Искусственный интеллект в образовании: инструменты, вызовы и перспективы для студентов и преподавателей СПО

Одной из ключевых проблем среднего профессионального образования является разнородный уровень подготовки студентов. Искусственный интеллект (ИИ) позволяет создавать индивидуальные образовательные траектории, учитывая уровень знаний, интересы и темп обучения каждого студента. Например, системы на основе ИИ могут анализировать успеваемость, выявлять слабые места и предлагать дополнительные материалы или задания для устранения пробелов. Это особенно важно в СПО, где студенты осваивают не только теоретические, но и практические навыки.

10 октября 2019 года был издан Указ Президента Российской Федерации №490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации» [5], которым была утверждена «Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года», где, в пункте 22, в частности, упоминается «Использование технологий искусственного интеллекта в социальной сфере способствует созданию условий для улучшения уровня жизни населения, в том числе за счет: повышения качества услуг в сфере образования (включая адаптацию образовательного процесса к потребностям обучающихся и потребностям рынка труда, системный анализ показателей эффективности обучения для оптимизации профессиональной ориентации и раннего выявления детей с выдающимися способностями, автоматизацию оценки качества знаний и анализа информации о результатах обучения)…» [4]. То есть, уже на Федеральном уровне определяется необходимость использования современных разработок в области искусственного интеллекта для повышения качества образования.

Для успешного внедрения искусственного интеллекта в образовательный процесс преподавателю необходимо иметь чёткое понимание этого термина. «Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года» в пункте 5 даёт такое определение: «…искусственный интеллект – комплекс технологических решений, позволяющий имитировать когнитивные функции человека (включая самообучение и поиск решений без заранее заданного алгоритма) и получать при выполнении конкретных задач результаты, сопоставимые, как минимум, с результатами интеллектуальной деятельности человека. Комплекс технологических решений включает в себя информационно-коммуникационную инфраструктуру, программное обеспечение (в том числе, в котором используются методы машинного обучения), процессы и сервисы по обработке данных и поиску решений…» [4].

Искусственный интеллект сыграет ключевую роль в реализации идеи персонализированного обучения – адаптации обучения, его содержания и темпа к конкретным потребностям каждого обучающегося.

Возможность ИИ устанавливать связи между разрозненными источниками данных поможет обучающимся выявить те сферы, в которых им потребуется взаимодействие в режиме реального времени или дополнительная помощь. В результате ИИ позволяет разработать индивидуальную образовательную траекторию для каждого обучающегося с учетом его сильных и слабых сторон, способностей и поставленных задач.

При внедрении в сферу образования у ИИ две основных задачи:

1. Генерация изображений и текстов. Искусственный интеллект способен помочь в составлении задач, учебных материалов, иллюстраций к текстам. Главное – не забывать, что искусственный интеллект – это все-таки не эксперт, и достоверность создаваемого им контента всегда нуждается в проверке. Поэтому, разрабатывая учебные курсы с помощью нейросетей нужно быть предельно внимательными.
2. Работа со звуком и видео. Виртуальные помощники помогают создавать необычные видеоэффекты для вовлечения в процесс обучения. Кроме того, есть инструменты для создания говорящих персонажей. Нейросети умеют улучшать качество и разрешение видеороликов, обрабатывать звуковые дорожки и генерировать уникальную фоновую музыку, подходящую под курс. Один из частых случаев применения нейросети в обучающих курсах – озвучка роботом. Не нужно тратить время на поиск диктора, запись в студии. Можно просто написать текст, а нейросеть его озвучит. Причем сделает это вполне естественным голосом. ИИ вполне хорошо понимает русский текст, ударения, нюансы произношения.

В образовании тоже начинается внедрение ИИ. «Многие школы включают в образовательный курс информатики ознакомительные уроки по ИИ, а университеты широко применяют технологии больших данных. Некоторые программы контролируют поведение учащихся, оценивают тесты и эссе, распознают ошибки в произношении слов и предлагают варианты исправления… существуют онлайн-курсы по искусственному интеллекту. Например, у образовательного портала GeekBrains» [3].

Кроме того, технологии позволяют учиться в любое время и в любом месте, тем самым способствуя демократизации образования и помогают максимально раскрыть свои способности обучающимся, которые не могут посещать учебные заведения.

Эффективное использование искусственного интеллекта, данных и аналитики, а также машинного обучения может позволить преподавателям сделать процесс обучения более увлекательным за счет применения технологий для погружения в виртуальную среду. Появление этих захватывающих новых технологий повышает значимость роли преподавателя – технологии расширяют его возможности, но не могут заменить его. Потенциал ИИ призван повысить эффективность деятельности преподавателей и создать идеальные условия для обучения и развития обучающихся.

Посредством анализа данных из всех доступных источников и генерации рекомендаций по созданию индивидуальных образовательных траекторий, ИИ позволяет педагогам существенно сократить временные затраты на изучение и сопоставление данных.

