Реферат по дисциплине:

«Информационные технологии в управлении образовательной организацией»

по теме:

«Реализация возможностей систем искусственного интеллекта при разработке обучающих программных средств и систем»

Исполнитель:

Гончарова Мария Алексеевна

Кемерово, 2021

Содержание

Введение. 3

Глава 1. Искусственный интеллект как инновационный инструмент внедрения современных средств обучения. 5

Глава 2. Искусственный интеллект в образовании. Способы его применения. 7

Глава 3. Примеры обучающих программных средств и систем обучения на основе искусственного интеллекта. 9

Заключение. 12

Список литературы. 13

Введение.

Образовательная деятельность сегодня направлена на реализацию федерального государственного образовательного стандарта. Задача образовательных организаций обеспечить каждого обучающегося доступным и качественным образованием, учитывая его индивидуальные способности.

Последнее время в нашу жизнь прочно вошло выражение «искусственный интеллект». Желание создания собственной искусственной копии давно волнует человечество. В XVIII веке благодаря развитию техники и, в особенности, часовых механизмов интерес к подобным изобретениям вырос еще сильнее. В середине 1750-х годов австрийский изобретатель Фридрих фон Кнаус, служивший при дворе Франциска I, сконструировал серию машин, умевших писать пером довольно длинные тексты. Позже достижения в механике XIX века способствовали новому толчку изобретений в направлении к современному пониманию искусственного интеллекта. В 1830-х годах английский математик Чарльз Бэббидж придумал концепцию сложного цифрового калькулятора, который мог рассчитывать ходы для игры в шахматы. А уже в 1914 году директор одного из испанских технических институтов Леонардо Торрес Кеведо изготовил электромеханическое устройство, способное разыгрывать простейшие шахматные эндшпили почти также хорошо, как и человек. Лишь в середине 30-х годов прошлого столетия, с момента публикации работ Тьюринга, в которых обсуждались проблемы создания устройств, способных самостоятельно решать различные сложные задачи, к проблеме искусственного интеллекта стали относиться внимательнее в мировом сообществе.

Сам термин «искусственный интеллект» появился уже после смерти Тьюринга – в 1956 году в ходе конференции в Университете Дартмута (США), собравшей ведущих ученых, работающих в этом направлении, а его непосредственным автором считается Джон МакКарти, основоположник функционального программирования и изобретатель языка Lisp.

Сегодня существует достаточно много определений понятия «искусственный интеллект». Искусственный интеллект – это свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно считаются прерогативой человека; наука и технология создания интеллектуальных машин, особенно интеллектуальных компьютерных программ.

Инновации искусственного интеллекта оказывают большое влияние даже на

отрасли далекие от мира технологий.  Уже сейчас в образовательной деятельности можно наблюдать использование искусственного интеллекта.

Реализуя основную образовательную программу, преподаватель использует в своей работе современные технологии, инновационные приемы и методы обучения. Как искусственный интеллект может помочь в реализации ФГОС?  Как реализовывать возможности систем искусственного интеллекта при разработке обучающих программных средств и систем? Эти и многие другие вопросы натолкнули нас на изучение опыта использования искусственного интеллекта в образовательной деятельности.

Глава 1. Искусственный интеллект как инновационный инструмент внедрения современных средств обучения.

В последние годы образование претерпевает глобальные изменения. Пандемия короновирусной инфекции COVID-19 затронула системы образования во всём мире. Это привело к необходимости изменить формы получения обучающимися знаний и возможность принимать активное участие в различных олимпиадах, конкурсах и научно-практических конференциях.

Сегодня тема искусственного интеллекта как никогда актуальна. И несмотря на то, что многим кажется, что внедрение новых технологий постепенно входит в образовательную деятельность, необходимость в инновационных технологиях становится всё острее.

