РОЛЬ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В УПРАВЛЕНИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ ПРОЦЕССАМИ

АННОТАЦИЯ

Роль искусственного интеллекта в управлении образовательными процессами учащихся средних классов общеобразовательной школы значительная и не всегда положительная. Зачастую использование технологий на базе искусственного интеллекта школьниками происходит неосмысленно, многие применяют технологии искусственного интеллекта совершенно необдуманно, не вникая в смысл задач и контрольных упражнений. Большинство учащихся средних классов используют в обучении искусственный интеллект, с легкостью получая готовые ответы и не всегда погружаясь в мыслительный процесс. По мнению школьников, учиться с искусственным интеллектом легко, однако существует риск остаться при этом необразованным, если использовать инновационные технологии некорректно. С целью повышения роли искусственного интеллекта в управлении образовательным процессом предлагаем использование инструментов, ориентированных на персонализацию и геймификацию.

ABSTRACT

The role of artificial intelligence in the management of educational processes of secondary school students is significant and not always positive. Often, the use of artificial intelligence-based technologies by schoolchildren occurs unreasonably, many use artificial intelligence technologies completely thoughtlessly, without delving into the meaning of tasks and control exercises. Most middle school students use artificial intelligence in their studies, easily getting ready-made answers and not always immersing themselves in the thought process. According to students, it is easy to study with artificial intelligence, but there is a risk of remaining uneducated if artificial intelligence technologies are used incorrectly. In order to enhance the role of artificial intelligence in the management of the educational process, we propose the use of tools focused on personalization and gamification.

Ключевые слова: искусственный интеллект, образовательный процесс, геймификация, персонализация.

Keywords: artificial intelligence, educational process, gamification, personalization.

Введение. Динамичное развитие информационных технологий (далее – ИТ) в современном мире способствует внедрению искусственного интеллекта (далее – ИИ) в образовательные процессы. Актуальность темы исследования обусловлена противоречиями между: 1) необходимостью внедрения ИИ в сферу управления образовательными процессами, обеспечения гармоничного интегрирования ИТ в образовательную среду и потенциальными рисками, связанными со снижением роли учителя в образовательном процессе, зависимости от ИТ, потерей конфиденциальных данных учащихся и подобных проблем; 2) возможностью быстрого получения объемов информации, аналитических данных, сбора статистики и некорректной интерпретацией полученных сведений, ошибочным использованием данных, не соответствующих действительности.

Обсуждение возможностей искусственного интеллекта в управлении образовательными процессами и роли, которую он оказывает на продвижение просветительской деятельности, обучающих технологий, проводилось в ряде исследований таких авторов, как И.А. Донина [1; 5], Ю.А. Лях [1; 2; 5], Д.А. Семенова [3], А.Е. Шпак [3]; А.А. Шпагина [4], А.В. Сорокина [4], А.Р. Гимадеева [4], В.Е. Ли-Же-ю [4], К.Р. Хачатурова [5]. Авторы, отмечая преимущества ИИ в управлении образовательными процессами учащихся средних классов, совсем не затрагивают существующие негативные тенденции. По мнению Д.А. Семеновой и А.Е. Шпак, применение ИИ в управлении образовательными процессами учащихся средних классов имеет особое значение, поскольку этот период в жизни ученика, как правило, связан с важными этапами развития как интеллектуального, так и социального [3]. А.А. Шпагина с авторами делает акцент на том, что средняя школа – это время, когда учащиеся сталкиваются с более сложными концепциями и расширенным учебным материалом, появляется осознанная необходимость самостоятельного решения проблем и формулирования своих собственных мнений, а использование информационных технологий на базе искусственного интеллекта могут предлагать задачи и проекты, требующие критического мышления, что помогает учащимся развивать эти важные навыки [4]. Несмотря на все преимущества применения ИИ в образовательной сфере, существует и ряд негативных тенденций, которые исследователи либо не рассматривают, либо затрагивают фрагментарно.

Научная новизна исследования заключается в попытке выявления:

• роли искусственного интеллекта в управлении образовательными процессами;
• объемов и частоты использования школьниками технологий искусственного интеллекта.

В ходе исследования были предложены концепции геймификации на базе искусственного интеллекта с целью персонализации процесса обучения учащихся средних классов общеобразовательной школы.

Цель исследования – выявление роли искусственного интеллекта в управлении образовательными процессами учащихся средних классов общеобразовательной школы.

Задачи исследования:

1. Провести анкетирование с целью выявления объемов и частоты использования школьниками технологий ИИ;
2. Выявить роль ИИ в управлении образовательными процессами учащихся средних классов общеобразовательной школы;
3. Представить инструменты с целью повышения роли искусственного интеллекта в управлении образовательным процессом, платформы, ориентированные на персонализацию и геймификацию процесса обучения учащихся средних классов общеобразовательной школы.

