Роль искусственного интеллекта в современной системе высшего образования

ПОДЫМОВА ЛЮДМИЛА СТЕПАНОВНА

Российская Федерация, Москва

LYUDMILA S. PODYMOVA

Moscow, Russian Federation

РОЛЬ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ его зарождения: в философии были представлены представления о процессе познания мира, в психологи и нейрофизиологи был выделен ряд гипотез относительно работы человеческого мозга и мышления, в математике появились системы расчетов мозговой деятельности в форматизирован-ном виде, и наконец, появился базис математической теории вычислений, позволивший создать первые компьютерные системы.

Многие исследователи придерживаются мнения, что идея создания ИИ принадлежит Р. Луллию. В XIV он выступил с идеей реализации рассуждений и мыслительных процессов в интеллектуальной машине [2, с. 299–300]. Первые исследования, описывающие технологии ИИ, появились в ходе создания первых электронно-вычислительных машин в конце 30-х – начале 40-х годов прошлого века. В 1950-е годы А. Тьюрингом были проведены эксперименты, направленные на определение системы, подготовленной человеком, которую можно считать разумной, разработанной на основе имитационной игры-теста. В 1956 году Дж. Маккарти был введен термин «искусственный интеллект», определено, что «изучение ИИ должно основываться на предположении, что каждый аспект обучения или любая другая особенность интеллекта, в принципе, может быть описана настолько точно, что может быть создан некий механизм, либо машина для его моделирования» [5, с. 65].

На сегодняшний день существует множество трактовок понятия ИИ. Под ИИ понимают способность интеллектуальных систем выполнять творческие функции человека, которые в обыденном представлении считаются уникальными, интеллектуальные системы, ключевой задачей которых является моделирование ментальных, когнитивных и образовательных процессов [1, с. 81], систему программных продуктов и их алгоритмов, способствующих выполнению креативных функций че- ловека [8, с. 46]; «моделирование процессов человеческого интеллекта компьютерными системами» [6, с. 117–118]. ИИ включает процессы обучения, рассуждения, самокоррекции и распознавания вербальных и невербальных знаков.

В системе образования ИИ используется как инструмент совершенствования методов и способов обучения, который улучшает и ускоряет учебно-педагогические и коммуникационные процессы [4, с. 88]. Ключевая роль ИИ заключается в выстраивании виртуальной образовательной среды, объединяющей различные технологии для получения обучающимися необходимых знаний, профессиональных компетенций и навыков. В системе высшего образования ИИ позволяет всем субъектам образовательных отношений получать и обрабатывать дополнительную информацию для повышения результативности образовательной деятельности. Для студентов его использование – способ быстрее получить и эффективнее усвоить необходимую информацию.

К основным направлениям применения ИИ в системе высшего образования можно отнести следующие:

• •    автоматизированный контроль уровня знаний студентов;

• •    отслеживание посещения мероприятий и выполнения заданий;

• •    регулирование и моделирование группового обучения;

• •    внедрение интеллектуальных обучающих систем.

На сегодняшний день невозможно представить онлайн-обучение без использования технологий ИИ. Он позволяет автоматически (без участия преподавателя) выстраивать образовательный процесс и анализировать деятельность студентов. ИИ позволяет студентам разных курсов, возрастов, имеющим разный социальный статус использовать его преимущества для улучшения результатов учебной деятельности и легче адаптироваться в современном образова- тельном пространстве. Анализируя огромный массив данных, он дает возможность отслеживать результаты учебной деятельности и выявлять пробелы в знаниях студентов, помогает им находить и успешно усваивать необходимую информацию. Это делает образовательный процесс более информативным и привлекательным, позволяет учитывать предпочтения и интересы каждого индивида [9, с. 28].

ИИ обеспечивает преподавателям возможность формировать индивидуальные учебные программы, выявлять интеллектуальные способности каждого студента в группе, учитывать потребности людей с ограниченными возможностями здоровья. Возможность получать данные обучающихся, составлять отчеты об успеваемости может помочь определить области, в которых требуется участие наставника, разработать индивидуальную траекторию обучения для работы с каждым обучающимся с учетом его сильных сторон. Благодаря ИИ можно анализировать поведение студентов в ходе учебного процесса, оценивать их психоэмоциональное состояние, учитывая его подбирать задания для обучения, делая процесс обучения более эффективным.

ИИ может являться удобным инструментом для преподавателя при осуществлении промежуточного и итогового контроля, проведения тестов и экзаменов. При организации контрольных мероприятий в режиме онлайн ИИ позволяет предотвратить списывание: проводится анализ изображения каждого студента, контролируется его активность в использовании браузера, анализируются ответы на поставленные вопросы. Таким образом, определяется самостоятельность выполнения контрольных заданий.

В качестве примеров применения ИИ в сфере высшего образования можно выделить следующие организации, сотрудничающие с ведущими вузами всего мира и внедряющие ИИ в свои учебные программы в рамках онлайн обучения студентов:

Ресурс Duolingo предназначен для онлайн-обучения иностранным языкам с использованием алгоритмов ИИ. Ресурс предполагает индивидуальный подход к обучению, позволяет распознать уровень подготовки обучающихся и необходимость предоставления специальных материалов для его совершенствования. При организации образовательного процесса выявляются интересы обучающихся, подбирается нужный уровень сложности и темы, которые им будут интересны. Работает чат-бот, обеспечивающий практикова-ние в разговорной речи путем моделирования разговора с реальным человеком.

