CC BY
32Технологии искусственного интеллекта в стратегии повышения качества высшего образования
Лаптева Светлана Васильевна,
кандидат педагогических наук, доцент, кафедра «Транспорт и технологии нефтегазового комплекса», Тюменский индустриальный университет (филиал в г. Ноябрьске) E-mail: [email protected]
Рассмотрены технологии искусственного интеллекта в стратегии повышения качества высшего образования. Актуальность исследуемой темы обосновывается тем, что на сегодняшний день повышение качества высшего образования напрямую связано с внедрением инновации в образовательный процесс. Особое место среди инновационных технологий занимает искусственный интеллект (ИИ). Цель работы - исследовать проблемы применения технологий искусственного интеллекта в стратегии повышения качества высшего образования. Для решения задач использованы следующие методы исследования: теоретические (анализ, синтез, сравнение, обобщение, систематизация, моделирование), эмпирические (изучение и обобщение педагогического опыта, наблюдение и т.д.). Изучены методы и условия внедрения технологий искусственного интеллекта в рамках стратегии повышения качества высшего образования, что позволяет применять данный опыт в организациях высшего образования. Сделан вывод о том, что ряд технологий ИИ существенно оптимизируют работу профессорско-преподавательского состава: очень востребованы технологии автоматической проверки заданий, системы тестирования, программы автоматизированной обратной связи со студентами, мониторинга уровня знаний студентов, а также системы прокторинга. Обучающимися востребованы технологии ИИ, связанные с возможностями обучения (обучающие программы, обучающие онлайн-тренажеры с обратной связью, образовательные чат-боты и т.д.). На уровне образовательной организации в целом востребованы технологии цифровизации образовательного процесса и научных исследований, технологии формирования «умной» электронно-образовательной среды вуза.
При этом важно понимать, что искусственный интеллект не в состоянии заменить «живое» общение преподавателя и студента, реальный образовательный процесс.
Ключевые слова: искусственный интеллект, инновации, инновационные технологии, высшее образование, диджитализа-ция, компьютеризация.
Введение
На сегодняшний день повышение качества высшего образования напрямую связано с внедрением инновации в образовательный процесс. Среди инновационных технологий большую роль играют информационные и цифровые технологии. Важное место среди них занимают технологии искусственного интеллекта (ИИ).
Так, развитие профессионально-коммуникативной компетентности слушателей в заведениях высшего образования, ввиду существующих тенденций в образовании и диджитализации общественных отношений, должно стать одним из трендов современной системы высшего образования. Общая тенденция внедрения технологий ИИ во все сферы общественной жизни (применения мобильных технологий, например, периферийных цифровых устройств и технологий потоковой передачи данных), сегодня уже не вызывает удивления. Важно, чтобы данная тенденция нашла свою реализацию в системе высшего образования.
Данная задача должна решаться, исходя из целостного подхода на основе учета различных аспектов и факторов. Дело в том, что на современном этапе ведущим фактором вхождения отечественного высшего образования в мировое образовательное пространство является эффективное использование обучающимися мирового инновационного потенциала. В связи с этим технологии ИИ будут являться важным фактором повышения качества образования в системе высшей школы.
Цель работы - исследовать проблемы применения технологий искусственного интеллекта в стратегии повышения качества высшего образования.
Различные аспекты проблемы внедрения инновационных методов обучения широко раскрыты в психолого-педагогической литературе. При этом вопросы внедрения технологий искусственного интеллекта в высшем образовании рассмотрены в работах Р.А. Амирова, А.Н. Дробахина, И.Е. Жуковской и др. Однако данные вопросы требуют дополнительного осмысления.
Для решения задач использованы следующие методы исследования: теоретические (анализ, синтез, сравнение, обобщение, систематизация, моделирование), эмпирические (изучение и обобщение педагогического опыта, наблюдение и т.д.).
