CC BY
42IV. СИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
В ОБРАЗОВАНИИ
УДК 37.013
DOI: 10.24412/2222-7520-2023-1-111-118
Водяненко Галина Рудольфовна
кандидат педагогических наук, доцент кафедры физики и технологии
ФГБОУ ВО «Пермский государственный гуманитарно-педагогический
университет», г. Пермь, Россия 614990, г. Пермь, ул. Сибирская, 24, e-mail: [email protected]
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СЕРВИСОВ
С ИСКУССТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ В РАБОТЕ ПЕДАГОГА
Galina R. Vodyanenko
Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor at the Department of Physics and Technology
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education 'Perm State Humanitarian Pedagogical University'
614990, Russia, Perm, 24, Sibirskaya Str., e-mail: vodyanenkogr @pspu.ru
THE POSSIBILITIES OF USING SERVICES WITH ARTIFICIAL INTELLIGENCE IN THE WORK OF A TEACHER
Аннотация: рассматриваются ключевые тренды и перспективы цифровой трансформации в образовательной сфере, акцент делается на понятии искусственного интеллекта и возможностях его применения, основное внимание уделяется искусственным нейронным сетям как наиболее перспективной и быстроразвивающейся области искусственного интеллекта. Представляется ряд инструментов на основе искусственного интеллекта и рассматривается их потенциал для визуализации информации и создания разнопланового образовательного контента.
Ключевые слова: цифровая трансформация, образовательная сфера, искусственный интеллект, нейросети, визуализация, образовательный контент.
Abstract: the key trends and prospects of digital transformation in the educational sphere are considered, the emphasis is on the concept of artificial intelligence and the possibilities of its application, the main attention is paid to artificial neural networks as the most promising and rapidly developing field of
© Водяненко Г.Р., 2023
artificial intelligence. A number of tools based on artificial intelligence are presented and their potential for visualizing information and creating diverse educational content is considered.
Key words: digital transformation, educational sphere, artificial intelligence, neural networks, visualization, educational content.
В современном мире цифровая трансформация стала неотъемлемой частью изменений в различных сферах деятельности, в том числе и в образовании.
Цифровая трансформация образования - это обновление планируемых образовательных результатов; содержания образования; методов, средств и организационных форм учебной работы; оценивания достигнутых результатов в быстроразвивающейся цифровой образовательной среде (ЦОС) для кардинального улучшения образовательных результатов каждого обучающегося [5].
Цифровая образовательная среда (ЦОС) - единая информационная система, объединяющая всех участников образовательного процесса.
Система включает в себя: информационные образовательные ресурсы; технологические средства: компьютеры, средства связи (смартфоны, планшеты), иное информационно-коммуникационное оборудование; систему педагогических технологий.
Цифровая трансформация образования опирается прежде всего на перспективные цифровые технологии, которые создают новые возможности для решения образовательных задач. В этом процессе педагоги должны стать не только пользователями, но и разработчиками цифровых образовательных приложений.
Рассмотрим ключевые тренды и перспективы цифровой трансформации в образовательной сфере [4].
1. Онлайн-образование и дистанционное обучение.
Одним из наиболее заметных трендов последних лет стало распространение онлайн-образования и дистанционного обучения. Пандемия COVID-19 ускорила этот процесс, вынудив учебные заведения пересмотреть свои подходы к обучению. Онлайн-курсы, вебинары, и платформы для дистанционного обучения стали не только дополнением к традиционным методам, но и основным средством обучения для многих учащихся и студентов.
2. Виртуальная и дополненная реальность.
Виртуальная реальность (VR) и дополненная реальность (AR) предоставляют уникальные возможности для обучения. С помощью VR и AR школьники и студенты могут погружаться в виртуальные миры, изучать сложные процессы и явления, а также развивать навыки в интерактивной среде. Эти технологии находят применение как в высшем образовании, так и в школьной среде.
3. Облачные технологии и доступность данных.
