CC BY
15Организационно- методические условия применения технологий искусственного интеллекта в образовательном процессе вуза
Бочаров Олег Дмитриевич,
аспирант, кафедра экономической теории, Ростовский государственный экономический университет E-mail: [email protected]
В статье рассматривается интеграция искусственного интеллекта в управление образовательными учреждениями как важная и перспективная область для современного образования. Пандемия COVID-19 подчеркнула необходимость внедрения искусственного интеллекта для поддержания непрерывности и качества обучения. Приведены примеры использования ИИ, такие как персонализированное обучение, адаптивные образовательные платформы, виртуальные наставники, автоматическая оценка и анализ данных. Рассматриваются проблемы внедрения искусственного интеллекта, включая вопросы конфиденциальности, обучение персонала и финансовые затраты. Статья подчеркивает важность стратегического подхода к интеграции искусственного интеллекта, включая разработку политики безопасности данных и обучение педагогов. Результаты исследования показали, что интеграция искусственного интеллекта (ИИ) в управление образовательными организациями значительно улучшает качество образования и управленческих процессов. Основные направления использования ИИ включают персонализированное обучение, управление данными и ресурсами, а также автоматизацию рутинных задач, что способствует повышению эффективности и удовлетворению потребностей всех участников образовательного процесса.
Ключевые слова: искусственный интеллект; образование; инновации в образовании; технологии образования.
Введение
В современном мире информационных технологий и быстрого темпа общественных изменений, образование играет ключевую роль в формировании будущего. Образовательные учреждения сталкиваются с постоянно изменяющимися требованиями и ожиданиями со стороны обучающихся, родителей и общества в целом. Пандемия Covid-19, по оценкам экспертов ЮНЕСКО [2], в 2020 году прервался образовательный процесс в школах более чем для 1,6 миллиардов учащихся. Пандемия COVID-19 выявила необходимость внедрения технологий ИИ в образовательные процессы для поддержания непрерывности обучения и обеспечения доступа к качественному образованию. В современном управлении образовательными учреждениями использование искусственного интеллекта (ИИ) и цифровых технологий становится не просто актуальным, а неизбежной частью образовательной системы. Внедрение компьютерных технологий и ИИ в образовательные учреждения активно поддерживается Правительством Российской Федерации. В частности, Министерство науки и высшего образования РФ в 2021 году профинансировало 24 проекта в сфере ИИ на общую сумму свыше 1,5 млрд рублей. Также стоит отметить, что вопросы развития искусственного интеллекта регулируются законодательно следующими нормативно-правовыми актами:
1. Указом Президента РФ от 10 октября 2019 г. N 490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации» [5];
2. Федеральным законом от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» [6];
3. Федеральным законом от 27 июля 2006 г. N 152-ФЗ «О персональных данных» [7]. Искусственный интеллект, или ИИ, представляет собой технологическую революцию, которая меняет способы, которыми учимся, обучаем и управляем образовательными процессами. Он обещает улучшить качество образования, сделать его более доступным и персонализированным, а также оптимизировать управление образовательными ресурсами и процессами. Однако, внедрение ИИ в сферу образования также представляет собой сложную задачу, требующую глубокого анализа тенденций и понимания перспектив развития.
Цель настоящей статьи - рассмотреть актуальные тенденции и перспективы применения искусственного интеллекта в управлении образовательными организациями. Мы пройдемся по клю-
сз о со "О
1=1 А
—I
о
сз т; о m О от
З
ы о со
чевым аспектам этой темы, исследуя влияние ИИ на образование, а также рассмотрим, какие перспективы открываются благодаря интеграции этой технологии в образовательный процесс.
В данной статье мы обсудим основные сферы применения ИИ в образовании, такие как персонализированное обучение, управление данными и аналитика, а также роль ИИ в управлении ресурсами и процессами образовательных учреждений. Мы также рассмотрим вызовы и препятствия, с которыми сталкиваются образовательные организации при внедрении ИИ, и предложим рекомендации для успешной реализации данных технологий.
Исследование применения искусственного интеллекта в управлении образовательными организациями не только актуально, но и критически важно для обеспечения высокого качества образования и подготовки будущих поколений к вызовам современного мира.
