Разработка рабочей программы дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» для будущих учителей

И.В. Сликишина, А.Н. Дробахина

Введение. В соответствии с утвержденной в 2019 году «Национальной стратегией развития искусственного интеллекта на период до 2030 года» [3] и Указом Президента Российской Федерации от 07.05.2024 № 309 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года» [3] во все сферы науки, образования и производства внедряются технологии на основе искусственного интеллекта.

Одной из задач высшего образования является подготовка будущих специалистов, владеющих технологиями, основанными на применении искусственного интеллекта (ИИ) [6]. Условием эффективного взаимодействия специалиста любой сферы деятельности с технологиями на основе ИИ является знание основ промпт-инжиниринга [23]. Как указывается в ряде исследований, освоение данных навыков требует целенаправленного обучения методам составления эффективных промптов [21, 11].

С особой остротой вопрос подготовки к разработке эффективных промптов встает перед педагогами: с одной стороны, они должны интегрировать технологии ИИ в собственную профессиональную практику, а с другой – формировать у студентов компетенции, необходимые для эффективного применения ИИ-инструментов в их будущей профессиональной деятельности [1, 4, 6]. Однако, анализ рабочих учебных планов ряда педагогических вузов показал, что этот аспект подготовки будущих специалистов не реализуется в полной мере.

В представленном исследовании содержатся результаты работы преподавателей кафедры информатики и общетехнических дисциплин (ИОТД) Кузбасского гуманитарно-педагогического института ФГБОУ ВО «КемГУ» по разработке рабочей программы дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» для укрупненной группы специальностей и направлений (УГСН) 44.00.00 «Образование и педагогические науки».

В данной статье решается следующая проблема: разработка рабочей программы дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности», восполняющей пробел в подготовке будущих учителей к применению технологий промпт-инжиниринга.

Цель исследования: описать процесс проектирования и разработки рабочей программы дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» для студентов педагогических направлений подготовки.

Для достижения заявленной цели были поставлены задачи:

– определить потребность учителей в обучении промпт-инжинирингу;

– сконструировать рабочую программы;

– выбрать методы и технологии обучения промпт-инжинирингу.

Результаты исследования. На основании анализа исследований, посвященных проектированию рабочих программ [12, 20], была создана рабочая программа дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности». Процесс разработки включал четыре этапа.

На подготовительном этапе был выполнен анализ рабочих учебных планов вузов, реализующих подготовку студентов по УГСН 44.00.00 «Образование и педагогические науки».

Были рассмотрены учебные планы педагогических университетов, в которые введены дисциплины, связанные с подготовкой студентов в области искусственного интеллекта:

– «Основы искусственного интеллекта» (ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный педагогический университет» [19], ФГБОУ ВО «Томский государственный педагогический университет») [17];

– «Технологии искусственного интеллекта» (ФГБОУ ВО «Московский педагогический государственный университет» [15], ФГБОУ ВО «Алтайский государственный педагогический университет» [18]);

– «Интеллектуальные системы и технологии» (ФГБОУ ВО «Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена» [16];

– «Технологии искусственного интеллекта в образовании» (ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный педагогический университет» [19].

Анализ рабочих программ перечисленных дисциплин позволил сделать вывод о том, что их содержание направлено на освоение инструментов и средств разработки систем ИИ. Для этого студенты изучают модели представления знаний, экспертные системы, языки программирования [5]. Изучение этих вопросов является теоретической базой, необходимой для понимания функционирования систем ИИ. Однако в анализируемых рабочих программах недостаточно освещены вопросы практического применения систем ИИ в профессиональной деятельности педагога [7]. При этом важ- но учитывать, что педагог, как правило, выступает не в роли разработчика таких систем, а в качестве их конечного пользователя, что должно находить соответствующее отражение в содержании учебных дисциплин.