Облачные технологии позволяют учебным заведениям хранить данные и обмениваться ими более эффективно. Это способствует совместной работе
педагогов и учащихся, облегчает доступ к образовательным ресурсам и снижает затраты на инфраструктуру.
4. Кибербезопасность и защита данных.
С ростом использования цифровых технологий в образовании возрастают и угрозы кибербезопасности. Защита данных и обеспечение безопасности онлайн-обучения становятся приоритетными задачами для учебных заведений. Эффективная киберзащита необходима для защиты личной информации обучающихся и педагогов.
5. Глобальная доступность и обучение на расстоянии.
Цифровая трансформация позволяет обеспечивать образование на расстоянии для всех учащихся. Это открывает новые возможности для обучения и сотрудничества, а также помогает делать процесс образования более персонализированным с учетом возможностей и индивидуальных образовательных потребностей каждого.
6. Искусственный интеллект и аналитика.
Искусственный интеллект (ИИ) и аналитика играют важную роль в улучшении образовательного процесса. ИИ может предоставить персональные рекомендации для каждого учащегося, анализировать их успехи и слабые стороны, помогая педагогам разрабатывать более эффективные методики обучения. Аналитика помогает администраторам образовательных учреждений принимать более обоснованные решения в управлении и развитии школ и вузов.
Остановимся более подробно на возможностях искусственного интеллекта (ИИ), который в последние десятилетия стал одной из самых обсуждаемых и важных тем в мире технологий. Этот невероятный прорыв в области информационных технологий не только меняет способы, которыми мы взаимодействуем с техникой, но и имеет потенциал изменить саму природу человеческого общества. Искусственный интеллект меняет способность человека решать задачи и взаимодействовать с миром, и это вызывает огромный интерес и разнообразные вопросы [1].
История возникновения и развития ИИ включает десятилетия исследований и разработок. С самых первых шагов в создании компьютеров люди мечтали о машинах, способных мыслить, как человек. Однако только в последние десятилетия технологии достигли уровня, когда ИИ стал реальностью. Термин «искусственный интеллект» ввел в обращение математик Джон Маккарти на конференции в Дартмутском колледже (США), которую он организовал для обсуждения перспективных исследований. Участники этой конференции сформировали базовую концепцию (видение) новой научной области, которая получила название «искусственный интеллект». Эта концепция продолжает направлять многочисленные исследования и разработки на пересечении математики, информатики, техники и многих прикладных дисциплин [4].
Специалисты трактуют искусственный интеллект как область информатики, посвященная созданию программ и систем, способных анализировать данные, обучаться на основе опыта и принимать решения,
которые казались бы разумными, если бы их принял человек. Это включает в себя машинное обучение, искусственные нейронные сети, алгоритмы обработки естественного языка, распознавание образов (компьютерное зрение) и многое другое.
Искусственные нейронные сети (нейросети) - один из способов реализации искусственного интеллекта (ИИ). Сегодня нейросети задают главную линию ИИ, выступая в числе наиболее перспективных и быстроразвивающихся его областей [7].
Нейросети представляют собой математические модели, которые имитируют работу человеческого мозга. Они способны анализировать большие объемы данных, выявлять закономерности и прогнозировать результаты с высокой точностью.
Использование нейросетей меняет парадигму образования, открывая новые возможности и вызывая изменения в том, как мы учим и учимся. Остановимся коротко на ключевых направлениях применения нейросетей [3].
1. Персонализированное обучение.
Одной из главных проблем в традиционной системе образования является учет индивидуальных образовательных потребностей учащихся. Некоторые быстро усваивают материал, в то время как другие нуждаются в дополнительной помощи. Искусственные нейронные сети способны анализировать данные о каждом ученике, определяя уровень его подготовки, его склонности и предпочтения, и создавать персонализированные образовательные программы, включающие индивидуальные задания, материалы и рекомендации. Это позволяет каждому обучающемуся развиваться в своем собственном темпе, эффективнее осваивать учебный материал и максимально раскрывать свой потенциал, развивая свои навыки.
2. Автоматизированные оценки и обратная связь с использованием интеллектуальных помощников.