Персонализированное обучение с использованием Искусственного Интеллекта
Существует несколько основных видов технологий искусственного интеллекта, каждый из которых представляет собой уникальный подход к созданию систем, способных к самостоятельному обучению и принятию решений [1]:
1. Экспертные системы - это системы искусственного интеллекта, которые обеспечивают компьютеризированные возможности принятия решений, аналогичные возможностям человека-эксперта в определённой области. Они используют знания экспертов в определенной области для принятия решений, основаны на базе знаний, которая включает в себя правила и факты, и могут анализировать данные для решения проблем.
2. Машинное обучение - это технология представляет собой область искусственного интеллекта, которая занимается разработкой систем, способных обучаться и улучшаться на основе поступающих данных. Эта технология ИИ дает возможность компьютерным системам анализировать данные и опыт, чтобы в дальнейшем делать прогнозы и принимать решения на основе этого анализа.
3. Обработка естественного языка (^Р) представляет собой технологию, которая помогает компьютерам понимать и генерировать человеческую речь. Она используется в создании систем автоматического перевода, распознавания речи, анализа текстов и многих других приложений.
4. Компьютерное зрение. Данная технология дает возможность компьютерам анализировать и интерпретировать визуальные данные, такие как изображения и видео. Она используется в системах распознавания образов, автоматического распознавания лиц, медицинском образовании и других областях.
5. Робототехника. Эта область исследований занимается созданием роботов, способных к автономному функционированию и взаимодействию с окружающей средой. Роботы могут быть оснащены различными ИИ-технологиями для выполнения задач в различных сферах, от промышленности до медицины. Эти различные виды технологий ИИ взаимодействуют и комбинируются для создания инновационных систем и приложений, которые способны к решению широкого круга задач и улучшению качества жизни людей.
Одним из наиболее обещающих аспектов применения искусственного интеллекта в образовании является создание персонализированных образовательных программ. Искусственный интеллект предоставляет возможность анализировать данные студентов, адаптируя учебные материалы и методики в соответствии с их индивидуальными потребностями и уровнем знаний. Это повышает как мотивацию учащихся, так и эффективность их обучения.
Внедрение образовательных программ, созданных на основе искусственного интеллекта, представляет собой революционный подход к обучению. Такой подход позволяет персонализировать образовательный процесс, повысить его результативность и улучшить академические достижения студентов. Вот некоторые примеры того, как искусственный интеллект используется в образовательной сфере:
Адаптивные образовательные платформы: с помощью алгоритмов машинного обучения, современные образовательные платформы способны тщательно анализировать данные об успеваемости и поведении каждого учащегося. На основе этого анализа они могут точно определить уровень знаний, скорость усвоения материала и индивидуальные предпочтения ученика. Это позволяет платформам разрабатывать и предлагать персонализированные учебные материалы и задания, которые соответствуют уникальным потребностям и стилю обучения каждого учащегося.
Виртуальные наставники и тьюторы: Искусственный интеллект активно применяется для создания виртуальных ассистентов, которые играют роль наставников и тьюторов. Эти виртуальные помощники поддерживают учащихся в процессе обучения, предоставляя ответы на возникающие вопросы, объясняя сложные темы и предоставляя дополнительные учебные ресурсы. Такие наставники помогают создать индивидуализированный подход к обучению, обеспечивая поддержку и помощь в любое время.
Автоматическая оценка и обратная связь: Современные системы, использующие искусственный интеллект, обладают способностью автоматически оценивать задания учеников, анализируя их ответы и предоставляя полезную обратную связь. Эти технологии значительно сокращают временные затраты педагогов на проверку работ, что позволяет им направлять свои усилия на более глу-
бокие и индивидуализированные аспекты образовательного процесса. Благодаря этому учителя могут уделять больше внимания специфическим потребностям каждого ученика, адаптируя методы преподавания к их уникальным требованиям и способностям.
Адаптация культурного контекста: С использованием технологий обработки естественного языка, ИИ может адаптировать образовательные материалы, учитывая культурный контекст и язык каждого учащегося. Это особенно важно в многоязычных и мультикультурных обществах, где ученики могут иметь различные культурные и языковые фоны. Такая адаптация помогает сделать учебный процесс более инклюзивным и доступным для всех учащихся.
Прогнозирование успеваемости и рекомендации: Системы ИИ анализируют обширные данные об обучении учащихся, что позволяет им прогнозировать их будущую успеваемость. На основе этих прогнозов системы могут давать рекомендации, направленные на улучшение учебных результатов. Это может включать советы по выбору дополнительных материалов, изменения в учебном плане или рекомендации по улучшению учебных стратегий.
