Обучение информатике в образовательных онлайн-сообществах школьников с использованием чат-ботов

Изменения в современном обществе влияют на сферу образования, которой важно удовлетворять основным его запросам, адаптировать выпускников школ к меняющейся реальности, необходимости работать с большими потоками информации, непрерывно учиться, использовать для самообучения сетевые технологии, что приводит к появлению новых моделей образования. Модели образования с ис

* Исследование выполнено при поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-29-14064 «Теоретикометодологические основы и технологическое обеспечение реализации образовательной деятельности в онлайн-сообществах учащихся школ» (теоретические и практические аспекты обучения информатике на основе образовательных онлайн-сообществ школьников) и в рамках научного проекта «Разработка образовательных технологий на базе искусственного интеллекта и роботизированных систем в учебном процессе профессионального образовательного учреждения», который реализуется при финансовой поддержке Министерства просвещения РФ в рамках государственного задания (дополнительное соглашение от 21.07.2021 № 073-03-2021-013/3 к соглашению от 18.01.2021 № 073-03-2021-013) (теоретические и практические аспекты использования методов искусственного интеллекта и чат-ботов для обучения информатике на примере обучения студентов, будущих учителей информатики, математики и физики Волгоградского государственного социально-педагогического университета).

пользованием дистанционных и сетевых технологий отличаются изменившимися ролями субъектов образовательного процесса, направленностью обучающихся на самообразование, развитие и раскрытие их внутренних потребностей к учению [7; 9; 10; 14].

Важно отметить, что информатика является одной из ключевых дисциплин как в школах, так и в современных вузах. Анализируя опыт обучения информатике в современной школе, можно отметить трудности, с которыми сталкивается учитель информатики. Помимо специфики информатики, связанной с ростом объема ее содержания и непрерывным обновлением, в школе учебной программой для ее изучения отводится недостаточное количество часов. При этом содержание предмета включает большое количество сложного и абстрактного теоретического материала, много практических работ и заданий, вызывающих трудности у обучающихся при очном обучении, и, конечно, еще сильнее проявляется при организации онлайн-обучения [5; 8]. При организации онлайн-обучения информатике востребована высокая визуализация изучаемых объектов и процессов, максимальная активизация деятельности участников образовательного процесса с использованием современных форм контроля. Все это вызывает много дискуссий о целесообразности и возможностях онлайн-обучения школьников с использованием любых электронных носителей информации и обучения в сети Интернет [13–15]. Для решения обозначенных проблем учителю информатики нужны удобные инструменты для создания авторских электронных образовательных ресурсов и организации удаленного взаимодействия с обучающимися в любое удобное время независимо от места их нахождения, что особенно актуально в условиях вызовов, связанных с продолжающейся пандемией. В последние годы подобные инструменты предлагают различные онлайн-платформы и сервисы сети Интернет, где особое значение приобретают сетевые образовательные сообщества.

С опорой на работы С.В. Бондаренко, Д.Е. Вышегорцева, В.В. Гриншкуна, М.В. Моисеевой, Р.Г. Рамазанова, М.В. Сафроновой, А.Н. Сергеева, С. Сойферт и др. под сетевым сообществом будем понимать группу людей, которые взаимодействуют с использованием коммуникаций сети Интернет, имеют между собой общие связи, способны к проявлению совместных форм активности и саморефлек- сии [11; 13–16]. Под сетевыми образовательными сообществами будем понимать сетевые сообщества Интернета, направленные на решение педагогических задач учителя [16].

Часто под сетевыми образовательными сообществами понимают онлайн-сообщества. Под образовательными онлайн-сообществами будем понимать группу людей, вовлеченную в образовательное взаимодействие, совместную деятельность по приобретению новых знаний средствами инструментов сети Интернет для решения педагогических задач. В роли модераторов подобных онлайн-сообществ часто выступают создатели группы, а простейшая возможность коммуникаций в них может быть в виде возможности оставления комментариев (динамических сообщений с постоянными адресами) к публикуемому контенту или обмен файлами (можно использовать почту, файлообменники, конструкторы сайтов, сетевые сервисы и др.). Вслед за А.Н. Сергеевым, исследуя связи между педагогическими технологиями, современными сервисами Интернета и онлайн-сообществами, отметим, что онлайн-сообщества являются центральным связующим звеном образования и Интернета, поскольку они функционируют на основе технологий сети Интернет и в соответствии с реализуемыми педагогическими технологиями [15; 16].