Сервисы с ИИ автоматически анализируют выполненные задания и дают быструю обратную связь. Например, чат-боты и виртуальные ассистенты могут отвечать на вопросы школьников в режиме реального времени, предоставляя дополнительные объяснения и рекомендации. Это освобождает учителей от рутинных задач оценивания и позволяет им уделять больше внимания индивидуальному взаимодействию с учащимися. Студенты также могут получать немедленную информацию о своих успехах и ошибках. Такие системы анализируют исходные данные о выполнении заданий, что помогает выявлять области, в которых ученикам нужна дополнительная поддержка. Это способствует более глубокому и эффективному обучению, снижая нагрузку на преподавателей и делая процесс обучения более доступным.
3. Интерактивные учебные материалы.
ИИ также используется для создания интерактивных и адаптивных учебных материалов. Это могут быть учебные приложения, виртуальные лаборатории и тренажеры, специально адаптированные под нужды школьника или студента. Такие материалы делают учебный процесс более интересным и доступным.
4. Развитие критического мышления и саморегуляции.
Использование ИИ также способствует развитию критического мышления
и навыков саморегуляции. Школьники и студенты учатся анализировать информацию, принимать обоснованные решения и контролировать свой учебный процесс. Эти навыки являются важными для успешной жизни в современном мире.
5. Продвинутые методы анализа данных.
Нейросети позволяют анализировать большие объемы данных и выявлять скрытые закономерности. В образовании это может использоваться для прогнозирования успеваемости обучающихся, выявления трудностей в усвоении материала и оптимизации образовательных программ. Подобные аналитические инструменты помогают учебным заведениям повышать качество образования и улучшать его эффективность.
6. Глобальный доступ к образованию.
Интернет и нейросети делают образование доступным для всех, независимо от их местоположения. Онлайн-курсы и дистанционное обучение позволяют ученикам получать знания от ведущих специалистов в различных областях, не покидая своего места жительства. С использованием нейросетей также можно разработать интерактивные обучающие приложения и платформы. Это разнообразие выбора образовательных ресурсов и учебных материалов делает обучение более гибким и адаптированным к образовательным потребностям каждого.
ИИ с каждым днём всё решительнее входит в нашу жизнь: компьютеры научились рисовать картины, создавать музыку, компилировать видео, писать вполне логичные тексты. Обратимся к возможностям платформ, сервисов и приложений, работающих на основе искусственного интеллекта, с позиции их использования в работе педагога. Особое внимание сосредоточим на тех цифровых инструментах, которые имеют «низкий порог входа», т.е. не предъявляют высоких требований к владению специальными знаниями и навыками в сфере компьютерных технологий и телекоммуникаций, и дают возможность создавать образовательные ресурсы без дополнительного финансирования.
Нейросети способны создавать привлекательные и качественные иллюстрации, для урока, проекта, презентации. Рассмотрим несколько цифровых инструментов с ИИ, ориентированных на генерацию уникальных высококачественных изображений.
Kandinsky 2.2 - нейросеть позволяет создавать фотореалистичные изображения с более высоким разрешением и изменять соотношение сторон при генерации изображения. Предоставляет возможность выбора более чем из 20 стилей. Может дорисовывать недостающие части изображения и создавать картины в режиме бесконечного полотна
(https://www.sberbank.com/promo/kandinsky/).
Skybox AI - нейросеть - генератор панорамных изображений, чтобы создать в нём 3D-окружение для VR, XR, игр или роликов, достаточно нарисовать курсором мыши простой эскиз из линий и добавить текстовый
запрос - набор ключевых слов (промт) - панорама появится автоматически. эскиз сохранится, чтобы можно было изменить стиль или промт. В программе 29 стилей и жанров: реалистичный, аниме, фантастический, киберпанк и др. Результат можно скачать в JPG-формате (https: //awdee.ru/skybox-ai/).
Шедеврум - проект, сервис и приложение компании «Яндекс», с помощью которого можно генерировать изображения по текстовому описанию. Сервис представляет собой социальную сеть, позволяющую пользователям публиковать и оценивать полученные изображения, а также подписываться друг на друга (https: //shedevrum.ai/).
