребности работодателей. Уже сейчас на портале «Госуслуги» потенциальные студенты могут подать заявление в вуз онлайн с поддержкой чат-бота портала – робота Макса, в которого интегрирована российская языковая модель. Пример таких моделей – YandexGPT, GigaChat, ChatGPT. Именно с запуском технологии генеративной нейронной модели интеллекта в целом (GPT – Generative pretrained transformer) началось продвижение ИИ во все области человеческой деятельности.

По данным образовательной платформы Skillbox.ru, компания Ivy.ai разрабатывает чат-бот для университета, который на основе контента сайта образовательной организации будет готовить ответы студентам и абитуриентам на интересующие их вопросы. Сообщается, что боты Ivy.ai уже на 10 % увеличили число абитуриентов в Оклахомском университете и на 50 % сократили количество звонков в Университете Темпл1.

В рамках нашего опроса было выявлено, что 8 (22,9 %) преподавателей Бурятского государственного университета имени Доржи Банзарова поддерживают внедрение чат-ботов как помощников при зачислении абитуриентов.

ИИ, ориентируясь на требования потенциальных работодателей, поможет преподавателям в создании и корректировке персонализированных учебных программ, адаптированных под конкретного студента, справится с подбором научной литературы, подготовкой лекций и практических работ, проверкой тестовых и контрольных заданий. Например, образовательная платформа Сберкласс2 одна из первых в России начала внедрять ИИ во все ступени образования.

Рассмотрим возможности подобных платформ:

• •    персонализированное обучение. Анализируя данные обучающегося, ресурс предлагает ему индивидуальные задания, адаптирует под его потребности образовательный материал, даёт рекомендации для оптимального усвоения знаний;

• •    аналитика и прогнозирование обучения. Платформа предоставляет инструменты для мониторинга прогресса и успеха студентов, выявляет области, где им может потребоваться дополнительная помощь, а также анализирует данные для улучшения образовательного процесса, предсказывает потенциальные трудности, даёт рекомендации по их преодолению;

• •    чат-бот для поддержки. Цифровые субъекты, обеспечивающие консультирование обучающихся в реальном времени, отвечают на вопросы пользователей, помогают им в выполнении заданий;

• •    оценивание и обратная связь. ИИ умеет писать отзывы на работу с указанием положительных и отрицательных её сторон (Gemini, Graid), что позволяет сократить временные затраты преподавателя при автоматизации контроля над выполнением задания. ИИ устраняет необъективность оценки, так как он выставляет отметки согласно имеющимся критериям, беспристрастно и не отклоняясь от них. Автоматизация ряда задач позволяет преподавателю сосредоточиться непосредственно на учебном процессе, повышая его продуктивность.

В рамках нашего исследования 5 (14,3 %) опрошенных педагогов видят перспективы для персонализации обучения с помощью ИИ; 9 (25,7 %) респондентов не против, чтобы ИИ настроил учебный процесс под уровень знаний студентов, 16 (45,7 %) – хотели бы использовать его для аналитики данных при оценке успеваемости; 24 (68,6 %) – настроены привлекать ИИ для автоматической проверки и анализа успеваемости; за мгновенную обратную связь для получения своевременных замечаний высказались 14 (40 %) опрошенных; 19 (54,3 %) хотели бы получить ее после окончания всего курса.

Программы-видеоаналитики на основе ИИ позволяют отследить эмоциональное состояние студента, распознать его реакцию на изучаемую тему и предлагаемые задания. Система анализирует изменения в выражении лица обучающегося и передает полученную информацию преподавателю, что позволяет частично автоматизировать процесс контроля дисциплины и повышения качества подачи материала. Известны случаи выявления подростков с суицидальными мыслями при помощи технологий ИИ.

Почти половина опрошенных нами преподавателей (17 чел. (48,6 %)) согласны, что ИИ, применяемый для видеомониторинга, необходим для создания безопасности в образовательных учреждениях; часть респондентов (3 чел. (8,6 %)) готовы рассмотреть возможности использования ИИ для контроля поведения класса.

Проанализируем потенциал такого рода технологий для организации образовательного процесса в помощь преподавателям.

• 1.    Планирование занятий. Используя генеративный ИИ, например, ChatGPT или аналоги, можно дать ему изучить список источников, опираясь на которые, необходимо построить занятие или целый курс. На основе полученных данных нейросеть может составить структурированный план, сгенерировать практические задания, предложить вопросы для дискуссий, тесты по теме, составить домашнее задание. Но нужно осознавать, что GPT не понимает текст, который он генерирует; поэтому он может продуцировать зачастую неверные утверждения, и, следовательно, пользователям необходимо критически подходить ко всему, что создано ИИ.

• 2.    Перевод аудиоинформации в текст. Благодаря ИИ можно получить стенограмму онлайн-лекции, вебинара или другого занятия и разослать её студентам. Это позволит им в любой момент вернуться к учебному материалу, быстро найти нужный фрагмент, использовать текст для подготовки эссе либо постов в соцсетях. Этот аспект использования ИИ в образовательном процессе поддерживают 12 (31,4 %) опрошенных нами преподавателей, одобривших транскрипцию лекций.

