Технологии искусственного интеллекта в системе высшего образования

Будущее системы высшего образования связано с развитием новых информационных технологий. В образовательном сегменте внедрение и применение искусственного интеллекта открывает широкие возможности и формирует новые вызовы для преподавания учебных дисциплин и обучения студентов. Значимость использования искусственного интеллекта в системе образования подчеркивается на государственном уровне. Так, в ходе выступления на международной конференции в 2022 г. Президент РФ В. В. Путин акцентировал внимание на важности изучения вопросов, касающихся внедрения искусственного интеллекта в образовательные программы по матема- тике и информатике1, что вносит существенные изменения в содержание системы образования, делая ее достаточно открытой и одновременно мобильной. В условиях цифровизации общества, использования электронных образовательных ресурсов происходит становление новой парадигмы образования [1]. Следует отметить, что цифровая трансформация системы образования направлена на достижение студентом образовательных результатов за счет персонализации процесса обучения на основе применения цифровых технологий, включая методы искусственного интеллек- та, средства виртуальной реальности и широкого доступа к интернету [2, с. 36]. В данном случае внедрение искусственного интеллекта направлено не на замену человеческого ресурса, а на возможность стать ему помощником. Однако в системе высшего образования его применение несколько ограничено, что делает обозначенную проблему весьма актуальной.

Материалы и методы исследования

Образовательная среда относится к разряду консервативных областей жизнедеятельности социума, однако с применением информационно-коммуникативных технологий система образования претерпевает достаточно серьезные содержательные изменения.

Важно напомнить, что родоначальником искусственного интеллекта (далее — ИИ) считается испанский философ Р. Луллий, еще в XIII в. создавший механическое устройство для решения интеллектуальных задач. Его идея была реализована исследователями Г.-В. Лейбницем и Р. Декартом, которые предложили универсальные языки классификации для многих научных областей [3]. Публикации указанных авторов стали первыми научными достижениями в области искусственного интеллекта, направленного на интеллектуальное моделирование познавательных процессов. Существенным дополнением может стать научная концепция Л. Соулума, главная идея которой заключается в том, что искусственный интеллект не обладает важными компонентами человеческой индивидуальности (душа, сознание, чувства, интересы) [4]. Ключевым показателем успеха в области развития искусственного интеллекта, порой превосходящего самого человека в отдельных видах деятельности, становится моделирование типичных человеческих функций, свойств и качеств.

В условиях формирования цифровой экономики невозможно избежать использования технологий искусственного интеллекта. Неслучайно в Национальной стратегии развития искусственного интеллекта на период до 2030 г., утвержденной Указом Президента Российской Федерации, искусственный интеллект определяется как «комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека и получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые с результатами интеллектуальной деятельности человека»1.

Так, в современной научной среде используется множество определений данной научной категории, например:

– это наука и технология создания интеллектуальных машин и интеллектуальных компьютерных программ [5, с. 66];

– это программные продукты и лежащие в их основе алгоритмы, действия которых приближены к функции человеческого интеллекта [6, с. 46];

– способность интеллектуальных систем выполнять творческие функции, ранее выполнявшиеся человеком [7, с. 81];

– моделирование процессов человеческого интеллекта компьютерными системами, включая обучение, рассуждение, распознавание вербальных и невербальных знаков [8, с. 117–118];

– инструмент совершенствования методов и способов обучения [9, с. 88].

На основании вышеприведенных определений содержание искусственного интеллекта можно представить в трех аспектах, в частности:

• 1)    как научное направление, основанное на моделировании процессов познания и мышления с использованием разнообразных методов решения проблем для повышения результативности вычислений;

• 2)    устройства, программы с определенным набором интеллектуальных критериев;

• 3)    набор понятий о знаниях, разуме и самом человеке, что позволяет смоделировать интеллект.

Все это подтверждает, что искусственный интеллект представляет собой область создания интеллектуальных компьютерных систем, традиционно связанных с человеческим разумом и обладающих возможностями понимания языка, обучения, способностью рассуждать и решать проблемы.