Обучение в образовательных онлайн-со-обществах отличается специфической виртуальной образовательной средой, в которой коммуникационные процессы протекают интенсивно, с высокой мотивацией обучения, позволяют приобретать опыт общения с другими людьми, учиться поддерживать друг друга и обучаться через практику [11]. Важно отметить, что на основе использования онлайн-сообществ можно, не ограничиваясь узкими образовательными задачами, связанными непосредственно с обучением, влиять на становление картины мира обучаемых, их систему ценностей, участвовать в их становлении как личностей, социализации в обществе [17]. Е.Д. Патаракин подчеркивает важность вопросов организации и развития сетевых сообществ, активного участия в них педагогов, чтобы, насколько это возможно, направлять и контролировать образовательное взаимодействие в сетевых сообществах [12, с. 114].

Анализ возможностей организации образовательного взаимодействия в онлайн-со-обществах позволил выделить основные инструменты [5; 8; 13]:

– по созданию и использованию опросов и голосования;

• –    отправке сообщений как в сообщество, так и лично учителю;

• –    постановке обучающимися лайков, которые позволяют быстро отследить тех, кто просмотрел учебный материал;

• –    созданию репостов, чтобы делиться интересной и нужной информацией из сети Интернет или подобных сообществ, позволяющих делать обсуждения в группах;

• –    публикации интерактивного мультимедийного контента в онлайн-сообществе;

• –    организации диалога с целью лучшего усвоения просмотренного учебного материала путем задавания вопросов по ходу просмотра опубликованного в сообществе интерактивного мультимедийного контента в комментариях, причем помимо ответов на вопросы учителя можно давать задание участникам сформулировать свои вопросы к просмотренному учебному материалу;

• –    проверке учителем выполненных заданий, присланных файлов мультимедиа или голосовых сообщений;

• –    бесплатной организации совместных аудиозвонков и видеоконференций;

• –    использованию чат-ботов или автоматической рассылки сообщений.

Удаленное взаимодействие в онлайн-со-обществах связано с большим количеством пользователей, огромными потоками информации, что требует дополнительных временных и материальных ресурсов от учителя. Развитие средств искусственного интеллекта принесло учителю много удобных инструментов, облегчающих организацию образовательной деятельности в онлайн-сообществах. Использование средств искусственного интеллекта, в которых все активнее моделируются человекоподобные интерфейсы между обучающимися и содержанием обучения в виде педагогических агентов, позволяет сделать виртуальное общение со школьниками «умным», что облегчает взаимодействие с обучающимися в образовательных сетевых сообществах при взаимодействии с большим количеством школьников через онлайн-курсы, социальные сети или мессенджеры.

Одним из подобных средств являются чат-боты (программы-собеседники), способные имитировать человеческое общение средствами ведения диалога и эффективно реализовать информационную поддержку при онлайн-об-учении [6]. Интерес к способам реализации чат-ботов для использования в образовании возрастает в связи с переходом массовых коммуникаций в сетевые сообщества и мессенджеры, а также благодаря возможностям чат-ботов реализовывать мгновенную доступность в любой день и любое время, реагирования как на текстовые сообщения, так и на голосовые, непринужденного взаимодействия с обучающимися, организации интерактивного диалога и различных способов контроля [7].

Перспективность использования чат-ботов отмечают в своих работах Б.С. Горячкин, А.Н. Богданова, А.А. Быков, Н.Н. Зильберман, О.М. Киселева, К.В. Киуру, Е.Е. Попова, Г.А. Федорова, А.А. Чивилев и др. [3; 4; 7; 8; 11]. В российских образовательных организациях сегодня начинают изучать основы искусственного интеллекта пока на дополнительных или внеклассных занятиях, кружках или элективных курсах [2]. Школьники учатся самостоятельно разрабатывать чат-ботов, что помогает развивать логическое и алгоритмическое мышление и формировать умения «составлять логически обоснованную и непротиворечивую систему диалога; продумывать все возможные варианты вопросов пользователя; понимать сущность управляющих конструкций “ветвление” и “цикл”» [Там же, с. 40].