Материалы и методы исследования. В ходе проведенного исследования применялись методы анализа научно-методической и нормативно-правовой литературы, касающейся вопросов применения ИИ в управлении образовательными процессами; эмпирические методы исследования, представленные анкетными опросами учащихся средних классов общеобразовательной школы относительно объемов и частоты использования ими технологий ИИ в процессе обучения; моделирование, при помощи которого была предложена модель использования технологии ИИ, основанная на принципах геймификации и персонализации образовательного процесса учащихся средних классов.

Методологическая основа исследования представлена научными разработками отечественных и зарубежных ученых по вопросам использования ИИ в образовательной сфере.

В ходе проведенной авторами научной работы был осуществлен анкетный опрос учащихся 5–9 классов при помощи Google-формы. Всего было опрошено 225 учеников: 110 мальчиков (48,9 %) и 115 девочек (51,1 %). Анкета содержала восемь вопросов, касающихся частоты и объемов использования технологий ИИ при обучении.

Результаты. В ходе проведенного анкетирования установлено, что все учащиеся (100 %) используют в учебном процессе технологии ИИ. Среди наиболее частых технологий ИИ используются таковые, что представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Распределение ответов респондентов на вопрос «Какие технологии на базе искусственного интеллекта Вы используете в процессе своего обучения», % (N = 225)

Исходя из того, что большинство учащихся (77,3 %) средней школы используют программы на базе искусственного интеллекта каждый день (рис. 2), можно сделать вывод о большой роли ИИ в процессе обучения. Хотя авторы статьи назвали бы это скорее зависимостью, поскольку некоторые школьники применяют технологии ИИ совершенно необдуманно, не вникая в смысл задач и контрольных упражнений.

Рисунок 2. Распределение ответов респондентов на вопрос «Как часто Вы используете технологии искусственного интеллекта в учебном процессе?», % (N = 225)

Несколько раз в неделю применяют программы на базе ИИ в учебном процессе всего лишь 20,9 % учащихся средней школы, а несколько раз в месяц – 1,3 % и то лишь потому, что мобильные устройства или ноутбук соответствующего уровня оказываются в распоряжении ребенка не так часто. В основном эти дети пользуются кнопочным телефоном и не могут использовать все возможности программ на базе ИИ.

На одну сессию (период взаимодействия пользователя с приложением) половина опрошенных детей (49,8 %) затрачивают менее 15 минут (рис. 3)

Рисунок 3. Распределение ответов респондентов на вопрос «Сколько времени в среднем Вы посвящаете использованию технологий на базе ИИ в учебных целях за одну сессию?», % (N = 225)

От 15 до 30 минут затрачивают на одну сессию в учебных целях 34,2 % всех опрошенных; от 30 до 60 минут затрачивает на поиск информации 9,8 % опрошенных, и всего 6,2 % могут работать с ИИ более часа.

Пользуясь технологиями ИИ, только 22,7 % всех опрошенных используют их для изучения нового материала; 45,3 % используют для повторения пройденного материала; готовятся к экзамену с помощью технологий ИИ 89,3 % всех респондентов; выполняют домашние задания при помощи ИИ 98,2 % всех опрошенных учащихся средних классов.

При этом 88,9 % респондентов полностью удовлетворены использованием технологий искусственного интеллекта в учебном процессе, 6,7 % относятся к процессу нейтрально, а 4,4 % не совсем удовлетворены, поскольку по словам школьников ИИ не всегда правильно выстраивает логику понятийного аппарата и верно решает задачи.

На вопрос о преимуществах технологий обучения на базе ИИ были получены следующие ответы: «обеспечивает более индивидуальный подход», «помогает быстро решать домашнее задание», «предоставляет доступ к большему количеству материалов, обеспечивая удобство и доступность обучения».

Тем не менее, большая часть опрошенных (88,9 %) согласились с тем, что использование определенных технологий на базе ИИ не всегда идет на пользу учащемуся, особенно если он целиком и полностью полагается на решение ИИ и не погружается в проблему исследования.

Подводя итоги проведенного анкетирования, можно сделать вывод о том, что все учащиеся используют в учебном процессе технологии ИИ. Среди наиболее частых технологий ИИ используются: приложения для изучения языков (например, Duolingo, Babbel и др.), чат-боты и виртуальные помощники (Grammarly, GPT и др.), системы автоматизированного оценивания (Edmentum, Turnitin и др.), умные учебники и приложения (Smartbook и др.), интерактивные учебные платформы (например, Khan Academy, Coursera и пр.), мобильные приложения (Photomath, Quizlet и др.).

Исходя из того, что большинство учащихся средней школы используют программы на базе искусственного интеллекта каждый день, можно сделать вывод о большой и скорее негативной роли ИИ в обучении. В среднем, на одну сессию половина опрошенных детей затрачивают менее 15 минут, остальные ребята от 15–30 минут. Количество тех, кто в среднем способен уделить 45–60 минут на изучение предмета при помощи ИИ, минимально, что свидетельствует о том, что учащиеся средней школы, пользуясь помощью искусственного интеллекта, совершенно не думают сами, получая моментально готовые ответы на поставленные вопросы.