Практическая значимость исследования заключается в том, что изучены методы и условия внедрения технологий искусственного интеллекта в рамках стратегии повышения качества высшего образования, что позволяет применять данный опыт в организациях высшего образования.
сз о со -а
I=i А
—I
о
сз т; о m О от
З
ы о со
Результаты и их обсуждение
Современное образование превращается в открытую систему, имеющую сложную структуру и выполняющую две базовые функции: создает условия для обучения и приобретения знаний, а также формирует ценностные ориентиры будущего специалиста. В связи с этим возникает потребность внедрения в образовательный процесс новейших достижений науки, в том числе и искусственного интеллекта (ИИ).
Актуализация вопросов внедрения технологий искусственного интеллекта в высшей школе связана с тем, что сегодня почти у каждого студента есть свое мобильное устройство с доступом в сеть Интернет. Появление и использование технологии мобильной связи 5G позволяет активно использовать потоковую передачу данных (streaming), основным преимуществом которой является почти мгновенное их воспроизведение другими пользователями без необходимости загрузка самого файла. Это свидетельствует о потенциальных перспективах активного использования потоковой передачи данных среди пользователей интернет в России.
Прикладное использование потоковой передачи данных с YouTube, SoundCloud, Dailymotion, Vimeo, Deezer, Spotify, Facebook (и др.), а также использование таких мобильных приложений, как WeChat, WhatsApp, Periscope, Telegram (и др.), предоставляют возможность пользователям обмениваться потоковыми данными в реальном времени [6, с. 157].
Таким образом, имеет место возникновение новых сценариев использования технологий ИИ в образовательном процессе. Некоторые из подобных сценариев уже имеют практический опыт использования в высшей школе - к примеру, Blended Learning (смешанное обучение) и использование онлайн трансляции (streaming) преподавателем и/или студентом для всех пользователей с помощью видеохостинга или социальных сетей. Одновременно современные педагогические реалии высшей школы требуют значительной интенсификации и индивидуализации образования.
Сетевые технологии имеют возможность налаживать телекоммуникационное общение студентов с преподавателями, сверстниками, работниками образовательных учреждений, лабораторий, библиотек, музеев и т.п. Обучение средствами ИКТ способствует развитию не только профессиональных умений и навыков, но и формированию информационных умений студентов вузов: 1) принимать участие в интерактивных диалогах с компьютером; 2) читать графики визуализации; 3) работать с анимационными роликами; 4) планировать занятия с помощью компьютера; 5) диагностировать, корректировать, оценивать свои ° знания с помощью компьютера; 7) пользоваться " SmartStat - технологии, которые помогают опре-g делить готовность к экзаменам и т.п. [7, с. 15].
Популярность программ объясняется легкостью J овладения навыками работы, возможностью ис-
пользования различных материалов в зависимости от уровня знаний. Так, справочное программное обеспечение - это наличие мультимедийного содержания, специальных навигационных механизмов и отсутствие предварительно определенного пути ознакомления с информацией, то есть возможность обрабатывать ее в любой необходимой последовательности, а также включение определенных видов учебной деятельности (систем вопросов-ответов, интерактивных элементов для закрепления знаний). Учебное программное обеспечение - это программы, включающие раз-новекторные системы вопросов и ответов, направленных на формирование и совершенствование целого ряда умений и навыков. Тренировочные программы - это программы для совершенствования знаний, умений и навыков, которые характеризуются одновременным наличием значительных блоков учебной информации и механизмов проверки усвоения знаний [5, с. 85]. Таким образом, с помощью образовательного программного обеспечения у студентов формируются умения и навыки общаться и взаимодействовать при обсуждении планов действий и способов выполнения, слушать, комментировать, задавать вопросы, формировать последовательность идей, чувств, событий, мышления. Среди специальных умений и навыков формируются умения проводить исследования и эксперименты, а также использовать возможности ИКТ для написания творческих работ.