В образовательной сфере многие ученые классифицируют модели искусственного интеллекта на несколько групп.
Классифицируются модели искусственного интеллекта в образовании на три основные категории, каждая из которых сосредоточена на различных аспектах знаний [3]:
1. Педагогическая модель: ориентирована на методики обучения и опыт преподавания.
2. Модель читателя: ориентирована на понимание знаний читателя.
3. Предметная модель: ориентирована на знания в конкретных предметах.
Для понимания взаимодействия между компьютером и читателем модели читателя учитывают различные факторы, такие как текущие действия читателя, прошлые достижения, эмоциональное состояние и реакции. Алгоритмы обрабатывают эту информацию для оценки как студенческих, так и преподавательских аспектов в рамках предметных и педагогических моделей. Обработанные данные затем используются для предоставления читателю наиболее подходящего контента с учетом его потребностей и для создания новых взаимодействий. Все три модели принимают решения, такие как адаптивное получение интеллектуальной информации по ссылкам и прекращение обновлений при получении дополнительной информации, новостей, действий и корректировок.
В целом, использование искусственного интеллекта в создании образовательных программ позволяет сделать обучение более доступным, эффективным и персонализированным, что способствует развитию индивидуальных навыков и знаний каждого ученика.
Управление данными и аналитика
Искусственный интеллект обладает уникальными способностями для обработки и анализа больших объемов данных. В образовании это позволяет собирать информацию об учащихся, их успеваемости и поведении в реальном времени. Использование аналитики, основанной на искусственном интеллекте, способствует обнаружению текущих тенденций и предсказанию будущих результатов. Это, в свою очередь, предоставляет ценную информацию, которая может быть использована преподавателями и руководством образовательных учреждений для повышения качества обучения. Более того, такая аналитика играет ключевую роль в принятии стратегических решений, направленных на улучшение учебного процесса и оптимизацию управленческих процессов в школах и других образовательных организациях.
Роль ИИ в управлении ресурсами и процессами
Эффективное управление ресурсами и процессами является ключевой задачей образовательных организаций. Современные технологии искусственного интеллекта способны автоматизировать многочисленные рутинные процессы, среди которых выделяются управление расписанием, составление бюджета и контроль над использованием образовательных ресурсов. Благодаря этим возможностям, значительно снижается нагрузка на сотрудников административных отделов, что, в свою очередь, позволяет им уделять больше времени и внимания стратегическим и критически важным задачам, требующим их квалификации и экспертного мнения.
Проблемы и препятствия
Несмотря на многочисленные преимущества, применение искусственного интеллекта в образовании также сталкивается с вызовами и препятствиями. К ним относятся вопросы конфиденциальности данных, обучение педагогического персонала использованию ИИ-инструментов, а также финансовые затраты на внедрение и обновление технологий.[4]
Рекомендации для успешной реализации ИИ в образовании
Для успешной интеграции искусственного интеллекта в образовательные организации важно разработать четкие стратегии и политики безопасности данных. Также следует обеспечить обучение педагогического персонала в области использования ИИ и создать условия для сотрудничества между техническими специалистами и образовательными экспертами.
Практическое применение искусственного интеллекта
Практическое использование искусственного интеллекта (ИИ) в управлении образовательными ор-
сэ о со "О
1=1 А
—I
о
сз т; о т О от
З
и о со
ганизациями представляет собой значимый и перспективный аспект современной образовательной сферы. ИИ может быть использован для автоматизации рутинных задач, таких как управление документацией, планирование расписания занятий, учет финансовых операций и т.д. Это позволяет сотрудникам образовательных организаций освободить время и сконцентрироваться на более важных задачах.
Персонализированное обучение
Одной из наиболее ярких практических реализаций искусственного интеллекта в образовании являются платформы адаптивного обучения. Например, компания «ЕйиА1» разработала систему, которая на основе данных обучающегося анализирует его уровень знаний, темп обучения и предоставляет персонализированные материалы и задания. Это позволяет каждому студенту развиваться в соответствии с его специфическими потребностями.
Управление ресурсами и процессами
Многие образовательные организации внедряют ИИ для управления расписанием занятий. Программное обеспечение, такое как «SmartScheduler», использует алгоритмы машинного обучения для создания оптимальных расписаний, учитывая ограничения, предпочтения преподавателей и студентов, а также доступность аудиторий. Это позволяет снизить временные конфликты и повысить эффективность распределения ресурсов.