LeiaPix - конвертер, который дает возможность преобразовать любое изображение в анимацию. Сгенерированный проект можно сохранить в форматы: Gif-анимация или MP4 (https://convert.leiapix.com/).
Dezgo и Léxica - нейросети, ориентированные на создание изображений по текстовому описанию, на преобразование любого изображения в качественную картинку (https://dezgo.com/txt2img, https://lexica.art/).
Каждая нейросеть позволяет генерировать уникальный контент, дает возможность уточнять и изменять детали изображаемого в соответствии с текстовым запросом. Вместе с тем, используя инструменты для создания визуальных средств важно учитывать соответствие сгенерированных изображений целям обучения. Любые иллюстративные материалы, в том числе сформированные с помощью нейросетей, требуют систематической оценки и отбора. Ошибки в выборе иллюстраций могут негативно сказываться на усвоении материала обучающимися [2].
Теперь обратим внимание на инструменты с ИИ, которые предоставляют широкий спектр возможностей для создания качественных и эффективных презентаций. Цифровые сервисы на основе ИИ могут помочь автоматизировать процесс разработки презентаций, сократив время и ресурсы, необходимые для этого. Более того, они позволяют создавать интерактивные элементы, такие как диаграммы и графики, которые могут помочь улучшить визуальное восприятие и понимание материала для аудитории.
Нейросетей, которые помогают разрабатывать презентации, сегодня очень много. Отличаются они функционалом и стоимостью. Рассмотрим инструменты, характеризующиеся простотой использования
и многофункциональностью.
Sway - генератор презентаций от Microsoft - инструмент для создания презентаций и других материалов: графиков, информационных бюллетеней и прочих документов. Искусственный интеллект берет на себя функции дизайнера: подбирает шрифты, подгоняет по размеру картинки, создает удачное цветовое оформление, может взять за основу один уже сделанный слайд и самостоятельно разработать на его основе остальные. Возможна совместная работа над проектом (https://sway.office.com/).
Gamma AI - инструмент для создания презентаций (с добавлением текста, изображений, анимации и видео). В сервисе имеется возможность создания диаграмм, карточек, списков и колонок, удобная система навигации и редактирования, что упрощает процесс создания и изменения презентаций.
Нейросеть самостоятельно составляет план доклада, подбирает визуальный контент, надо лишь задать ключевые слова. После создания и редактирования презентации пользователи могут экспортировать ее в формате PDF или распечатать (https: //gamma.app/).
Нейросети способны не только генерировать изображения для визуализации информации, помогать в разработке презентаций, но и создавать осмысленные тексты различных форматов. Сервисы с ИИ могут написать статью, лонгрид, объявление, стихотворение, сочинение, сценарий для видео и пр. Они могут сгенерировать идеи для проектов и «мозговых штурмов», предложить план мероприятия и сформулировать подходящие заголовки. Нейросети могут генерировать тексты быстрее и точнее, чем люди, благодаря своей способности обрабатывать большие объемы информации и учитывать множество различных факторов.
Обратим внимание на несколько цифровых инструментов для генерации текстов.
Порфирьевич - нейросеть создает текст из нескольких слов или предложений. Может формулировать: идеи для написания рассказов, сказок и сочинений; продолжение текста на любую тему в стиле известных писателей. В ходе генерации пользователь может менять слова и количество дополняемых слов, бесконечно создавать новые варианты текста - альтернативные версии (http s: //porfirevich.ru/).
Notion AI - мощный инструмент ИИ для генерации и редактирования текстов. Это сайт, сочетающий в себе функции текстового редактора и заметок с дополнительными функциями: базы данных, редактор текста, математические формулы, списки, канбан-доски, в которой задачи делятся по смыслу на «столбики» (https://www.notion.so/).