Под чат-ботом будем понимать программу, имитирующую виртуального собеседника, имеющую целью автоматизацию предоставления пользователю интерактивного интерфейса взаимодействия с использованием методов искусственного интеллекта [1; 6; 8]. Чат-боты обладают многозадачностью, удобны при взаимодействии за счет имитации разговора с собеседником, кроссплатформенны, помогают вовлекать в образовательный процесс школьников и получать обратную связь с ними, позволяют управлять автоматическими рассылками, отвечать на часто задаваемые вопросы, оповещать участников о какой-либо новой информации, запланированных трансляциях и видеовстречах, а также проводить конкурсы и опросы.

Отметим, что учитель информатики может написать авторский чат-бот или использовать для создания чат-ботов специализированные сервисы сети Интернет, обладающие достаточно большими возможностями по использованию их в образовательных целях. При написании кода авторского чат-бота часто применяются языки JavaScript, PHP, Python с использованием фреймворка Django, также можно скачать в сети Интернет чат-боты с откры- тым кодом. Использование чат-ботов с открытым кодом или написание собственных дает больше возможностей, такие чат-боты могут быть более продвинутыми, запоминать действия и запросы пользователей, распознавать даже их настроение и др.

При использовании сервисов с конструкторами знание языков программирования не требуется, но имеются некоторые ограничения, связанные как с выбором тарифного плана, так и с возможностями конструкторов, которые работают по заданному им алгоритму, что не позволяет им справляться со сложными запросами. Большое значение при создании час-ботов в конструкторе имеет сценарий, который важно тщательно продумывать.

На сегодняшний день существуют различные классификации чат-ботов, среди которых можно выделить две группы, в основе которых лежат:

• 1)    визуальные конструкторы диалогов;

• 2)    использование языков или платформ, требующих от пользователей специальных навыков программирования [1; 6].

К платформам, требующим навыков программирования, можно отнести, например, отечественную платформу DeepPavlov с использованием встроенных элементов искусственного интеллекта, являющуюся фреймворком с открытым исходным кодом для создания чат-ботов и виртуальных помощников, позволяющую ее использовать и новичкам (содержит достаточное количество пособий и учебных видео), и профессионалам. Сеть Интернет предоставляет большое количество сервисов с визуальными конструкторами, позволяющими создать чат-бота без навыков программирования (например, сервисы Aimylogic, Borisbot, Botmother, Chatgun, Flow XO, Manybot, , Senler и др.).

Для создания образовательного чат-бота учителем информатики можно особо выделить сервисы Senler и BorisBot . Рассмотрим подробнее возможности данных сервисов.

Senler предназначен для разработки чат-ботов и рассылок для социальной сети «ВКонтакте». Сервис позволяет создать бесплатно чат-бота, однако имеется ограничение для количества рассылок (в бесплатном режиме до 50 сообщений в день). Если нужны рассылки для большего количества участников, то сервис предлагает недорогие тарифы. Удобны возможности сервиса по отслеживанию статистики подписок в сообществах «ВКонтакте», добавлению к рассылкам файлов с мультимедиа, планированию рассылок на определенное назначенное время для видеоконференций или вебинаров.

BorisBot является конструктором по созданию чат-ботов для образования и бизнеса. Его можно использовать для поддержки учебного процесса не только в социальных сетях или мессенджерах, но и при интеграции чат-бота в личный сайт педагога или онлайн-курс. Данный сервис содержит много шаблонов, удобную и качественную бесплатную версию с небольшим ограничением одновременной работы с сервисом (до 20 пользователей одновременно).

BorisBot имеет несколько тарифных планов с различными функциями для разной цели и аудитории. Начальный тариф является бесплатным и, несмотря на определенные ограничения, имеет ряд возможностей: создание чат-бота для браузера, Telegram, «ВКонтакте», Facebook*; неограниченное количество подписчиков; рассылка сообщений; встроенная поддержка. В платных версиях добавляется аналитика, расширенные настройки скриптов, увеличение количества одновременных пользователей и прочее.

В Волгоградском государственном социально-педагогическом университете ведется активная работа по формированию готовности будущих учителей информатики, математики и физики использовать возможности образовательных онлайн-сообществ в обучении школьников. На базе социальной сети вуза создаются онлайн-курсы и проекты студентов и учителей образовательных школ. Ведется также работа по исследованию возможностей социальных сетей для обучения, например, возможности сети «ВКонтакте» и др. Студенты, будущие учителя информатики, математики и физики, разрабатывают онлайн-курсы, онлайн-сообщества, создают авторские чат-боты на языке Python, используют сервисы по созданию чат-ботов и др.