Аналитика и прогнозирование
Искусственный интеллект активно используется для анализа данных об успеваемости студентов, с целью прогнозирования их будущих результатов. Благодаря анализу исторических данных и выявлению определенных закономерностей в обучении, ИИ способен предоставлять рекомендации преподавателям и самим обучающимся. Эти рекомендации касаются необходимых изменений в учебных программах и стратегиях обучения, которые могут повысить эффективность учебного процесса. Использование искусственного интеллекта в образовательной сфере предоставляет возможность более детально и точно выявлять те области, которые нуждаются в усовершенствовании. Это позволяет вовремя вносить необходимые изменения и корректировки в учебный процесс, что в итоге способствует достижению более высоких академических результатов и улучшению общего качества образования.
Проблематика и будущее практического применения ИИ
= Практическое применение искусственного интел-
~ лекта в образовании предоставляет множество
сэ возможностей для улучшения качества обучения
<о и управления образовательными организациями.
^ Тем не менее, важно помнить о проблемах, таких как
конфиденциальность данных и обучение персонала. В будущем, с развитием технологий и совершенствованием методов, практическое применение ИИ в образовании будет продолжать расширяться, способствуя улучшению образовательной среды и результатов обучения. Кроме того, следует помнить о ряде потенциальных минусов, которые следует учитывать. К ним следует отнести следующие моменты:
1. Использование ИИ может привести к уменьшению взаимодействия между учителями и учащимися. Это может уменьшить эмоциональную связь и поддержку, которые обычно предоставляют учителя. Когда ученики чувствуют, что их учителя поддерживают и понимают их эмоции и чувства, они развивают навыки эмпатии, самосознания и управления эмоциями. Эти навыки являются важными для успешной адаптации в обществе и формирования здоровых отношений с окружающими. Эмоциональная связь между учителями и учащимися способствует созданию благоприятного климата в коллективе, что в свою очередь снижает стресс и конфликты. Учащиеся лучше справляются с учебными заданиями и более позитивно относятся к учебе, когда они чувствуют себя в безопасной и поддерживающей среде.
2. Неоднозначность решений ИИ: иногда решения, принимаемые ИИ, могут быть неоднозначными или непрозрачными, что затрудняет понимание причин принятых решений и создает недоверие у студентов и преподавателей.
3. Ограниченность алгоритмов: Некоторые алгоритмы машинного обучения обладают ограниченной способностью адаптироваться к новым условиям или обновлять свои знания с учетом новой информации. Это ограничение может существенно снизить их эффективность и способность к обучению. Таким образом, эффективность таких алгоритмов может оказаться недостаточной в ситуациях, требующих быстрой адаптации к изменяющимся обстоятельствам.
4. Проблемы конфиденциальности и безопасности: сбор и анализ больших объемов данных для использования ИИ может вызвать опасения в отношении конфиденциальности личной информации студентов, а также уязвимости систем для кибератак и хакерских атак.
5. Недостаточная поддержка учителей и администраторов: Внедрение ИИ может требовать значительных усилий для обучения персонала и создания инфраструктуры, что может вызвать сопротивление со стороны работников образования и затруднить успешное внедрение технологии.
Заключение
Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) в процессы управления образовательными учреждениями является современной и перспективной областью для эволюции образовательной сферы. В результате проведенного исследования стало очевид-
но, что внедрение ИИ в управление образовательными организациями может значительно повысить качество образования, увеличить эффективность управленческих процессов и удовлетворить разнообразные потребности студентов, преподавателей и административного персонала.
Одним из основных выводов исследования является то, что использование ИИ позволяет персонализировать образовательный процесс, учитывая индивидуальные потребности и способности каждого учащегося. Это способствует более эффективному обучению и повышению успеваемости студентов.
Кроме того, применение ИИ в управлении образовательными организациями позволяет автоматизировать ряд рутинных операций, таких как учет студентов, планирование учебных программ и мониторинг успеваемости. Это освобождает время преподавателей и администрации для более качественной работы с учащимися и развития образовательного процесса.
Однако следует отметить, что внедрение ИИ в управление образовательными организациями также влечет за собой определенные вызовы и проблемы. К ним относятся необходимость обеспечения безопасности данных, обучения персонала работе с новыми технологиями и сохранения гуманных ценностей в образовательной среде.
В целом, применение искусственного интеллекта в управлении образовательными организациями открывает новые возможности для совершенствования образовательного процесса и повышения его качества. Это требует совместных усилий со стороны образовательных учреждений, правительственных органов, научных и исследовательских центров, а также бизнес-сектора для создания инновационных решений и разработки соответствующего законодательства и политики.