Искусственный интеллект -  это способ сделать компьютер, робота или программу способную также разумно мыслить, как человек. При этом решение многих задач относительно времени, значительно уменьшится. Актуальность создания искусственного интеллекта, в настоящее время, связана со сложностью организовать образовательную деятельность на расстоянии. Реализуя федеральный государственный образовательный стандарт, школы обязаны обеспечить каждого обучающегося качественным образованием. Так образовательным организациям приходится решать ряд проблем и задач. К таким проблемам можно отнести использование современной техники в образовательной деятельности, внедрение современных технологий в обучении, выстроить обратную связь с обучающимся и оценить его деятельность, при этом максимально исключив списывание.

Кроме того, современная дидактика, уделяет большое внимание наглядности, как дидактическому принципу. Именно наглядность даёт возможность прикоснуться к науке, увидеть её практическое применение, объяснить сложное просто.

Средства обучения в учебном процессе выполняют роль сенсомоторных стимулов, воздействуют на органы чувств обучающихся и облегчают им непосредственное и косвенное познание мира.

Современные средства обучения выполняют следующие функции:

·          информационную – являются источником информации;

·          дидактическую – в доступном виде способствует передаче учебной информации, формированию умений и навыков;

·          мотивационную – способствует активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся;

·          контрольную – позволяют оптимизировать педагогическую диагностику.

Таким образом, современными средствами обучения в школе являются:

·        компьютерные и предметные комплексы (в т.ч. автоматизированное рабочее место преподавателя);

·        учебная техника в номенклатуре (принтер, сканер, проектор и т.д.), расширяющий спектр и эффективность применения компьютерной техники;

·        сетевое и телекоммуникационное оборудование;

·        экранно-звуковые средства обучения;

·        современное лабораторное оборудование;

Роботы и программы, создаваемые программистами, отвечают современным инструментам обучения, таким как:

·        Интерактив – возможность воздействия и получения ответных реакций;

·        Мультимедиа – реалистичное представление объектов и процессов;

·        Коммуникативность – быстрый доступ к образовательным ресурсам, расположенным на удаленном сервере, возможность on-line коммуникаций удаленных пользователей при выполнении коллективного учебного задания;

·        Производительность пользователя – благодаря автоматизации нетворческих, рутинных операций поиска необходимой информации творческий компонент и, соответственно, эффективность учебной деятельности резко возрастают.

Глава 2. Искусственный интеллект в образовании. Способы его применения.

Внедрение искусственного интеллекта в школах позволит обеспечить реализацию современных технологий обучения, значительно сократив время преподавателя на подготовку, будет способствовать независимой оценке качества знаний и предоставит возможность обучающимся самостоятельно корректировать полученные знания. По мнению Мэтью Линча, являющегося представителем популярного проекта Tech Edvocad, именно цифровизация позволит сделать образование качественным и общедоступным. Разнообразие возможностей использования искусственного интеллекта в преподавании Линч представляет на примере различных технологий, методов и приемов обучения.

1. Адаптивное обучение

Это самая многообещающая возможность применения ИИ в образовании. Он поможет отслеживать индивидуальный прогресс каждого обучающегося.

Усвоил тему — пора писать контрольную работу, знания оставляют желать лучшего — система оповещает учителя о трудностях в понимании материала.

ИИ также может использоваться в интеллектуальных системах обучения.

2. Персонализированное обучение

Персонализированное обучение — широкий спектр образовательных программ, в которых методика и темп обучения зависят от потребностей каждого ученика, его особых интересов и предпочтений.

ИИ адаптирует образовательный процесс к индивидуальной скорости обучения каждого студента и предлагает задания возрастающей сложности.

Такой подход позволяет каждому выбрать комфортный режим: можно учиться как в быстром, так и медленном темпе.

3. Автоматическое оценивание

Система автоматического оценивания на основе искусственного интеллекта использует компьютерные программы, имитирующие поведение учителей при проверке домашних заданий.

Она может оценить знания студента, проанализировать ответы, предоставить индивидуальную обратную связь и создать обучающий план с учётом индивидуальных особенностей.

4. Интервальное обучение

Эта образовательная методика с использованием технологий позволяет эффективно закреплять пройденный материал.

Польские инженеры создали приложение, которое отслеживает, что именно и когда изучает студент. При помощи ИИ приложение определяет, когда студент может забыть новую информацию и рекомендует её повторить. Получить устойчивые знания можно через несколько подходов.