Результаты исследования и их обсуждение

В реалиях XXI в. во всех сферах жизни человечество пользуется технологиями искусственного интеллекта, не исключением является и образование. С целью изучения мнений респондентов в отношении применения технологии искусственного интеллекта в процессе обучения в вузе было проведено авторское исследование — опрошено 155 студентов Института сервиса и отраслевого управления Тюменского индустриального университета, в качестве инструмента использована анкета. Качественный анализ результатов опроса позволил выявить особенности внедрения цифровых технологий в нашем вузе, изучить мнение студентов относительно использования искусственного интеллекта в процессе обучения.

На вопрос «Известно ли Вам о наличии искусственного интеллекта?» получены следующие ответы (рис. 1):

Рис. 1. Мнения респондентов о наличии ИИ, %

Представляют интерес ответы респондентов на вопрос «Из каких источников Вы получаете информацию об искусственном интеллекте?»: СМИ — 37,4 %; просмотр фильмов — 24,6 %; научные источники — 13,3 %; изучение информатики — 21,7 %; ответ «нет, не известно, но интересно было бы узнать» дали 3,0 %. Отметим, что половина респондентов (58,5 %) относится с интересом к использованию ИИ, 32,0 % — без особых эмоций, 6,3 % — с восхищением и 3,2% — недоверием. При этом, по мнению опрошенных, искусственный интеллект, несмотря на имеющиеся преимущества, не сможет заменить труд человека, поскольку не обладает особыми качествами и чувствами (интуиция, критическое суждение, креативное мышление, сочувствие), свойственными человеку. Практика подтверждает, что применение искусственного интеллекта позволяет повысить результативность учебного процесса благодаря различным методам и техникам, таким как:

– адаптивное обучение — возможность адаптации к индивидуальным потребностям студента и созданию персонализированных учебных материалов и заданий;

– автоматическая обратная связь — предоставление автоматической обратной связи о производительности студента и рекомендации по улучшению результатов;

– интерактивность — создание и использование интерактивных учебных материалов, повышающих заинтересованность студентов в восприятии материала;

– анализ данных — нейросети могут использовать анализ данных для определения областей, в которых студентам требуется дополнительная помощь;

– автоматизация — автоматизация рутинных задач (проверка заданий и тестирование), позволяющая сконцентрироваться на наиболее важных задачах (например, создание учебных материалов).

Следует отметить, что эффективным инструментом персонализированного обучения, способствующим повышению результатов учебной деятельности, становится активное вовлечение студентов в коммуникационный процесс. Часто оно представлено в форме интерактивных уроков, ролевых игр или других форматах, что делает занятия для студентов более привлекательными. Следует отметить, что цифровые технологии позволяют изучать учебный материал в интерактивной форме, выступая в качестве стимулятора в его освоении и формировании практических навыков.

В настоящее время вуз не только является носителем академической традиции, но и обладает инновационным потенциалом и арсеналом нестандартных инициатив. Так, вузовская система ИИ включает:

– поисковую информационную систему с обширной базой источников;

– фонд электронных учебников, учебных пособий, методических указаний;

– электронную систему контроля знаний студентов (Educon, Tandem);

– автоматизированную систему составления расписания (платформа Modeus);

– систему управления цифровым обучением (Google Сlassroom, платформа Moodle, Blackboard);

– массовые открытые онлайн-курсы (МООК);

– образовательные платформы для коллективной работы в онлайн-режиме (Skype, Zoom).

В последнее время актуальным трендом в образовательном процессе стало создание чат-ботов — компьютерной программы, способной

«общаться» с человеком на обычном языке при помощи текста или голоса. Чат-боты имеют ряд преимуществ перед другими ресурсами, в том числе и программными приложениями. Следует напомнить, что жизнь современного молодого человека достаточно активна и часто протекает в мессенджерах, соответственно чат-продукты установлены в смартфонах практически у каждого из них. В связи с этим преподаватели вуза имеют возможность быстро передать информацию в сжатом виде, что упрощает процесс получения знаний. Практика внедрения чат-ботов в учебном заведении показала, что студенты часто к ним обращаются.

