Искусственный vs естественный интеллект в образовательном процессе вуза

В настоящее время можно отметить все возрастающий интерес к проблематике более обширного внедрения ИИ в образовательную систему. В условиях цифровых трансформаций внедрение искусственного интеллекта в систему высшего образования является приоритетным. Данные вопросы обсуждаются как на высшем уровне руководства страны, так и в научном мире и бизнес-сообществах.

В перечне поручений Президента РФ Владимира Путина от 19 июля 2023 года говорится о внедрении ИИ во все области экономики, а также применении с 2024 года образователь- ного модуля «Системы ИИ» в образовательных программах высшего образования и программах повышения квалификации как обязательного модуля [12].

Представители бизнеса и науки поддерживают данные инициативы. Так, на Петербургском международном экономическом форуме 2023 года было предложено усилить подготовку специалистов в области ИИ и создать новые научные центры в данной области.

В журнале «Высшее образование в России» научно-педагогическое сообщество пытается найти ответы о роли преподавателя, его функциях в измененном под влиянием ИИ образовательном процессе, как соотносятся искусственный и естественный интеллект в нынешних условиях цифровой трансформации и каково их совместное будущее [5, 6, 17].

Неоспорим тот факт, что технологии ИИ меняют образовательный ландшафт современных университетов. Так, в рамках реализации федерального проекта «Искусственный интеллект» в 2021 году было создано 6 опорных исследовательских центров ИИ на базе таких высших учебных заведений, как Университет Иннополис, ВШЭ, МАИ, РУДН, МГПУ, МГИМО, ТПУ. Указанные университеты сфокусированы на поиске новых технологических решений и внедрении программных инструментов в области ИИ для различных социально значимых задач.

Южно-Уральский государственный университет (научно-исследовательский университет), который до недавнего времени являлся участником Проекта 5-100, а сейчас является участником программы «Приоритет 2030: лидерами становятся», поставил перед собой задачу создать новые технологии, научные знания и разработки для использования в российской экономике и общественной жизни, выбрав одним из стратегических проектов «Интеллектуальное производство», которое невозможно без применения ИИ [14]. Кроме того, ЮУрГУ (НИУ) как SMART-университет активно внедряет ИИ в программы бакалавриата, магистратуры и повышения квалификации.

Обобщая сказанное, можно заключить, что вопросы, связанные с внедрением ИИ в систему высшего образования, относятся к категории актуальных для государства и общества, поскольку применение ИИ является стратегически важным направлением в развитии любого университета. Однако наряду с очевидной необходимостью внедрения ИИ в разнообразные сферы жизни вуза возникает вопрос о соотношении искусственного интеллекта с естественным (ЕИ) ввиду того, что каждый из них имеет как свои сильные, так и слабые стороны. В данной статье мы попытаемся раскрыть потенциал ИИ и ЕИ в образовательном процессе вуза в сопоставительном аспекте.

Целью данного исследования является сравнительный анализ возможностей естественного и искусственного интеллектов в образовательном процессе вуза. Учитывая обозначенную цель, нами были поставлены следующие задачи: 1) изучить теоретический материал и практический опыт российских вузов в применении ИИ и ЕИ; 2) изучить понятия «искусственный интеллект» и «естественный интеллект»; 3) выявить преимущества и недостатки ИИ и ЕИ для образовательного процесса в вузе; 4) на основе полученных результатов представить сравнительную характеристику ИИ и ЕИ в образовательном процессе вуза; 5) сделать выводы о перспективах развития ИИ и ЕИ в системе высшего образования.

Чтобы решить поставленные задачи, были использованы следующие методы: анализ научной литературы, анализ нормативноправовых документов, метод изучения и обобщения передового педагогического опыта, а также метод сравнительного анализа.

Для начала обратимся к обзору литературы по проблеме соотношения ИИ и ЕИ в высшем образовании.

Обзор литературы по проблеме соотношения ИИ и ЕИ в образовательном процессе вуза

В современном мире мы становимся свидетелями масштабного перехода от традиционных образовательных технологий к эпохе «цифровизации», когда приоритетными направлениями развития траектории российской образовательной системы становятся интеллектуальные технологии на основе использования искусственного интеллекта. Широкое внедрение ИИ влечет за собой вопросы и дискуссии о соотношении ИИ и ЕИ в системе образования. Данная проблематика освещается в работах многих современных исследователей (Л.В. Лучшева, В.П. Сысоев, В.И. Разумов, В.П. Сизиков, Б.А. Левин, А.А. Пискунов, Д.А. Ендовицкий и др.). Исследователи анализируют актуальность проблематики ИИ на сегодняшний день и перспективы его дальнейшего развития [7]; исследуют основные закономерности соотношения ИИ и ЕИ в высшем образовании [15]; изучают и анализируют практику внедрения ИИ в систему высшего образования [11, 13]; выявляют взаимосвязь ИИ и ЕИ [16]; осмысляют особенности сочетания, а также сильные и слабые стороны ИИ и ЕИ [22].

