Технологии искусственного интеллекта в образовании как фактор повышения качества человеческого капитала

Одним из основных факторов экономического роста, наряду с капиталом, являются трудовые ресурсы. Значение этих двух факторов на выпуск продукции было отмечено Кнутом Викселем [1] и прошла апробацию на статистических данных Кобба и Дугласа [2]. Дальнейшие исследования показали, что наличие в экономике реального (станки, оборудование, машины, здания, сооружения и т.д.) и финансового капитала не является достаточным условием для экономического роста. Для обеспечения стабильной работы производственной системы, по мнению Пауля Ромера [3] необходима отлаженная система обучения и подготовки работников в процессе их деятельности. Эндогенная модель Кеннета Эрроу [4] показывает, что устойчивый экономический рост обеспечивается в основном результатами научнотехнического прогресса, который является, по его мнению, результатом эффективного функционирования системы обучения.

Разработанные модели производственных функций показывает, что состояние человеческого капитала имеет решающее значение для экономического роста. На качество человеческого капитала, в свою очередь, оказывает влияние система образования, представляющая собой совокупность институтов, включающих в себя организации, осуществляющие образовательную деятельность, государственные образовательные стандарты, образовательные программы различных вида, уровня и направленности [9]. От соответствия образовательной системы требованиям предприятий, предъявляемых к персоналу, во многом зависит компетенция работника, что в конечном итоге влияет на производительность труда, сроки освоения новых видов продукции и технологий, объемы, качество оказываемых услуг и другие показатели. Административнокомандная система модель управления экономикой придавала большое значение не только общему, но и политическому образованию населения, выделяя колоссальные ресурсы на содержание учебных заведений. Действовавшая в то время система образования давала возможность бесплатно получить необходимую профес- сию и квалификацию практически каждому дееспособному члену общества. В результате Россия вышла на лидирующие позиции по уровню образования в мире [5]. Так, удельный вес специалистов с высшим образованием составляет по данным Росстата 21% в общей численности населения страны.

Либерализация политических, экономических, культурных процессов в России не смогли не затронуть и систему образования. В течение всего одного десятилетия реформ многократно выросло число образовательных учреждений, открылись многочисленные филиалы и отделения крупных вузов в отдаленных районах страны. Вместе с тем, доступность образования и качество оказываемых образовательных услуг остается пока на достаточно низком уровне для большей части населения страны. Образовательные услуги стали в большей своей части стали платными, что делает недоступным для части населения учебу с отрывом от работы. Одним из направлений повышения качества и доступности образования является система дистанционного обучения, реализуемая посредством информационных технологий [6], включающих в себя интернет, облачные технологии, связь, социальные и корпоративные сети и т. п.

Широкое внедрение технологий искусственного интеллекта в учебный процесс может значительно повысить эффективность ресурсов, направляемых в образование. Система искусственного интеллекта образовательного процесса должна включать в себя следующие элементы:

– поисковая информационная система, позволяющей формировать базу данных учебного процесса из различных источников;

– автоматически обновляемая библиотека электронных учебников, пособий и методических указаний;

– систему контроля уровня знаний учащегося, включающую в себя подсистему непрерывного мониторинга успеваемости, активности и успехов учащегося;

– библиотеку контрольных заданий, автоматически подстраиваемую под уровень подготовки учащегося в зависимости от его успехов;

– автоматизированную систему составления расписания и распределения учебной нагрузки.

– обслуживающую систему, обеспечивающую коммуникации учащегося с учебным заведением.

Анализ ситуации в ведущих учебных заведениях высшего и среднего профессионального образования показывает, что в учебном процессе достаточно широко используются современные средства визуализации материала, интерактивные и анимационные модели, электронные учебники, компьютерные тренажеры [7] и т. п. Разработанные компьютерные тесты позволяют достаточно быстро и эффективно выявить пробелы в усвоении материала одновременно у достаточно большой группы учащихся. Оценка знаний с использованием компьютерных программ существенно снижает психофизическую нагрузку на преподавателя и является по мнению многих ученых более объективной. Вместе с тем анализ показал, что отсутствует полноценная обратная связь между системой образования и учащимся. Существующая образовательная система ориентирована на средние показатели успеваемости не учитывает индивидуальных особенностей учащегося, уровня его подготовки и компетенций. Отсутствует методология оценки творческих работ учащихся. Обучаемый еще на начальном этапе не имеет полной информации об учебном процессе, а система не обладает необходимой для профессиональной подготовки информацией о способностях и личностных предпочтениях абитуриента, в результате чего, выпускники средних и высших учебных заведений профессионального образования вынуждены самостоятельно переучиваться на предприятиях и в организациях по месту работы, что существенно снижает эффективность ресурсов, направляемых в образование. Это обстоятельство делает актуальной проблему разработки методологических подходов к широкомасштабному применению технологий искусственного интеллекта в целях адаптации учебного процесса к индивидуальным особенностям обучаемого.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

– провести анализ известных технологий искусственного интеллекта и возможность их применений в образовательном процессе;

– разработать подходы к построению концептуальной модели функционирования искусственного интеллекта в образо- вательном процессе;

– разработать модели дистанционного обучения;

– разработать методологические подхо- ды к построению системы контроля знаний, адаптируемой к уровню подготовки обучаемого;

– разработать методологические подходы к оценке творческих работ обучаемых на основе технологий искусственного интеллекта;

– разработать комплекс мероприятий по привлечению работодателей к формированию перечня компетенций и учебных программ.

Важнейшую роль в совершенствовании системы образования должны играть технологии искусственного интеллекта, по- средством которых представляется возможным выстраивание индивидуальных образовательных траекторий с учетом когнитивных и личностных особенностей. Из множества различных подходов к построению концепции искусственного интеллекта (логический, агентоориентированный, интуитивный и т.д.) в образовательном процессе предлагается выбрать комбинацию нейронно-сетевых и символьных моделей. Гибридные интеллектуальные системы [8], объединяющие в себя различные подходы, в образовательном процессе будут более эффективными, чем каждая в отдельности.

Анализ систем дистанционного образования выявил достаточно широкий спектр подходов и методов – от простейших обучающих программ до сложных систем, включающих в себя видеоконференции, он-лайн консультации, систему контроля успеваемости и т.п.

Особое внимание следует уделить построению системы контроля знаний, которая в настоящий момент, в основном представлена несложными компьютерными тестами, с помощью которых не всегда можно выявить творческие успехи обучаемого. Методологические подходы к оценке творческих работ обучаемых на основе технологий искусственного интеллекта основаны на компьютерной обработке результатов работы обучаемых и сравнения их с аналогами с целью выявления уровня новизны.

Образовательным учреждениям следует более тесно сотрудничать с потенциальными работодателями, привлекая их в качестве экспертов при составлении рабочих программ дисциплины, членов аттестационных комиссий, консультантов.

Решение поставленных задач будет способствовать повышению качества об- щего и профессионального образования, что повысит эффективность ресурсов, выделяемых государством и, в конечном итоге, будет способствовать устойчивому экономическому росту.