На рис. 1 представлен пример использования чат-бота, разработанного студентами в сервисе BorisBot и интегрированного с использованием HTML-кода на онлайн-курс для школьников «Разработка компьютерных игр для мобильных устройств» courses/razrabotka-kompyuternyih-igr-dlya-mo bilnyih-ustroystv) [9].

Интегрированный в онлайн-курс чат-бот ведет учебный диалог с обучающимися на

Главная / Учебные курсы / ... / Разработка компьютерных игр для мобильных устройств

Урок 2. Разветляющийся алгоритм. Продолжаем создание игры «Поймай меня»

Продолжаем создание игры «Поймай меня».                              Ред.

На данном уроке:

• ■    дополним интерфейс игры,

• ■    запрограммируем подсчёт очков и промахов, ■ составим условие победы.

Для дальнейшей разработки игры нам и понадобится изучить особенности использования разветвляющихся алгоритмов.

Результат: завершенная игра.

► Урок 1. Разработка игры "Поймай меня" для мобильных устройств с использованием линейных алгоритмов

Привет! Сегодня на этом уроке я буду твоим помощником.

Как тебя зовут?

Иван, рад знакомству! Давай начнем наш урок!

Отлично! Мы продолжаем создание игры «Поймай меня». И сегодня мы дополним интерфейс игры, запрограммируем подсчёт очков и промахов и составим условие победы.

• ►    Урок 2. Разветляющийся алгоритм. Продолжаем создание игры "Поймай

• ►    Урок 3. Цикл. Создание приложения для рисования на мобильном устройстве

• ►    Урок 4. Разработка индивидуального проекта

• ►    Урок 5. Подготовка портфолио

• ►    Итоговое тестирование

• ►    Грамоты за похождение курса

Преподаватели

Полный список подписчиков и статистика курса —►

Sj Urok_2

Подготовить отчет

«— Поедыдуший оаздел Следующий оаздел —>

ВЕРНУТЬСЯ К ПРЕДЫДУЩЕМУ УРОКУ

Рис. 1. Пример использования чат-бота на онлайн-курсе онлайн-платформы ВГСПУ

курсе, направляет их работу, проводит тестирование, помогает переходить к нужным разделам и материалам курса и др.

Для разработки уникального чат-бота на платформе BorisBot учителю необходимо пройти регистрацию, создать проект и приступить к работе над чат-ботом. При создании бота программа предлагает воспользоваться шаблоном или создать чат с нуля. Для конструирования чат-бота не требуется знаний и навыков по программированию, поскольку чат-бот собирается с использованием взаимосвязанных блоков.

Конструктор содержит более 20 типов блоков: открытый текст, кнопки (одиночный и множественный выбор), таймаут, таблица, оценка, предсказуемый вопрос, http-запрос, уведомление и др. Внутри каждого блока должны находиться текст (сообщение для пользователя) и определенные действия, на- пример ожидание ответа пользователя или отображение кнопок. В блоки можно добавлять текст, изображения, видео и ссылки. Все созданные блоки связаны между собой для выстраивания логики системы и общения с участниками с возможностью разных исходов событий. Пример создания чат-бота для поддержки онлайн-курса по разработке компьютерных игр представлен на рис. 2.

Стоит отметить, что в процессе конструирования чат-бота учитель может мгновенно протестировать его без регистрации дополнительных пользователей.

BorisBot позволяет создавать в рамках чат-бота различные тесты, квесты и квизы. Для этого учителю следует заранее подготовить материал или вопросы с возможными вариантами ответов, которые будут встраиваться в чат-бот. Фрагмент примера теста показан на рис. 3.

Рис. 2. Пример процесса разработки чат-бота на платформе BorisBot

Рис. 3. Пример создания тестовой части в чат-боте на платформе BorisBot

В связи с ростом активности школьников в социальных сетях и использования мессенджеров будущие учителя учатся создавать он-лайн-сообщества на их основе для непрерывной поддержки учебного процесса. Так, социальная сеть «ВКонтакте» позволяет:

‒ создавать образовательные онлайн-со-общества;

‒ добавлять к ним чат-ботов;

‒ создавать на основе сообщества странички образовательных сайтов и ссылаться на них.