Учитывая вышесказанное, в единую вузовскую часть учебных планов КГПИ КемГУ в 2022 году была добавлена дисциплина «Системы искусственного интеллекта в профессиональной деятельности» [13]. Целью данной дисциплины является подготовка будущих учителей к применению систем ИИ в профессиональной деятельности. В ходе выполнения заданий студенты разрабатывают учебный контент: презентации, упражнения, тесты, контрольные вопросы и задания. Однако, целенаправленная работа по формированию умений разрабатывать промпты в рамках данной дисциплины не осуществляется. О необходимости такой работы свидетельствуют исследования, в которых отмечается проблема студентов при составлении текстовых запросов к ИИ [14, 21].

Таким образом, можно сделать вывод о необходимости разработки и внедрения в учебные планы отдельной дисциплины по обучению студентов промпт-инжинирингу.

На первом этапе исследования были определены потребности учителей и студентов в обучении промпт-инжинирингу. Для этого:

• 1)    были проанализированы федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) для определения компетенций, формируемых разрабатываемой дисциплиной [2, 1];

• 2)    проведен опрос преподавателей кафедр КГПИ КемГУ, на дисциплинах которых будет использоваться ИИ, с учетом полученных навыков промпт-инжинирннга;

• 3)    проведено анкетирование практикующих педагогов-предметников, использующих технологии ИИ в своей работе;

  Разработка рабочей программы дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» для будущих учителей

  
  

  И.В. Сликишина, А.Н. Дробахина

  
  

• 4)    проведено анкетирование студентов, применяющих системы ИИ для разработки учебного контента.

Выполненная работа позволила указать в качестве формируемой общепрофессиональную компетенцию (ОПК) «Способен понимать принципы работы современных информационных технологий и использовать их для решения задач профессиональной деятельности» (ОПК9). В результате освоения дисциплины студенты должны:

• –    знать основы промпт-инжини-ринга, его ключевые понятия, принципы и возможности применения в образовании;

• –    уметь создавать и оптимизировать промпты, направленные на генерацию качественных дидактических материалов (упражнений, тестов, кейсов, презентаций, сценариев уроков и т.д.) с учётом возрастных особенностей и образовательных целей;

  – владеть навыками работы с сервисами ИИ для поддержки профессиональной деятельности педагога (планирование уроков, диагностика уровня обученности, создание индивидуальных заданий, автоматизация рутинных задач) и анализа и интерпретации результатов, полученных с помощью промптов.

Учитывая вклад других дисциплин в формирование общепрофессиональной компетенции ОПК-9 и необходимость внедрения методов промпт-инжиниринга в их освоение, стало возможным определить место дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» в учебном плане. Данная дисциплина должна изучаться в 3 семестре.

Этот выбор обусловлен тем, что основы промпт-инижиниринга необходимы, например, при изучении дисциплин и практик: «Системы искусственного интеллекта в профессиональной деятельности» (4 семестр), «Методика обучения и воспитания (по предмету)» (5,6 семестры),

«Проектно-технологическая практика. Учебно-исследовательская и проектная деятельность учащихся» (6 семестр).

Второй этап исследования заключался в конструировании проекта рабочей программы дисциплины «Пропмт-инжиниринг в профессиональной деятельности». На этом этапе была определена образовательная цель и задачи дисциплины, в соответствии с ОПК-9.

Цель дисциплины: научить студентов эффективно взаимодействовать с ИИ через создание качественных промптов, понимать принципы разработки пром-птов и применять эти принципы для решения профессиональных задач.

Задачи дисциплины:

• 1.    Ознакомить студентов с основами промпт-инжиниринга, его ключевыми понятиями, принципами и возможностями применения в образовательной деятельности;

• 2.    Развить навыки создания и оптимизации промптов, направленных на генерацию качественных дидактических материалов (упражнений, тестов, кейсов, презентаций, сценариев уроков и т.д.) с учётом возрастных особенностей и образовательных целей;

• 3.    Развить практические навыки работы с ИИ-инструментами для поддержки профессиональной деятельности педагога: планирование уроков, диагностика уровня обученности, создание индивидуальных заданий, автоматизация рутинных задач;

• 4.    Развить навыки анализа и интерпретации результатов, полученных с помощью промптов.