В основном ИИ применяют для выполнения домашних заданий, при этом практически все полностью удовлетворены использованием технологий искусственного интеллекта в учебном процессе, и только 4,4 % учащихся не совсем удовлетворены, поскольку, по их мнению, ИИ не всегда решает правильно задачи и выстраивает логику понятийного аппарата.

Несмотря на ряд преимуществ в использовании технологий обучения на базе ИИ большая часть опрошенных согласились с тем, что использование определенных инноваций ИИ не всегда идет на пользу учащемуся, особенно если целиком и полностью полагаться на решение ИИ и не погружаться в проблему исследования.

Обсуждение. Полученные данные свидетельствуют о том, что учащиеся средней школы, пользуясь помощью искусственного интеллекта, совершенно не думают сами, получая моментально готовые ответы на поставленные вопросы. Даже те, кто пользуется электронными учебниками, получают ответ на вопрос посредством поиска ключевого слова, не вникая в смысл изложенного материала. Примерно таким же поверхностным способом изучения пользуются школьники, применяющие системы автоматизированного оценивания. То есть дети порой даже не читают вопрос, а просто щелкают кнопкой, пролистывая тест до конца, и по итогам его прохождения получают готовые ответы, которые затем аккумулируют в базу и делятся друг с другом в общих чатах, пополняя и расширяя ее. При прохождении контрольного тестирования ребенку достаточно открыть вышеуказанную базу и найти правильный ответ по поиску ключевого слова. В связи с этим можно сделать вывод о негативных аспектах в роли технологий на базе ИИ в образовательном процессе.

С целью повышения роли искусственного интеллекта в управлении образовательным процессом можно предложить использование инструментов, ориентированных на персонализацию и геймификацию.

Заключение. Из проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1. В ходе осуществленного авторами данной статьи анкетирования, целью которого стало выявление объемов и частоты использования школьниками технологий искусственного интеллекта, было установлено, что большинство учащихся средних классов применяют в процессе своего обучения искусственный интеллект, с легкостью получая готовые ответы и не всегда погружаясь в мыслительный процесс. По мнению школьников, учиться с искусственным интеллектом легко, однако есть риск остаться при этом необразованным, если использовать технологии искусственного интеллекта некорректно.
2. Роль искусственного интеллекта в управлении образовательными процессами учащихся средних классов общеобразовательной школы значительная, однако, не всегда положительная. Зачастую использование технологий на базе искусственного интеллекта школьниками происходит неосмысленно, многие применяют технологии искусственного интеллекта совершенно необдуманно, не вникая в смысл задач и контрольных упражнений.
3. Для повышения вовлеченности учащихся в образовательный процесс и улучшение качества обучения предлагаем применение инструментов персонализации и геймификации на базе ИИ. Например, такие приложения, как «DreamBox Learning» и «MATHia» позволяют анализировать аналитические данные, ориентируясь на адаптивное обучение – посредством технологий искусственного интеллекта учебный материал по математике выстраивается таким образом, чтобы учитывать уровень знаний пользователя. Геймифицированные программные продукты на базе искусственного интеллекта такие, как «Kahoot!» и «Quizizz» позволяют посредством игры увлечь пользователя и заставить его учиться через викторины и интерактивные задания. Немаловажным инструментом в образовательном процессе являются технологии виртуальной и дополненной реальности (VR/AR), такие как «zSpace» и «Google Expeditions». С помощью технологий на базе искусственного интеллекта, а также виртуальной и дополненной реальности можно визуализировать процесс проведения химических и физических опытов, которые в обычных условиях провести достаточно проблематично. Данный подход позволит заинтересовать и увлечь детей естественными науками без особых усилий.

Список литературы:

1. Донина И.А., Лях Ю.А. Образовательные результаты школьников: подходы, инструментарий, оценка // Педагогический вестник. – 2018. – № 2. – С. 28–31.
2. Лях Ю.А. Социальные и философские основы цифровизации цифровой трансформации профессионального образования // Профессиональное образование в России и за рубежом. – 2021. – № 3. – С. 86–92.
3. Семенова Д.А., Шпак А.Е. Управление обучением в цифровой среде: сервисы на основе искусственного интеллекта // Russian Journal of Education and Psychology. – 2023. – Т. 14. –  № 3–2. – С. 69–78.
4. Шпагина А.А., Сорокина А.В., Гимадеева А.Р., Ли-Же-ю В.Е. Цифровая трансформация образования с применением искусственного интеллекта // XII Международный молодежный симпозиум по управлению, экономике и финансам: сборник научных трудов, Казань, 23–24 ноября 2023 года. – Казань: ООО «ИПК «Бриг», 2023. – С. 145–147.
5. Donina I.A., Lyakh Yu.A., Khachaturova K.R. Role of educational institutions in shaping the ecosystem of the region // Proceedings of the International Scientific and Practical Conference Strategy of Development of Regional Ecosystems «Education-Science-Industry» (ISPCR 2021). 2022. – Р. 570–578.