Далее рассмотрим пример онлайн-сооб-щества, созданного для поддержки обучения программированию в рамках курса «Разработка компьютерных игр для мобильных устройств», чтобы оперативно доносить информацию обучающимся и взаимодействовать с ними в любое время. Чат-бот предоставляет обучающимся информацию об уроках, расписании и домашнем задании, а также принимает от обучающихся вопросы, которые они стесняются задавать учителю или в присутствии других обучающихся. Ответы на нестандартные вопросы обучающихся приходят немного позже, т. к. на них отвечает не бот, а администратор.

Отметим, что в качестве администратора может отвечать на вопросы учитель или обучающийся, который ранее успешно прошел обучение на курсе и для большего закрепления своего результата захотел быть помощником и наставником на курсе. На рис. 4 представлен пример онлайн-сообщества в социальной сети «ВКонтакте» и встроенного в него чат-бота в качестве помощника и гида по сообществу.

Далее приведен пример процесса разработки в сервисе Senler чат-бота для онлайн-со-общества в социальной сети «ВКонтакте» студентами, будущими учителями информатики, математики и физики (рис. 5).

Помимо социальной сети «Вконтакте» при сетевом взаимодействии с учениками студенты используют различные мессенджеры, например Telegram. Telegram позволяет использовать чат-боты, разработанные в сторонних сервисах.

В качестве примера рассмотрим встроенный в систему Telegram чат-бот, созданный в описанном ранее сервисе BorisBot. Особенность мессенджера Telegram заключается в том, что для полноценного использования чат-ботов в своих целях необходимо заранее создать основу, содержащую название и индивидуальное имя будущего бота, обратившись к встроенной системе @BotFather. BotFather отвечает за управление и редактирование всех ботов в Telegram. Пример диалога с чат-ботом в процессе обучения программированию представлен на рис. 6.

Развитие информационного общества востребует от школы использование образовательных онлайн-сообществ, социальных сетей, популярных среди обучающихся мессенджеров и систем искусственного интеллекта, что вносит свои коррективы в образовательный процесс. Учителю важно уметь грамотно использовать новые сетевые интерактивные инструменты, которые упрощают его взаи-

Вы участник

Разработка компьютерных игр

Q -

Информация

Что тебя интересует? Выбери:

©

Анастасия 13:24

Информация об уроках

"Разработка компьютерных игр'- это онлайн-курс для школьников. Цель курса: изучение основ программирования на основе разработки игр для мобильных устройств с использованием визуальной среды Арр Inventor.

Разработка компьютерных игр установить статус

Разработка компьютерных игр 13:24

Всего на курсе 4 урока, посвященные изучению определенной алгоритмической конструкции.

Разработка компьютерных игр 13:24

Привет, Анастасия! Я твой помощник по курсу. Отвечу на интересующие вопросы, поделюсь информацией, расскажу об уроках.

Комментарии

Рис. 4. Пример сообщества и встроенного чат-бота в сети «ВКонтакте»

управление

Сообщения

Рис. 5. Пример разработанного в сервисе Senler чат-бота для онлайн-сообщества на платформе «ВКонтакте»

Чат бот бот

Q

Вставь пропущенное слово:

Алгоритмы, в которых используется только структура «следование», называются алгоритмами.

Отлично! Ты хорошо справляешься! Продолжаем?

С помощью каких блоков можно составить блок-схему "Следование"?

модействие с обучающимися, позволяют поддерживать обучение в любое время и любом месте.

В заключение отметим, что на сегодняшний день требуется более глубокое изучение вопросов, связанных с созданием онлайн-сообществ, методических особенностей организации обучения на их основе, вопросов использования мессенджеров на уроках и вне школы, чтобы они служили для развития обучающихся и повышали качество обучения учебному предмету, а не являлись вредной для здоровья и внимания школьников помехой на уроках. Отдельно необходимо выделить вопросы, связанные с юридической стороной организации обучения на основе онлайн-со-обществ и вопросы организации информационной безопасности школьников, особенно в сообществах, функционирующих на базе социальных сетей, таких как сеть «ВКонтакте» и др., которые требуют широкого обсуждения. Например, создание условий функционирования на основе социальных сервисов Интернета («ВКонтакте» и др.) достаточно просто с технической стороны, но несет в себе определенные риски, связанные с глобальной сетью, незащищенностью личной информации обучающихся, угрозами буллинга в Сети и др.