С помощью чат-ботов «Курсовая работа» и «Производственная практика» до студентов оперативно доводится информация методического характера. Например, когда возникают вопросы при написании курсовой работы, то ответы можно найти в материалах чат-бота. Алгоритм взаимодействия студента и преподавателя в нем позволяет свободно ориентироваться на этапах выполнения работы. Причем наличие обратной связи дает возможность выявить вопросы, оставшиеся нераскрытыми. Как видно, чат-бот полезный, интересный и удобный в использовании при организации образовательного процесса инструмент. Все указанные образовательные программы нацелены на проектирование индивидуальных траекторий обучения студентов. Причем данные технологии стали не только объектом изучения, но и мощным инструментом обновления содержания педагогической деятельности. Установлено, что использование технологий ИИ значительно сокращает время на подготовку к учебным занятиям, повышает степень усвоения знаний и способствует проектированию образовательной траектории каждым студентом. Новые технологии позволяют преподавателям сделать образовательный процесс творческим и персонализированным с учетом анализа качественных и количественных данных, а также увлекательным за счет погружения в виртуальную среду. В свою очередь расширение зоны использования методов ИИ, инструментов виртуальной реальности и доступа к средствам обработки данных содействует максимальному раскрытию способности студентов.

Создание образовательной цифровой среды способствует повышению уровня цифровой компетентности всех участников учебного процесса. Ответы на вопрос «Согласны ли Вы принять участие в разработке искусственного интеллекта?» распределились следующим образом: 51,4 % респондентов дали положительный ответ; 38,3 % — отрицательный; 10,3 % затруднились с ответом. Как видим, студенты не возражают против внедрения искусственного интеллекта. Однако, несмотря на положительное отношение к ИИ, пройти обучение по данной технологии согласились всего лишь 17,5 % респондентов; 38,7 % отказались от прохождения обучения; 33,8 % считают, что достаточно полученных знаний на занятиях по информатике; 10,0 % выразили нейтральное отношение (рис. 2). Как правило, данные показатели можно объяснить тем, что основная часть студентов надеется в будущем на выполнение профессиональных обязанностей в традиционном режиме.

На вопрос «Как Вы считаете, готова ли система высшего образования к внедрению технологии ИИ?» мы получили следующие ответы:

42,1 % положительно оценили готовность системы высшего образования и указали на своевременность использования инновационных технологий; треть опрошенных (29,3 %) придерживается нейтральной позиции, выразив согласие и ожидание позитивного результата от внедрения ИИ; каждый пятый респондент (18,6 %) выразил опасение относительно модернизации образовательной среды с учетом ИИ, считая, что необходимо время и ресурсы; 10,0 % указали на имеющиеся риски при внедрении ИИ. Следует отметить, что к основным рискам использования ИИ студенты отнесли невозможность человеческого восприятия информации, формализацию знаний, отсутствие прямых контактов «студент — преподаватель», принятие ошибочных решений на основе обработки массива информации, угрозу бесполезности существования людей в дальнейшем.

Заключение

Таким образом, инновационные технологии придают новый импульс развитию системы высшего образования. С одной стороны, использование ИИ в учебном заведении продиктовано сложившимися условиями, с другой — опыт его внедрения позволяет расширить зону познания в области новых технологий, повышая рейтинг учебного заведения. Цифровые технологии дают возможность интенсифицировать процесс обуче- ния и раскрыть его качественно новые стороны и преимущества, включая повышение точности оценки, экономию времени и ресурсов, доступность независимо от объективных ограничений, организовать эффективное коммуникационное взаимодействие в процессе обучения, что позволяет каждому студенту развиваться в собственном темпе и наиболее эффективно осваивать учебный материал. Кроме того, искусственный интеллект оказывает помощь в разработке визуально привлекательных и интерактивных презентаций, учебных видеороликов и приложений, которые делают процесс обучения не только содержательным, но и увлекательным, открывая новые горизонты для обучения и помогая тем самым студентам максимально развивать свой познавательный потенциал. Однако важно понимать, что для широкого использования технологий искусственного интеллекта необходима структурная подготовленность системы образования, включая компетентность и нацеленность на решение поставленных руководящим составом вуза задач, готовность субъектов и объектов образовательного процесса к данным инновациям и, конечно, техническое сопровождение указанных технологий.