Искусственный интеллект в обучении

22.10.2020

Что такое ИИ и немного истории

Искусственный интеллект – что это такое? Наиболее сложной сущностью в мире является человек. Стремление познать сложность человека существовало всегда и проявлялось в разных формах. Сейчас это стало ещё более актуально. Развитие компьютерных технологий привело к появлению множества работ, связанных с попытками научиться распознавать и синтезировать человеческую речь, создать системы технического зрения, которые могут опознавать лица людей не хуже, а уже лучше, чем глаза человека, научить автомашины ездить самостоятельно без водителя-человека и т.д. Системы, проявляющие поведение, свойственное человеку, называются системами искусственного интеллекта (ИИ). На самом деле изучение этих систем – самостоятельное научное направление, объединяющее многие научные дисциплины.

Согласно одному из определений, искусственный интеллект – это наука и технология, включающая набор средств, позволяющих компьютеру на основании накопленных знаний давать ответы на вопросы и делать на базе этого экспертные выводы, т.е. получать знания, которые в него не закладывались разработчиками. Наука под названием «искусственный интеллект» входит в комплекс компьютерных наук, а создаваемые на её основе технологии относятся к информационным технологиям. Есть множество других определений, менее устойчивых к критике.

Соответственно, системы ИИ определяют как компьютерные системы, использующие в своей работе технологии ИИ. При этом в большинстве случаев до получения результата неизвестен алгоритм решения задачи.

Системы искусственного интеллекта можно разделить на два условных класса:

  • сильный (общий);
  • слабый (прикладной).

Сильный ИИ (искусственный интеллект) возможно сопоставить с человеческим разумом, то есть, данные компьютерные системы имеют возможность самообучаться и принимать решения в зависимости от исходных данных и последующих вычислений, так как это делает человек.

К прикладными системам ИИ относят более простые, которые могут выполнять незначительное количество конечных операций, например: осуществлять поиск по запросам в Интернете, ставить диагноз по конкретному заболеванию и т.д.

В связи со слабым ИИ следует упомянуть о так называемом эффекте ИИ (AI Effect). Он заключается в том, что как только с помощью искусственного интеллекта реально достигается немыслимый ранее результат, то такую задачу критики перестают считать задачей ИИ, т.е. девальвируют её значение. Этот эффект сформулирован в формуле Ларри Теслера: «ИИ – это всё, что не сделано до сих пор».

Для обеспечения систем ИИ учёным пришлось заняться таким вопросом, как представление знаний – это позволило создать так называемые экспертные системы (ЭС, системы, которые на основе баз знаний помогают в принятии решений); очень важными стали методы самообучения компьютеров (появились интеллектуальные обучающие системы); попытки повторить работу нервной системы человека. Последнее вылилось в создание искусственных нейронных систем (ИНН). Таким образом, в основе всех исследований по ИИ лежит идея моделирования процессов человеческого мышления с помощью компьютера. Сам искусственный интеллект как наука относится к когнитивным наукам, т.е. к наукам, связанным с приобретением (сбором, накоплением, восприятием) знаний.

В дальнейшим искусственный интеллект будет иметь неограниченную сферу применения и кардинально изменит наше существование.

Развитие технологий персонального обучения

Администрация Фламандского региона Бельгии подписала контракт с британской ИИ-платформой Century Tech, использующей обучающие методики и решения, нейрофизиологию и обработку данных для персонализации процесса обучения в школах и университетах.

Эта новость о том, о чём мечтают родители почти каждого российского школьника: давать ребенку знания таким способом, чтобы он их усваивал в той манере, в которой это удобно его мозгу. Мы спросили экспертов, что это значит для России и когда нам ждать подобные технологии.

Как работает школа в любой стране? Учителя пытаются донести одни и те же знания до учащихся разного уровня, но часто терпят неудачу. А искусственный интеллект в обучении помогает адаптировать уроки под индивидуальные особенности каждого ученика.

Технология Century Tech будет развёрнута во всех 700 фламандских школах в ближайшие пять лет. В Century говорят, что это первый случай, когда власти приняли решение внедрить искусственный интеллект в школах в таком объёме.

Цель – заменить стандартную модель, когда преподаватели пытаются донести знания до учащихся разного уровня, но часто терпят неудачу, на принципиально новую, в которой искусственный интеллект в обучении помогает адаптировать уроки под индивидуальные особенности каждого ученика. Это подразумевает выявление тех областей знаний, с которыми он знаком или не знаком, где он чувствует себя уверенно или не очень, и оценку того, насколько ему нравится те или иные занятия. По сути, компьютер непрерывно анализирует прогресс каждого учащегося, выявляя тенденции потребления знаний и адаптируя уроки в соответствии с ними.