Для решения вопросов нашего исследования особый интерес вызвали научные работы В.И. Разумова, В.П. Сизикова, Э.М. Пройдакова, П.В. Сысоева, Н.В. Соколова, Д.А. Ендо-вицкого, К.М. Гайдара. Исследователи говорят о том, что процесс внедрения ИИ в систему образования уже запущен и этому во многом способствовали вызовы и ограничения во время COVID-19 [8, 9, 28]. Пандемия во многом способствовала развитию цифровых компетенций педагогов, что позволяет анализировать их отношение и готовность использовать ИИ в своей деятельности [21].

В.И. Разумов и В.П. Сизиков в своих работах выявляют взаимосвязь ИИ и ЕИ и говорят об их тесном взаимодействии друг с другом. ИИ может быть использован для имитации и улучшения процессов ЕИ, в то время как ЕИ может быть использован для понимания и оптимизации процессов ИИ [16, 19]. Э.М. Пройдаков оценивает возможности ИИ в плане автоматизации и оптимизации обучения, включая анализ и обработку данных студентов, а также предоставление персонализированных рекомендаций и упражнений. Подобная автоматизация рутинных видов работ позволяет высвободить больше свободного времени у преподавателей для реализации ими творческих проектов [16].

В ряде исследований четко прослеживается мысль о том, что технологии ИИ могут способствовать решению такой важной этической задачи, как обеспечение всеохватного качественного уровня образования для всех групп населения, в частности – реализовать задачи инклюзивного образования. Грамотное и сбалансированное сочетание ИИ и ЕИ является мощным инструментом, позволяющим значительно улучшить качество образования для определенных социальных групп [2, 12].

П.В. Сысоев акцентирует внимание на достаточно низкой осведомленности преподавателей о возможностях использования ИИ-технологий и связанном с этим фактом настороженным отношением к ИИ. Таким образом, проблематика потенциала инструментов ИИ интересна для дальнейшего изучения и требует более широкого освещения [21]. Н.В. Соколов и Д.А. Ендовицкий, К.М. Гайдар оценивают разноплановые риски широкомасштабного внедрения технологий ИИ в образовательный процесс и пытаются развеять сложившиеся стереотипы о том, что ИИ может в настоящее время заменить живое взаимодействие [4, 20].

В нашем исследовании мы акцентируем внимание на сравнительном анализе возможностей естественного и искусственного интеллекта в образовательном процессе вуза не только на основе изучения теоретического материала, но и на изучении практического опыта разных вузов о соотношении ИИ и ЕИ. С 2019 г. Указ Президента РФ «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации» № 490 [24] отражает подход со стороны государства к реализации ИИ-техноло-гий в российском образовательном пространстве. Такие крупные российские вузы, как ВШЭ, МАИ, РУДН, МГПУ, МГИМО, ТПУ занимаются разработкой и внедрением программ по вопросам ИИ [8, 20]. Южно-Уральский государственный университет получил федеральный грант на сумму в 37 млн рублей для разработки программ бакалавриата и магистратуры по профилю «искусственный интеллект». В данном направлении ЮУрГУ наладил сотрудничество со многими знаковыми вузами региона, что говорит о повышенном интересе и запросе со стороны образовательных организаций на изучение и внедрение технологий ИИ в образовательный процесс.

В качестве еще одного примера внедрения технологий ИИ в образовательный процесс можно назвать Марийский государственный университет. В данном университете широко представлены связанные с технологиями искусственного интеллекта дисциплины, в частности машинное обучение и анализ данных. Указанные дисциплины реализуются не только для студентов технических и физико-математических направлений, но и для направлений социально-гуманитарного спектра. Университет нацелен на масштабное внедрение лучших практик использования ИИ наряду с ЕИ и для достижения этой цели была разработана программа, включающая в себя изучение таких модулей, как Индустрия 4.0, нейросетевые технологии, инструменты ИИ, составление технического задания для ИИ [23].