Среднее профессиональное образование сегодня находится в процессе переформирования: цифровизация и внедрение искусственного интеллекта во все сферы преподавания – не только общеобразовательных, но и профессиональных дисциплин – позволяет использовать всё многообразие образовательных ресурсов Российской электронной школы, Московской электронной школы, Учи.ру, Фоксфорд, а также весь накопленный опыт и возможности ресурса. Сегодня многие издательства, например «Просвещение» или «Юрайт» предоставляют бесплатный доступ к электронным версиям учебно-методических комплексов, входящих в федеральный перечень Министерства образования.

Технологии ИИ могут использоваться для моделирования реальных рабочих ситуаций, с которыми студенты столкнутся в своей профессии. Например:

• В медицинских колледжах виртуальные симуляторы на основе ИИ позволяют отрабатывать навыки диагностики и лечения.
• В технических специальностях ИИ помогает моделировать процессы проектирования, ремонта или управления оборудованием.
• В сфере обслуживания чат-боты и виртуальные ассистенты могут использоваться для тренировки коммуникативных навыков.

Такие инструменты позволяют студентам получать практический опыт в безопасной среде, что повышает их уверенность и готовность к реальной работе.

Современный рынок труда требует от специалистов не только профессиональных знаний, но и умения работать с технологиями. Для студентов СПО важно освоить базовые навыки работы с ИИ, такими как:

• Анализ данных.
• Работа с автоматизированными системами.
• Понимание основ алгоритмов и их применения в профессиональной деятельности.

Например, будущие логисты могут использовать ИИ для оптимизации маршрутов, а бухгалтеры – для автоматизации рутинных расчетов. Знакомство с такими технологиями на этапе обучения помогает студентам быть более конкурентоспособными на рынке труда.

Конечно, о полноценном использовании искусственного интеллекта речь не идёт, но изучение принципов ИИ, машинного обучения, больших данных, интернет-безопасности, адаптированных для старших школьников, подходят и для студентов среднего профессионального образования. Для этого возможно применение Всероссийского образовательного проекта «Урок цифры».

Есть нейросети, разработанные специально для студентов, например STORM, «Кампус». Их основная задача – помогать с заданиями и научными работами. Нейросети могут формировать план исследования, подобрать источники, подготовить обзор литературы, провести фактчекинг данных, подготовиться к защите.

Еще искусственный интеллект помогает студентам:

• переводить аудио- и видеозаписи в текст, чтобы делать конспекты лекций;
• подтягивать знания по предмету в качестве наставника;
• выделять основные тезисы в научных работах, чтобы не читать текст целиком;
• переводить текст, аудио и видеолекции на русский язык, чтобы изучать иностранные источники;
• практиковать речь на иностранном языке в качестве учителя-собеседника, который исправляет ошибки.

Например, сервис коммуникаций Контур.Толк делает расшифровку любой онлайн-встречи автоматически: достаточно включить запись. Беседа отображается в Толке в виде диалога, сервис указывает авторов реплик и тайм-коды. Если кликнуть на нужный фрагмент текста, сервис воспроизведет этот момент [2].

В результате получается грамотный, легкий для восприятия текст. Если студент пропустил занятие, он получает готовый конспект, и может восстановить материал.

Если говорить об организации всего учебного процесса, то программа Knewton способна учесть специфику обучения каждого студента и разработать персонализированный план занятий.

Студенты СПО должны понимать не только возможности технологий, но и их ограничения. Обучение этическим принципам использования ИИ помогает формировать ответственное отношение к технологиям. Например, будущие специалисты должны знать, как ИИ влияет на конфиденциальность данных, какие риски связаны с автоматизацией и как можно использовать технологии для блага общества. Включение таких тем в учебные программы способствует развитию критического мышления и осознанности [1[.

Технологии ИИ могут стать мощным инструментом для создания инклюзивной образовательной среды в колледжах и техникумах. Например:

• Студенты с ограниченными возможностями могут использовать системы распознавания речи или текста для доступа к учебным материалам.
• ИИ помогает адаптировать образовательный контент под индивидуальные потребности студентов, обеспечивая равенство возможностей.

Это особенно важно в СПО, где обучаются студенты с разным уровнем подготовки и физическими возможностями.

Технологии ИИ открывают новые горизонты для среднего профессионального образования, делая его более гибким, практико-ориентированным и доступным. Они помогают студентам СПО не только освоить профессиональные навыки, но и развить критическое мышление, цифровую грамотность и социальную ответственность.

Однако успешное внедрение ИИ в образовательный процесс требует внимательного подхода к этическим вопросам и обеспечения равного доступа к технологиям для всех студентов. Только в этом случае ИИ станет настоящим инструментом подготовки специалистов, готовых к жизни и работе в обществе будущего. Основная цель педагога – постоянно заинтересовывать, развивать, обучать и воспитывать студента, мотивируя его применять полученные знания, умения и навыки уже сейчас.

Искусственный интеллект внесет свой вклад в формирование основы образовательного опыта/практик и возможностей, которые обучающиеся будут использовать в грядущем десятилетии. ИИ в образовании уже приносит реальные выгоды обучающимся, преподавателям, руководителям учебных заведений, родителям, администраторам и провайдерам и в дальнейшем станет мощным катализатором изменений.