Другими словами, если ваш третьеклассник не может понять уравнения, ему не придется бежать вперёд с остальным классом, а по вечерам слушать ваши объяснения про «чему равен Х». Искусственный интеллект выявит его проблему и в форме микроуроков позволит ему освоить материал.

Учитывая, что заявления о внедрении технологий, связанных с искусственным интеллектом, ещё в прошлом году приходили из Австралии, соседней Белоруссии и даже Китая, мы поинтересовались у российских экспертов, насколько далека российская школа от иностранных инноваций.

Внедрение ИИ в школах будет возможно тогда, когда у школьников будет постоянный доступ к компьютерам в школе и к собранным в них образовательным технологиям.

Когда каждый учащийся начнёт использовать персональное цифровое устройство, можно будет говорить о начале внедрения полноценной цифровой школы. Только так мы получим цифровой образовательный след и базовый технологический фундамент для построения индивидуальных образовательных траекторий с использованием искусственного интеллекта. А затем он уже начнёт обучаться и адаптировать свои знания об ученике благодаря данным, получаемым при каждом взаимодействии с системой.

Что нашим школам удалось реализовать на данный момент? В Москве активно используется МЭШ – Московская Электронная Школа. Важно понимать, что это ещё не ИИ, но уже первая попытка автоматизировать образовательный процесс.

В ближайшие пять лет в России будет развиваться национальный проект «Образование», глобальная цель которого – создание единой образовательной платформы, которая даст возможность каждому школьнику получать качественное образование. В том числе с использованием адаптивного обучения и индивидуальных образовательных траекторий. А до конца 2019 года было принято решение о разработке модели единой цифровой образовательной среды. Конечно, ИИ как технология могла бы стать частью этой экосистемы.

С другой стороны, в нашей стране уже есть примеры использования ИИ в образовании. Например, российский стартап Parla, который создал приложение для изучения английского языка. В основе приложения – программа, которая обучается вместе с учеником и адаптируется под его задачи и прогресс. Уже на этапе регистрации в приложении программа может анализировать данные из соцсетей и предлагать индивидуальную программу обучения, основанную на интересах конкретного человека. Это коммерческий проект, но большинство технологий зарождаются, в первую очередь, именно как коммерческий продукт».

По словам британских разработчиков, в среднем их платформу используют 20 минут в неделю в начальной школе и 40 минут в неделю. Преподаватели утверждают, что система освобождает шесть часов в неделю, – время, что можно потратить на творчество и физкультуру, которые часто вытесняются академическими дисциплинами в условиях серьёзной экзаменационной нагрузки на студентов.

Также Century применяет базовые принципы нейрофизиологии для определения наклонностей, уровня знаний и выносливости студентов, темпа и подходящего времени для обучения, скорости перемещения информации из кратковременной в долговременную память. Эта аналитика впоследствии включается в алгоритмы машинного обучения.

Применение искусственного интеллекта действительно может на новом качественном уровне решить задачу сопровождения ученика по индивидуальной образовательной траектории (ИОТ). Дело в том, что настоящая ИОТ динамически перестраивается по мере развития учащегося.

Как? Для этого необходимо проводить регулярные мониторинги, а также отслеживать любые образовательные действия с контентом (чтение, просмотр, решение задач). Это то, что мы называем «интуицией опытного педагога». Но на самом деле речь об обработке получающегося большого массива данных, что под силу только искусственному интеллекту.

Роль живого педагога должна трансформироваться: от передатчика знаний в носителя философии изучаемого предмета. Концептуальные вещи, которые понимают люди, недоступны компьютеру. И педагог будет транслировать их детям в малых группах за счёт освободившегося времени.

Кажется, что бельгийская инициатива вполне может стать российской реальностью, но не в самом ближайшем будущем. С другой стороны, индивидуальные образовательные траектории уже проникают в высшее образование. Такие вузы, как ВШЭ, засчитывают своим студентам онлайн-курсы, пройдённые в других вузах по той специальности, которую осваивает студент. А это значит, что студент уже может в небольшой мере перекроить образовательную программу под себя и самостоятельно выбирать, где и в каком объёме осваивать материал.

Источники:

  1. https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennoe-sostoyanie-iskusstvennogo-intellekta
  2. https://netology.ru/blog/06-2019-iskusstvennyy-intellekt-v-obrazovanii

 

 

 

Искусственный интеллект в обучении

 

 

Ждём Вас

 

 

 

Центр Образовательных Инноваций, расположен в:

 

г. Ставрополь, проспект Кулакова, 12б, 3 этаж, офис № 302

 

или позвонить по телефонам:

 

+7 903 418 00 73

 

+7 918 761 82 41


>