Анализ существующих исследований в области соотношения ИИ и ЕИ указывает на продолжающиеся дискуссии на тему взаимодействия и сравнения возможностей ИИ и ЕИ. Пандемия во многом подтолкнула развитие цифровых компетенций в образовательной среде, однако очевиден и запрос на живое взаимодействие и выстраивание человеческих отношений. Таким образом, большинство исследователей сходятся во мнении, что ИИ как инструмент позволяет оптимизировать многие аспекты образовательного процесса, в то время как естественный интеллект остается основой любого обучения и развития.

Искусственный интеллект в образовательном процессе вуза

В научной литературе предпринято множество попыток дать определение ИИ. Однако до сих пор не сложилось единого универсального подхода к пониманию сущности данного феномена. Это обусловлено рядом причин, среди которых: 1) отсутствие консенсуса в трактовке родового понятия «интеллект», 2) неудачный перевод английского термина «artificialintelligence», 3) отсутствие единой законодательной базы по ИИ, 4) появление новых технологических решений, которые меняют наполнение термина, 5) различные области применения технологий ИИ.

В нашей работе мы возьмем за основу определение, представленное в Национальном стандарте РФ «Технологии ИИ в образовании»: «Искусственный интеллект, ИИ – комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые, как минимум, с результатами интеллектуальной деятельности человека» [1].

Ключевыми направлениями использования технологий ИИ в практике высшего образования, по мнению В.И. Токтаровой, О.Г. Поповой, И.И. Сагдуллиной и В.А. Белянина [23], являются учебная аналитика, персонализация обучения, автоматизация анализа и оценки работ студентов, проектирование смарт-кампусов.

Обзор практики использования технологий ИИ в вузах по материалам сайтов показал, что спектр их применимости гораздо обширнее.

Так, самым популярным сервисом на основе ИИ стал ChatGPT, который используется для написания и редактирования текстов. В академической среде есть понимание того, что возможности данного инструмента повышают риск несамостоятельного выполнения работ студентами. Однако большая часть преподавателей и ученых сходятся во мнении, что необходимо не запрещать, а сформировать у молодежи понимание ограничений и возможностей ИИ и тем самым подготовить их к технологически новому миру. По этому пути пошли в МГПУ, в котором в 2023 году студенты получили официальное разрешение использовать ChatGPT и другие нейросети для написания выпускных квалификационных работ. В этом же университете ИИ-технологии успешно применяют в целях составления прогнозов академической успеваемости студентов на основе результатов ЕГЭ, промежуточных аттестаций, информации об активности в научной и общественной жизни. Подобные инструменты внедрены и в МГУ им. М.В. Ломоносова. Они также анализируют статистические данные студентов, позволяют выявлять проблемные области и принимать меры по их ликвидации.

Сервисы профориентации на основе ИИ используются в Томском государственном университете и Уральском федеральном университете. Данные сервисы анализируют профили потенциальных абитуриентов в социальных сетях и рекомендуют подходящее направление подготовки в вузе. Томский государственный университет также реализует направление адаптивной математики по восполнению индивидуальных пробелов в знаниях обучающихся и использует платформу гибридного обучения «Актру».

Технологии виртуальной/дополненной реальности находят свое применение для отработки профессиональных навыков студентов в условиях, приближенных к реальным. Подобные VR-тренажеры имеются в специальных лабораториях Уральского федерального университета и Уральского государственного экономического университета.

Таким образом, на основе рассмотренных практик использования технологий ИИ в российских университетах можно заключить, что в настоящее время данные инструменты проявляют свою эффективность в таких направлениях работы вузов, как автоматизация рутинных задач (обработка больших данных, оценка работ студентов и др.), прогнозирование успеваемости и учебная аналитика, рекомендательные системы, персонализированное и гибридное обучение, создание иммерсивной образовательной среды.

Если говорить о преимуществах и недостатках ИИ по сравнению с ЕИ, то ввиду того, что ИИ представляет собой компьютерную систему, которая обучается и функционирует на основе имеющихся данных, ее сильными сторонами будет выполнение задач, в которых требуется высокая скорость, точность, беспрецедентная память, многозадачность, автоматизация, постоянность и адаптивность. Соответственно, к слабым сторонам ИИ будет относиться ограниченность данными; отсут- ствие эмоционального интеллекта, креативности и интуиции; зависимость от программного обеспечения и оборудования.