Литература
1. Сысоев П.В. Искусственный интеллект в образовании: осведомлённость, готовность и практика применения преподавателями высшей школы технологий искусственного интеллекта в профессиональной деятельности // Высшее образование в России. 2023. Т. 32. № 10. С. 9-33. DOI:10.31992/0869-3617-2023-32-10-9-33.
2. Реакция ЮНЕСКО на глобальный кризис в сфере образования из-за COVID-19 I ЮНЕСКО. URL: https://www.unesco.org/en/articles/ unesco-responds-global-crisis-education-due-covid-19 (дата обращения: 11.03.2024)
3. Лукин Р., Холмс У., Гриффитс М., Форс Л.Б. Высвобожденный интеллект: аргументы в пользу использования искусственного интеллекта в образовании. Pearson Education, 2016. URL: https://www.pearson.com/corporate/about-pearson/what-we-do/innovation/smarter-digital-tools/intelligence-unleashed.html (дата обращения: 11.03.2024).
4. Что такое машинное обучение? I Oracle СНГ. URL: https://www.oracle.com/cis/artificial-intelligence/machine-learning/what-is-machine-learning/ (дата обращения: 12.03.2024).
5. Минобрнауки России выделило 1,5 млрд рублей на исследования и разработки в области искусственного интеллекта. URL: https://mino-brnauki.gov.ru/press-center/news/nauka-i-obra-zovanie/46078/ (дата обращения: 11.03.2024).
6. Указ Президента РФ от 10 октября 2019 г. N 490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации».
7. Федеральный закон от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».
8. Федеральный закон от 27 июля 2006 г. N 152-ФЗ «О персональных данных».
ORGANIZATIONAL AND METHODOLOGICAL CONDITIONS FOR THE USE OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE TECHNOLOGIES IN THE EDUCATIONAL PROCESS OF A UNIVERSITY
Bocharov O.D.
Rostov State University of Economics
The article considers the integration of artificial intelligence into the management of educational institutions as an important and promising area for modern education. The COVID-19 pandemic was highlighted they need to implement artificial intelligence to maintain continuity and quality of learning. Examples of the use of AI are given, such as personalized learning, adaptive educational platform, virtual mentors, automatic assessment and data analysis. The problems of implementing artificial intelligence are considered, including privacy issues, staff training and financial costs. The article highlights the importance of a strategic approach to integrating artificial intelligence, including developing a data security policy and educating educators. The use of artificial intelligence in education promises to improve the quality and accessibility of education, but requires significant efforts to overcome existing challenges and problems.
Keywords: artificial intelligence; education; innovation in education; educational technologies.
References
1. Sysoev P.V. Artificial intelligence in education: awareness, readiness and practice of using artificial intelligence technologies by teachers of the higher school in their professional activities // Higher education in Russia. 2023. Vol. 32. No. 10. pp. 9-33. D0I:10.31992/0869-3617-2023-32-10-9-33.
2. UNESCO responds to the global crisis in education due to COV-ID-19 I UNESCO. URL: https://www.unesco.org/en/articles/ unesco-responds-global-crisis-education-due-covid-19 (date of application: 11/03/2024)
3. Luckin R., Holmes W., Griffiths M., Forcier L.B. Intelligence unleashed: An argument for AI in education. Pearson Education, 2016. URL: https://www.pearson.com/corporate/about-pearson/ what-we-do/innovation/smarter-digital-tools/intelligence-unleashed.html (date of application: 11/03/2024)
4. What is machine learning? I Oracle CIS. URL: https://www.or-acle.com/cis/artificial-intelligence/machine-learning/what-is-machine-learning / (date of access: 12/03/2024).
5. The Ministry of Education and Science of Russia has allocated 1.5 billion rubles for research and development in the field of artificial intelligence. URL: https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka-i-obrazovanie/46078 / (date of access: 11/03/2024).
6. Decree of the President of the Russian Federation No. 490 dated October 10, 2019 "On the development of artificial intelligence in the Russian Federation".
7. Federal Law No. 149-FZ of July 27, 2006 "On Information, Information Technologies and Information Protection".
8. Federal Law No. 152-FZ of July 27, 2006 "On Personal Data".
C3
о
CO
-a
I=i А —i о
C3 t; о m О от
З
ы о со