Сформулированная цель и задачи изучения дисциплины позволили определить основные направления промпт-инжиниринга, которые должны войти в рабочую программу. В качестве базовых вопросов нами были выбраны основные направления промптинга, которые рассматриваются в исследованиях, посвященных работе промптов [9, 8]:

• 1.    Введение в промпт-инжиниринг;

• 2.    Базовые техники промптинга;

• 3.    Промптинг для создания дидактических материалов;

• 4.    Продвинутые техники промп-тинга.

Таким образом, именно промпт-инжиниринг как научная технология является базой для учебной дисциплины, на которой изучаются практические методы и приемы формирования промптов. Этот подход уже упоминается в ряде исследований, описывающих проблемы подготовки студентов к работе с ИИ [22, 10].

На третьем этапе разработки рабочей программы дисциплины был осуществлен выбор методов и технологий обучения. В курсе предусмотрены лекционные занятия, практические работы и самостоятельная работа студентов.

На изучение отводится 108 часов (3 зет). Контактная работа студента с преподавателем предусмотрена в объеме 56 часов (20 часов лекционных занятий, 36 часов практических занятий), а на самостоятельную работу студентов выделено 52 часа. Форма промежуточного контроля – зачет.

Самостоятельная работа студентов организуется таким образом, чтобы была учтена направленность/профиль подготовки.

Результатом третьего этапа является таблица учебно-тематического планирования (таблица 1).

Таблица 1 – Учебно-тематический план дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности»

Разделы и темы дисциплины по занятиям	Общая трудоёмкость (всего час.)	Трудоемкость зан ятий (ча с.) ОФО
		Аудиторн. занятия		СРС
		лекц.	практ.
1. Введение в промпт-инжиниринг	14	4	2	8
Промпт-инжиниринг как инструмент поддержки педагогической деятельности	14	4	2	8
2. Базовые техники промптинга	24	6	6	12
Типы промптов. Основные элементы промпта	8	2	2	4
Формулирование задач и целей в промпте	8	2	2	4
Техника "Role Playing" в промптинге	8	2	2	4
3. Промптинг для создания дидактических материалов	24		12	12
Генерация контрольно-измерительных материалов	8		4	4
Разработка упражнений и заданий	8		4	4
Создание презентаций и наглядных материалов	8		4	4
4. Продвинутые техники промптинга	46	10	16	20
Продвинутые техники промпт-инжиниринга	8	2	2	4
Chain-of-thought и Few-shot prompting	10	2	4	4
Использование контекста и ограничений	8	2	2	4
Итеративный подход к работе с ИИ	10	2	4	4
Мета-промпты	10	2	4	4
Промежуточная аттестация	зачет
Всего	108	20	36	52

Разработка рабочей программы дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» для будущих учителей

И.В. Сликишина, А.Н. Дробахина

Лекции обеспечивают теоретическую основу курса, формируя у студентов понимание сущности промпт-инжиниринга, его возможностей и ограничений в педагогической практике, а также знакомят с базовыми и продвинутыми техниками взаимодействия с ИИ.

Практические занятия обеспечивают практическое освоение студентами техник составления эффективных промптов для создания дидактических материалов (тестов, упражнений, сценариев уроков), анализа качества генераций и итеративного взаимодействия с ИИ.

Самостоятельная работа студентов направлена на углубление теоретических знаний по промпт-инжинирингу, развитие устойчивых практических умений самостоятельно применять изученные техники промптинга для решения практических педагогических задач в соответствии с направленностью/про-филем обучения, критического анализа и оценки контента, сгенерированного с помощью искусственного интеллекта.

Проведенное исследование обсуждалось на научно-методических семинарах, проводимых на кафедре информатики и общетехнических дисциплин Кузбасского гуманитарно-педагогического института Кемеровского государственного университета.

Выводы. В результате исследования была разработана рабочая программа дисциплины «Промпт-инжиниринг в профессиональной деятельности» для студентов – будущих учителей. Дисциплина направлена на формирование у студентов навыков эффективного взаимодействия с ИИ через создание качественных промптов. Материалы исследования представляют интерес для научных и педагогических сообществ, которые обсуждают возможность применения сервисов генеративного искусственного интеллекта в образовании.