Повышение эффективности преподавания на основе использования технологии ИИ основывается на одноименных системах (системах искусственного интеллекта - СИИ), которые ориентированы как на преподавателя или студента, так и на образовательный процесс в целом.
Технологии ИИ, ориентированные на преподавателей университетов, используются для поддержки преподавателей и снижения их рабочей нагрузки за счет автоматизации таких задач, как администрирование, оценка, обратная связь, выявление плагиата и т.д.
Эти системы создаются и развиваются, исходя не из потребностей образовательного процесса, а из возможностей и видения разработчиков технологий ИИ. В наше время в странах Европы технологии искусственного интеллекта широко используются для проверки ответов студентов в опросах обратной связи.
Также перспективным является использование системы прокторинга.
СИИ могут достаточно эффективно использоваться для:
1) обеспечения обратной связи преподавателей и студентов;
2) мониторинга успеваемости каждого студента;
3) оценки знаний и умений студентов, позволяющей педагогу «подстроить» процесс обучения под их уровень подготовки;
4) использования интеллектуальных наставников для предоставления образовательного контента [1, с. 82].
Анализируя СИИ для обучения, можно сказать, что уже сейчас они могут использоваться как личный помощник при написании и анализе текстов, изучении иностранных языков, организации рабочего времени и т.п.
Одной из первых успешных попыток системного применения ИИ в образовательном процессе является разработка образовательной платформы Century. Программа определяет сильные и слабые стороны студента, пробелы в знаниях, после чего назначает задания для их заполнения [2, с. 126].
В настоящее время студенты достаточно активно используют программные сервисы для работы с текстом, позволяющие создавать контент на основе искусственного интеллекта. Наиболее распространенными в системе современного образования являются СИИ, способные интерпретировать язык, анализировать эмоциональный фон предложений и автоматически, без потери содержания, переводить на другие языки; личные рекомендации, которые, на основе предыдущего опыта пользователя и его друзей, помогают студентам осуществлять оптимальный выбор как образовательных программ, так и друзей, преподавателей, профильной литературы и т.п.
Еще одним путем использования ИИ является организация обучения, основанная на методе проб и ошибок, - это достаточно эффективный прием для закрепления навыков, поскольку в этом процессе отсутствуют четкие инструкции, студент интуитивно ищет наиболее эффективные пути решения проблемы.
Разработка чат-ботов является сегодня одним из самых популярных направлений в сфере машинного обучения и искусственного интеллекта. По нашему мнению, в рамках образовательного процесса чат-бот должен соответствовать следующим требованиям: 1. Полная деперсонализация. Чат-бот не должен собирать, хранить и анализировать данные о пользователе. Регистрация в чат-боте происходит путем ввода кода доступа, который пользователь получает от своего преподавателя. 2. Анализ контекста общения. Для более точного ответа и обеспечения индивидуальной траектории обучения необходимо проанализировать как можно больше данных, поэтому алгоритм взаимодействия чат-бота и пользователя должен предусматривать готовые диалоги. Эти диалоги могут быть заранее прописаны, либо чат-бот может обращаться к посторонним ресурсам (интернет и другие базы данных), чтобы усовершенствовать свой алгоритм. 3. Привязка к ключевым словам. Алгоритм взаимодействия чат-бота и пользователя должен обеспечить привязку ответов чат-бота к ключевым словам, другими словами, чат-бот не должен выдавать разные ответы на одни и те же самые по смыслу вопросы, но разные по формулировке. Разнообразие ответов чат-бота, которое позволит избежать унифицированных ответов и шаблонного типа общения [4, с. 99].
Чат-бот позволяет удерживать достаточно стабильно высокую мотивацию с помощью геймифи-
кации, а также благодаря возможности структурировать длительную программу обучения на понятные краткие составляющие, очерчивая таким образом как краткосрочную, так и долгосрочную перспективу.