RuGPT-3 - русская модель ruGPT-3 XL - нейросеть обучена на различных книгах и русскоязычных текстах. Умеет продолжать тексты на русском языке. Пользователю нужно сформулировать фразу, которую модель продолжит и создаст текст (https: //russiannlp .github. io/rugpt-demo/).
Airuco - российская платформа для генерации и оптимизации текстов. Линейка шаблонов позволяет выбрать нужный, и создать образовательный ресурс. Инструмент дает возможность: генерации идей для контента, написания статей, создания заголовков, введения и заключения статьи, перефразирования текста, краткого изложения текста, проверки грамматики, формулирования объяснений трудных вопросов для школьников, разработки сценария для видео, описания видео и многое другое (https://airuco.ru/).
YandexGPT - генератор текста с помощью встроенной функции «Давайте подумаем». По запросу пользователя нейросеть пишет тексты на русском языке на любую тему. Система находится в стадии тестирования, поэтому на любой ответ можно запросить другую формулировку или указать, что окончательный результат был неподходящим (https://ya.ru/).
Мы рассмотрели лишь часть существующих сегодня различных цифровых инструментов, работающих на основе ИИ. Однако включение даже части
названных сервисов в образовательный процесс позволит педагогу сделать его более интересным и вовлекающим для учащихся.
При этом, определяя сервисы с ИИ для использования в профессиональной деятельности, важно обратить внимание на следующие позиции:
- до выбора конкретного сервиса с ИИ необходимо оценить текущие процессы обучения и выделить те, которые могут быть автоматизированы;
- сервисы с ИИ должны соответствовать требованиям конкретного образовательного учреждения и быть ориентированы на достижение конкретных образовательных целей;
- перед использованием конкретного сервиса с ИИ убедитесь, что эти риски и ограничения не нарушают законы Российской Федерации и нормы этики [6].
Революция в образовании, вызванная использованием нейросетей, только начинается. Она открывает перед нами широкое поле возможностей для улучшения образовательной системы и обогащения опыта обучающихся. Однако чтобы этот процесс стал настоящей революцией, необходимо активно развивать и внедрять новые технологии, а также обеспечивать обучение учащихся и педагогов в области работы с нейросетями. Только так мы сможем обеспечить доступ к высококачественному образованию для всех и подготовить новое поколение специалистов, готовых к вызовам будущего.
Список литературы
1. Искусственный интеллект в образовании: как и зачем? [Электронный ресурс]. - URL: https://obr.so/cifrovizaciya/iskusstvennyi-intellekt-v-obrazovanii/ (дата обращения: 28.09.2023).
2. Искусственный интеллект в онлайн-образовании: чем нейросети могут быть полезны методистам [Электронный ресурс]. - URL: https://netology.ru/blog/08-2023-edtech-ai (дата обращения: 20.09.2023).
3. Искусственный интеллект в образовании: изучаем реальную практику [Электронный ресурс]. - URL: https://skillbox.ru/media/education/iskusstvennyy-intellekt-v-obrazovanii-izuchaem-realnuyu-praktiku/ (дата обращения: 12.09.2023).
4. Трудности и перспективы цифровой трансформации образования / А.Ю. Уваров, Э. Гейбл, И.В. Дворецкая и др. ; под ред. А.Ю. Уварова, И.Д. Фрумина ; Нац. исслед. ун-т «Высшая школа экономики», Ин-т образования. - М. : Изд. дом ГУ-ВШЭ, 2019. - 343, [1] с. - (Рос. образование: достижения, вызовы, перспективы / науч. ред. Я.И. Кузьминов, И.Д. Фрумин).
5. Уваров А.Ю. Образование в мире цифровых технологий: на пути к цифровой трансформации. - М. : Изд. дом ГУ-ВШЭ, 2018. - 168 с.
6. Фурс С.П. Искусственный интеллект в сфере образования - помощник педагога или «подрывная» технология? // Преподаватель XXI век. - 2023. -№ 1, ч. 1. - С. 40-49. - DOI: 10.31862/2073-9613-2023-1-40-49
обращения: 26.09.2023).
ysclid=l74ep9mz5n723464186 (дата