Естественный интеллект в образовательном процессе вуза

Что же такое интеллект человека или естественный интеллект? Дать определение очень сложно, поскольку интеллект представляет собой сочетание многообразных навыков в сфере обработки и представления информации, включает в себя разумное поведение. Чтобы дать определение ЕИ, необходимо понять процессы и механизмы процесса обучения, природу чувственного восприятия, требуется разобраться в том, как действуют нейроны, человеческий разум, что соответственно затрагивает основы теоретических вопросов в области психологической науки.

Так, М.А. Холодная трактует ЕИ как особую форму организации когнитивного опыта человечества, основополагающей задачей которого представляется воспроизводство объективного знания о мире. Известный психолог В.П. Зинченко делает акцент на том, что человеческий интеллект становится главной производительной и творческой силой культуры и цивилизации, главным ресурсом и ценностью человечества [25].

Профессор философии Калифорнийского университета в Беркли Хьюберт Дрейфус говорит о том, «что истинный разум нельзя отделить от его человеческой основы в человеческом организме». Таким образом, цифровой компьютер не может отождествляться с человеком в силу отсутствия у компьютера тела, эмоций и потребностей. Компьютер не является членом общества и, следовательно, не обладает социальной ориентацией, а ведь именно социальная ориентация делает поведение прежде всего разумным. Компьютеры работают за счет запрограммированных в них фактов из человеческой жизни, поэтому ИИ невозможен, поскольку компьютеры сами по себе не могут стать разумными [3].

Понимание природы ЕИ в науке связано, с одной стороны, с пониманием его целостности, с другой стороны, множественности. Р. Кеттелл рассматривает «кристаллизованный интеллект» и «текучий интеллект». «Кристаллизованный интеллект является результатом образования и разнообразных культурных влияний, тогда как текучий интеллект представляет собой биологические возможности нервной системы, где основная функция – обработать быстро и точно текущую информацию» [26, с. 18].

В непрерывном образовании З.И. Калмыкова выделяет индивидуальный интеллект и говорит о том, что «основой являются возможности человека к самостоятельному обнаружению новых знаний и применению их в нестандартных проблемных ситуациях» [26, с. 58].

Таким образом, в нашем понимании ЕИ – сумма когнитивных способностей, которыми обладают люди: абстрактное мышление, понимание, общение, рассуждение, обучение и память, планирование действий и решение проблем, т. е. это врожденные психические процессы и способности человека [27]. В образовательном процессе вуза ЕИ представлен студентом и преподавателем, которые взаимодействуют между собой. Преподаватель реализует себя в различных видах профессионально-педагогической деятельности (преподавательской, воспитательной, методической, производственно-технологической).

Роль преподавателя состоит в том, чтобы создать среду, благоприятную для раскрытия природных интеллектуальных способностей студентов, самореализации в жизни и дальнейшего развития. Наряду с традиционными формами обучения в аудитории в высшей школе применяются смешанная, дистанционная, мобильная и другие формы. Компьютеры, мобильные телефоны и другие интеллектуально обогащенные средства становятся источником развития естественных когнитивных способностей студентов. Преподаватель как ЕИ выполняет задачи не только педагогического характера, но и проектного, культурно-просветительского, научно-исследовательского, а также сопровождения образовательной деятельности.

Искусственный интеллект, в отличие от человека, лишен возможности мыслить критически и системно, работать в качестве члена команды, развивать компетенции межкультурного взаимодействия. Но ИИ всегда идет в помощь преподавателю, позволяя оптимизировать образовательный процесс и сделать его более привлекательным для студентов университета [10].

На основе проведенного анализа литературы можно сделать вывод о том, что отличительными чертами и преимуществами ЕИ являются способность устанавливать эмоциональную связь в процессе обучения, развивать у студентов творческое мышление и навыки критического анализа, предоставлять оригинальные решения задач, а также учитывать во взаимодействии принципы морали и этики. К недостаткам можно отнести трудности при обработке больших данных, увеличение времени в предоставлении обратной связи и трудности в отношении персонализации обучения в связи с большим количеством студентов.

Сравнение ИИ и ЕИ в образовательном процессе вуза

Сопоставление возможностей ИИ и ЕИ для системы высшего образования целесообразно проводить с помощью метода сравнительного анализа. Процедура применения сравнительного анализа как общенаучного метода исследования подразумевает установление сходств и различий предмета с другими предметами по определенным критериям или параметрам.