• 3.    Перевод текста в аудио и видео. Благодаря ИИ можно в разы сократить время создания визуализации курса. ИИ продумает видеоряд, стилизацию, добавит дикторский текст или закадровый голос. Он даже может создать видео-двойника лектора, проанализировав небольшой фрагмент видео с ним, и записать с целый видеокурс; также для ИИ не проблема озвучить видео любым голосом на иностранном языке (Renderforest, VEED, Visper.tech, ElevanLabs).

• 4.    Оформление презентационных материалов. ИИ способен сгенерировать или подобрать визуальное сопровождение лекции, отразить на слайдах основные её моменты (Gamma, Wepik, Prezo).

• 5.    Разработка тестов. Для создания тестов, опросов, викторин используют нейросети, например, ChatGPT, PrepAI и др. Они генерируют вопросы и ответы по заданной теме. Задания для тестирования можно интегрировать в онлайн-форму для создания полноценного интерактивного теста, настроить необходимый формат тестовых заданий и различные типы ответов. Для этого подойдут такие сервисы, как Google Формы, Test Wizard и др. Подобная интеграция позволит быстро создать онлайн-тест для проверки знаний с широкими возможностями по сбору и анализу результатов. Это оценили 17 (48,6 %) преподавателей, принявших участие в нашем исследовании, которые выразили готовность использовать ИИ для создания и анализа тестов.

• 6.    Обучение в игровой форме. Применение подобных технологий и тренажеров в образовании – тенденция, которая становится все более заметной благодаря использованию геймификации, VR- и AR-технологий. Педагог может организовывать учебные игровые ситуации с целью повышения наглядности ученых материалов и стимулирования интереса обучающихся. Студенты при этом имеют возможность учиться в своем собственном темпе онлайн или офлайн, а также практиковать вовлеченность в учебный процесс.

• 7.    Помощь при написании научных работ . ИИ окажет содействие в формулировке проблемы, гипотезы, цели и задач научного исследования; осуществит библиографический поиск по теме работы; поможет в создании модели; проведёт предварительную обработку данных и интерпретацию полученных результатов и т. д. Но всегда следует помнить, что мы делегируем ИИ выполнение конкретной задачи, а не мышление. Его применяют для автоматизации рутинных процессов, однако он нуждается в постоянном анализе и оценке результатов задач, которые решает. ГОСТ Р 70949–2023¹, вступивший в силу 18 октября 2023 г., регламентирует, на каких этапах научно-исследовательской деятельности в области образования можно использовать технологии ИИ.

Несмотря на это, 18 (51 %) преподавателей, участвовавших в нашем исследовании, хотели бы иметь виртуального помощника в разработке учебного курса.

Как показал проведенный нами опрос, использовать аудиовизуальные средства для улучшения и создания учебных материалов хотели бы 13 (37,1 %) опрошенных нами преподавателей.

В ходе опроса преподавателей Бурятского государственного университета имени Доржи Банзарова 17 (48,6 %) наших респондентов заявили, что не отказались бы от автоматизации процесса разработки учебных материалов.

Часть опрошенных нами педагогов 14 (40 %) согласны использовать ИИ с целью повышения вовлеченности студентов в учебный материал.

Ряд авторов обращает внимание на этические аспекты использования ИИ в образовании, среди них утечка конфиденциальных данных студентов при анализе и контроле образовательного процесса; предвзятость по отношению к обучающемуся, например, при оценивании работ, снижение уровня межличностного взаимодействия между студентами и преподавателями (Noroozi et al., 2024; Щербанич, Ромашкова 2023: 627). Оценивая риски применения ИИ в высшем образовании, исследователи сходятся во мнении, что в результате этого увеличится объем плагиата в студенческих работах, что повлечёт изменения правил проверки на заимствования. Для оценивания работ студентов преподавателям необходимо больше проводить устные опросы, беседы и дискуссии, так как не все письменные работы возможно проверить на предмет привлечения к их выполнению нейросетей. Педагог должен сам уметь пользоваться ИИ, тогда он сможет находить признаки его применения в студенческих работах.

Среди педагогов, принявших участие в нашем исследовании, 17 (48,6 %) респондентов хотели бы, чтоб ИИ участвовал в проверке работ на плагиат.

В целом, следует подчеркнуть, что подготовка студентов педагогических специальностей должна базироваться на опережающем овладении будущими преподавателями современными цифровыми образовательными технологиями, в том числе связанными с искусственным интеллектом. Например, будущих педагогов-психологов можно обучать разработке диагностического инструментария с использованием ИИ; учителей начальных классов – созданию образовательных материалов с элементами геймификации, дополнительной и виртуальной реальности, а также интерактивных обучающих игр. ИИ способен внести значительные изменения в педагогическое образование.

Заключение . В результате проведённого исследования и анализа материалов об использовании ИИ в условиях цифровизации образования мы пришли к выводу, что на современном этапе наблюдается трансформация педагогической деятельности. Необходимо провести интенсивную переподготовку профессорско-преподавательского состава университетов, нацеленную на освоение ими ИИ. Следует продумать содержание и методическое обеспечение подготовки студентов педагогических специальностей для получения ими опыта работы на основе возможностей использования «сквозных» технологий, в том числе технологий ИИ, и развития соответствующих компетенций.

Искусственный интеллект пока только начинает использоваться в системе высшей школы, но уже демонстрирует огромный потенциал для применения в организации образовательной деятельности педагога на всех этапах учебного процесса.