Ресурс Querium предполагает виртуальное обучение, построенное как анализ шагов при решении проблем – Science, Technology, Engineering, Mathematics (STEM). STEM-образование – целостная учебная программа, сочетающая четыре направления: естественные науки (science), технологии (technology), инженерия (engineering) и математика (mathematics). Программа Querium дает обратную связь о выполнении задания, в случае ошибки предоставляет инструкцию для исправления. Это помогает студентам в дальнейшем избежать совершения подобных ошибок. Платформа предлагает обучающимся персонализированные уроки небольшого объема с экспертной оценкой и пошаговыми инструкциями, а также мотивирует их, нацеливает на успех.

Ресурс Alta by Knewton использует идеи адаптивного обучения, ориентированного на выявление пробелов в знаниях обучающихся, предоставление для их восполнения высококачественных учебных материалов, разработанных на основе собственной базы данных. Ресурс предоставляет студентами полноценные учебные пособия. В процессе работы по мере взаимодействия с курсом распознается уровень подготовки каждо- го обучающегося. Таким образом, студентам не приходится проходить тестирование для определения исходного уровня подготовки, тем самым экономится время для совершенствования в выбранной области [7].

На сегодняшний день наибольшим успехом в сфере высшего образования пользуются инновационные продукты, разработанные стартапами ведущих вузов, либо коммерческие проекты, в разработке которых принимают активное участие студенты и преподаватели. Одним из перспективных направлений развития технологий ИИ являются комплексные системы автоматизации, которые управляют всеми элементами учебного процесса. Например, продукт Stellic , созданный предпринимателями С. Бин Васи и Р. Нея в партнерстве с Университетом Карнеги-Меллона, позволяет изменить способы получения знаний студентами. Основными целями продукта являются повышение качества образования и заинтересованности обучающихся в получении качественного образовании. Результат достигается предоставлением студентам широких возможностей для обучения: адаптация и поддержка, групповое адаптивное обучение, наставничество и постоянная техническая поддержка пользователей [7].

В России также представлены примеры применения ИИ в учреждениях высшего образования. Так, в Московской финансово-юридической академии внедрена технология Neuro Angel. Данный инновационный продукт создан для повышения качества образования и разработки индивидуальной образовательной траектории студентов. Ресурс состоит из нейроинтерфейса, считывающего сигналы мозга, а также программы, оценивающей психическое и эмоциональное состояние обучающегося и дающей рекомендации по его коррекции. Такой сервис позволяет определять, когда студент может наиболее продуктивно работать для выполнения определенно- го вида деятельности, оценивать эффективность обучения, а также степень вовлеченности студентов в образовательный процесс.

Российский центр EDCrunch University, действующий на базе Национального исследовательского технического университета «МИСиС», создал платформу оценки успеваемости студентов, позволяющую стимулировать их образовательную деятельность, выявлять ошибки и недочеты в выполняемых заданиях и своевременно предупреждать обучающихся. Главным преимуществом такой системы является непредвзятость в оценке полученных результатов. Кроме того, ИИ позволит составлять рейтинговые списки студентов, выявить лучших из них [7] по тем или иным показателям.

Обсуждение проблемы внедрения ИИ в образовательный процесс вузов требует обращения к вопросам профессиональной подготовки студентов к использованию (в том числе в режиме онлайн обучения) и изучению ИИ, самостоятельному проектированию и внедрению собственных интеллектуальных продуктов в сфере информационных технологий, которые помогут бизнесу, медицине и образованию. В России сегодня создаются условия для развития и совершенствования технологий ИИ. Государством поддерживаются стартапы студентов в данной области, выделяются гранты и субсидии, проводятся конкурсы, в ведущих вузах страны создаются институты и кафедры, ориентированные на изучение данного направления.

Анализ опыта применения ИИ в сфере высшего образования позволяет выделить следующие преимущества его использования:

• 1.    Оперативный низкозатратный мониторинг качества образования.

• 2.    Эффективный и своевременный контроль за успеваемостью и посещаемостью студентами учебных занятий.

• 3.    Организация планирования использования педагогических ре-

• РОЛЬ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

• 4.    Многообразие методик и приемов: игровое обучение, программы для повторения материалов и др.

• 6.    Наблюдение за проведением процедур контроля.

• 7.    Прогнозирование результатов деятельности студентов на основе статистики и наблюдения.

• 8.    Доступность технологий для всех участников образовательного процесса, возможность их включения в существующие приложения и сервисы.

• 9.    Возможность создания студентами собственных продуктов с использованием искусственного интеллекта, подготовка специалистов-новаторов.

сурсов, подбор необходимой литературы.

Использование ИИ в системе высшего образования требует больших финансовых и временных затрат, поэтому сегодня он применяется только в крупных организациях. Вместе с этим применение ИИ открывает принципиально новые возможности для развития данной системы. Чем больше студенты и преподаватели смогут экспериментировать с использованием технологий ИИ в образовательном процессе, тем больше новых и эффективных способов его применения они найдут. Мы полагаем, что, подобно тому, как стремительно получило распространение использование в образовательном процессе Интернета, в ближайшем будущем ИИ будет являться ключевым компонентом образовательных систем во всем мире.