Выбор параметров для проводимого сравнения обусловлен двумя основаниями: 1) областью применения (система высшего образования); 2) условиями, в которых данная система функционирует. Во-первых, высшее образование - это сфера деятельности, в центре которой находится человек, соответственно, оценку каких-либо явлений целесообразно проводить с точки зрения гуманистического подхода. Во-вторых, нельзя не учитывать реалии Индустрии 4.0 и четвертой промышленной революции (большие данные, сетевая коммуникация, цифровизация и др.), под влиянием которых система высшего образования эволюционирует и развивается. Опираясь на приведенные основания, определим ряд аспектов, по которым проводилось сравнение, и обозначим характеристики возможностей ИИ и ЕИ в образовательном процессе вуза (см. таблицу).

На основе представленных в таблице характеристик можно заключить, что ИИ и человеческий разум, функционируя в образовательном пространстве университета, проявляют некоторые сходства, но отличаются по многим параметрам. ИИ как интеллектуальная компьютерная система может значительно упростить рутинные процессы, связанные с информационными потоками, автоматизировать повторяющиеся задачи, повысить качество дистанционного обучения. Тем не менее полностью заменить преподавателя ИИ пока не может, поскольку преподаватель осуществляет свои профессиональные функции не только при опосредованном, но и непосредственном взаимодействии, в ходе которого устанавливаются эмоциональные связи, прояв-

Сравнительная характеристика возможностей ИИ и ЕИ в образовательном процессе вуза

Параметры сравнения ИИ ЕИ Обработка и анализ больших данных Обладает высокими вычислительными способностями Испытывает трудности при обработке большого массива данных Адаптивное обучение Может использоваться для разработки персонализированных образовательных программ, адаптированных к потребностям каждого студента Может давать персонализированные рекомендации в индивидуальном, но не в массовом порядке Интерактивность Может быть использован для создания интерактивных образовательных платформ Проявляет интерактивность на уровне непосредственного взаимодействия Обратная связь Может предоставлять немедленную обратную связь студентам Скорость представления ответа в разы ниже Творческое мышление и критическое мышление Ограничен в своей способности к творческому и критическому мышлению Имеет способность критически мыслить и выполнять различные виды творчества Комплексность задач Может испытывать трудности в решении нетривиальных проблем Может предоставлять ценные интуитивные и нестандартные решения Этика и мораль Не имеет собственной моральноэтической базы Принимает решения, основанные на моральных принципах и этических нормах Эмоциональное общение Не способен к проявлению чувств и эмоций Способен проявлять широкий спектр эмоций в соответствии с ситуацией Объективность оценки Не проявляет субъективности Подвержен влиянию субъективных факторов, которые могут влиять на оценивание ляются эмпатия и интуиция, развиваются навыки творческого и критического мышления.

Если говорить о перспективах развития системы высшего образования под влиянием технологий ИИ, то идеальным сценарием будет «синергетическое взаимообъединение ИИ и ЕИ в организованной среде» [18], основанное на гуманистических ценностях и открывающее новые возможности для человека обучающего и человека обучающегося. Взаимодействие ИИ и человеческого разума может привести к появлению новых форм коммуникации и методов обучения, развитию автономных роботизированных систем, расширению доступности высшего образования для людей с ограниченными возможностями здоровья и др. Интеграция ИИ и ЕИ в образовательном процессе позволит комбинировать усилия и способности обоих интеллектов для достижения более инновационных результатов.

Заключение

Все большая цифровизация современного общества вызывает острую необходимость в пересмотре традиционных подходов к обуче- нию и постоянном повышении эффективности методов обучения. Умелое и разумное сочетание возможностей ЕИ с технологиями и инструментами ИИ позволяет университетам шагать в ногу со временем и удерживать конкурентное преимущество на рынке образовательных услуг. Технологии ИИ все больше проникают в сферу высшего образования и вызывают острые дискуссии в научном сообществе о соотношении ЕИ и ИИ, их преимуществах и недостатках, возможности не только взаимодополнять друг друга, но и конкурировать друг с другом в образовательной среде.

Проведенный сопоставительный анализ использования потенциала ЕИ и ИИ в системе высшего образования России позволяет сделать заключение о необходимости соблюдения баланса ЕИ и ИИ. Комбинация сильных сторон человеческого разума и искусственного интеллекта позволит не только нивелировать слабые стороны друг друга, но и раздвинуть образовательные горизонты, и таким образом дать ответ на вызовы современного высокотехнологичного мира.