Как видим, СИИ способны удовлетворить один из основных запросов в системе высшего образования - доступность образования для всех. Уже давно существуют программы, преобразующие устную речь текст, что является весьма актуальным для людей с плохим зрением (например, платформа Dragon Anywhere).
Искусственный интеллект имеет все средства для того, чтобы сделать процесс обучения студента персонализированным и адаптивным. Адаптивное обучение включает в себя выбор учебного контента в соответствии с потребностями каждого учащегося с разным уровнем подготовки, с возможностью отслеживать прогресс в обучении и изменять его траекторию в зависимости от результатов. ИИ учитывает методологию и темпы усвоения материала, потребности каждого студента, его личные интересы и предпочтения, подбирает задачи возрастающей сложности.
К примеру, персонализация обучения успешно реализована в системе Thinkster. Пользователи платформы проходят тестирование, после чего ИИ выдает ориентировочный план обучения.
Третье большое и важное направление использования искусственного интеллекта в системе высшего образования - администрирование образовательных процессов. К примеру, зарубежная технология Factspan Analytics Inc. предлагает решение для целого комплекса задач, автоматизируя такие процессы как: адаптация студентов; оценивание знаний; отслеживание пропусков; ведение отчетности и аудит; разнообразные офисные задачи (сертификация образовательных программ, сертификация преподавателей, оплата труда и т.д.). Весьма актуальна разработка отечественного программного комплекса, решающего подобные задачи.
В то же время на данный момент нельзя говорить о том, что использование технологий ИИ в высшей школе привело к революционным изменениям в образовательном процессе. Все же ИИ решает в основном прикладные, а не фундаментальные задачи. ИИ не способен решать проблемы, связанные с качественной трансформацией мышления студентов, развивать их творческий потенциал, а также решать проблемы нравственного и воспитательного характера.
Возникает вопрос, входит ли решение подобных задач в сущностный потенциал технологий искусственного интеллекта? На наш взгляд, технологии ИИ должны совершенствоваться, а не кардинально изменять существующие модели высшего образования. «Машинное обучение» не должно вытеснять и заменять «живое» преподавание, так называемый человекоцентричный подход. Поэтому тот факт, что потенциал технологий ИИ имеет определенные ограничения, скорее всего, стоит
сз о со -а
I=i А
—I
о
сз т; о
m О
от
З
ы о со
расценивать как положительный фактор, нежели негативный.
Выводы
В заключение необходимо отметить, что искусственный интеллект в системе высшего образования способен решить множество задач, связанных с повышением качества образовательного процесса.
Ряд технологий ИИ существенно оптимизируют работу профессорско-преподавательского состава: очень востребованы технологии автоматической проверки заданий, системы тестирования, программы автоматизированной обратной связи с обучающимися и др. Студентами востребованы технологии ИИ, связанные с обучающими программами, онлайн-тренажерами, образовательными чат-ботами и т.п. На уровне образовательной организации ИИ может быть использован при цифровизации образовательного процесса и в научных исследований, а также при формировании «умной» электронно-образовательной среды вуза.
При этом важно понимать, что искусственный интеллект не в состоянии заменить «живое» общение преподавателя и студента, то есть реальный образовательный процесс. Внедрение ИИ в систему высшей школы, с одной стороны, обещает множество преимуществ, но с другой стороны, содержит определенные риски. Важно, чтобы внедрение технологий ИИ для некоторых управленцев не стало поводом для проведения необоснованных «оптимизаций», экономии денежных средств на преподавательских кадрах и сведения высшего образования к «машинному обучению». Такой подход обесценил бы все возможности повышения качества образовательного процесса с использованием технологии ИИ.
Литература
1. Амиров Р.А. Перспективы внедрения технологий искусственного интеллекта в сфере высшего образования / Р.А. Амиров, У.М. Била-лова // Управленческое консультирование. -2020. - № . 3 (135). - С. 80-88.
2. Дробахина А.Н. Информационные технологии в образовании: искусственный интеллект // Проблемы современного педагогического образования. - 2021. - № . 70-1. - С. 125-128.
3. Жуковская И.Е. Основные тренды совершенствования деятельности высшего учебного заведения в условиях цифровой трансформации // Открытое образование. - 2021. - Т. 25. -№ . 3. - С. 15-25.
4. Коровникова Н.А. Искусственный интеллект в современном образовательном пространстве: проблемы и перспективы // Социальные новации и социальные науки. - 2021. - № . 2 (4). - С. 98-113.
5. Лучшева Л.В. Социальные проблемы использования искусственного интеллекта в высшем
образовании: задачи и перспективы // Научный Татарстан. - 2020. - № . 4. - С. 84-89.
6. Славянов А.С., Фешина С.С. Технологии искусственного интеллекта в образовании как фактор повышения качества человеческого капитала // Экономика и бизнес: теория и практика. - 2019. - № . 7. - С. 156-159.
7. Струнин, Д.А. Искусственный интеллект в сфере образования // Молодой ученый. - 2023. -№ 6 (453). - С. 15-16.
ARTIFICIAL INTELLIGENCE TECHNOLOGIES IN THE STRATEGY FOR IMPROVING THE QUALITY OF HIGHER EDUCATION
Lapteva S.V.
Tyumen Industrial University
Artificial intelligence technologies in the strategy for improving the quality of higher education are considered. The relevance of the topic under study is justified by the fact that today, improving the quality of higher education is directly related to the introduction of innovation into the educational process. Artificial intelligence (AI) occupies a special place among innovative technologies. The purpose of the work is to explore the problems of using artificial intelligence technologies in the strategy of improving the quality of higher education. To solve problems, the following research methods were used: theoretical (analysis, synthesis, comparison, generalization, systema-tization, modeling), empirical (study and generalization of teaching experience, observation, etc.). The methods and conditions for introducing artificial intelligence technologies as part of the strategy for improving the quality of higher education have been studied, which allows the use of this experience in higher education organizations. It is concluded that a number of AI technologies significantly optimize the work of teaching staff: technologies for automatically checking assignments, testing systems, programs for automated feedback with students, monitoring the level of students' knowledge, as well as proctoring systems are in great demand. Students are in demand for AI technologies related to learning opportunities (training programs, online training simulators with feedback, educational chatbots, etc.). At the level of the educational organization as a whole, technologies for digitalization of the educational process and scientific research, technologies for the formation of a "smart" electronic educational environment of the university are in demand. At the same time, it is important to understand that artificial intelligence is not able to replace "live" communication between a teacher and a student, or the real educational process.
Keywords: artificial intelligence, innovation, innovative technologies, higher education, digitalization, computerization.
References
1. Amirov R.A. Prospects for the implementation of artificial intelligence technologies in the field of higher education / R.A. Amirov, U.M. Bilalova // Management consulting. - 2020. -No. 3 (135). - P. 80-88.
2. Drobakhina A.N. Information technologies in education: artificial intelligence // Problems of modern pedagogical education. -2021. - No. 70-1. - pp. 125-128.
3. Zhukovskaya I.E. Main trends in improving the activities of a higher educational institution in the context of digital transformation // Open Education. - 2021. - T. 25. - No. 3. - pp. 15-25.
4. Korovnikova N.A. Artificial intelligence in the modern educational space: problems and prospects // Social innovations and social sciences. - 2021. - No. 2 (4). - P. 98-113.
5. Luchsheva L.V. Social problems of using artificial intelligence in higher education: tasks and prospects // Scientific Tatarstan. -2020. - No. 4. - pp. 84-89.
6. Slavyanov A.S., Feshina S.S. Artificial intelligence technologies in education as a factor in improving the quality of human capital // Economics and business: theory and practice. - 2019. -No. 7. - pp. 156-159.
7. Strunin, D.A. Artificial intelligence in the field of education // Young scientist. - 2023. - No. 6 (453). - pp. 15-16.