5. Оценка преподавателя студентами

Учебные заведения обращают внимание на отношение учеников к учителям и проводят анкетирование. Несмотря на то что бумажные опросники теперь заменили на цифровые, сам процесс обратной связи мало изменился. Однако его пора пересмотреть, потому что студенческие отзывы — важный источник информации.

Искусственный интеллект предлагает несколько интересных возможностей для оптимизации этого процесса:

Чат-боты могут собирать информацию, используя диалоговый интерфейс, имитирующий настоящее интервью. Такой процесс не потребует от студента особых усилий.

Беседы можно адаптировать под характер студента и видоизменять в зависимости от его ответов.

Чат-боты могут фильтровать грубые комментарии и личные оскорбления, которые иногда встречаются в формах обратной связи.

6. Умные кампусы

Умный кампус отвечает на любые запросы студентов, которые — связаны с учёбой и жизнью в студенческом городке: как найти лекционную аудиторию, зарегистрироваться на выбранный курс, получить задания, найти свободное место на парковке или связаться с профессором.

Smart-кампус уже есть в западноавстралийском университете (UWA). Он работает на Watson, суперкомпьютерной системе, созданной в IBM.

7. Контроль экзаменационного процесса

Дистанционное обучение — флагман современного образования. А дистанционные экзамены — его обязательная составляющая. Однако при администрировании такого экзамена возникает серьёзная проблема: как избежать списывания.

Контролирующие системы на основе искусственного интеллекта могут установить, сдаёт ли человек тест самостоятельно, и исключить обман.

Глава 3. Примеры обучающих программных средств и систем обучения на основе искусственного интеллекта.

Искусственный интеллект стремительно входит в образовательную деятельность во всем мире. Ярким примером такого внедрения является переход на электронные журналы. Родители имеют возможность отслеживать успехи своего ребенка и осуществлять контроль за выполнением домашнего задания. Переход на дистанционное обучение благодаря сервисам для видеоконференций позволил не только проводить уроки и контролировать дисциплину на уроке, но и проводить родительские собрания. Примерами таких сервисов является Zoom, Skype, Microsoft Team, Google Hangouts Meet и многие другие.

Кроме того, программы, осуществляющие обучение, контроль и интеллектуальное развитие обучающихся активно используются преподавателями школ. Рассмотрим примеры таких программ:

1)           Uchi.ru – российская онлайн платформа, где учащиеся из всех регионов России изучают школьные предметы в интерактивной форме, принимают участие в олимпиадах, конкурсах и марафонах.

2)           ЯКласс – цифровой образовательный ресурс для школ. Портал содержит онлайн-тренажёры по школьной программе и автоматическую проверку домашних заданий. Позволяет составлять проверочные работы для всего класса затрачивая минимум времени. Размещать ссылку на работу в электронных дневниках школьников. При этом ресурс позволяет максимально исключить списывание за счет уникальности заданий по 23 предметам в электронной базе и генерирования работы каждого обучающегося индивидуально.

3)           LearningApps.org – создан для поддержки обучения и преподавания с помощью небольших общедоступных интерактивных модулей. Упражнения создаются онлайн, сохраняются в личном кабинете преподавателя и в дальнейшем могут быть использованы в образовательной деятельности. Для создания таких упражнений на сайте предлагается достаточное количество шаблонов (рис. 1.), позволяющих интегрировать задания в соответствии с уровнем подготовленности обучающихся.

Так упражнения на классификацию (соотнесение), дают преподавателю возможность оценить уровень теоретических знаний обучающегося и умение соотносить условие задачи с результатом. Задание «Хронологическая линейка» оценивает умение расположить числа в порядке возрастания и убывания. Вставка аудио и видео материала позволяет расширить кругозор обучающихся, представление об окружающем мире и с интересом взглянуть на математику.

Рис. 1 Шаблоны упражнений платформы LearningApps.org

Также платформа предлагает шаблоны для создания викторин, игр и логических заданий, направленных на развитие внимания, скорости и умения принимать решение, самостоятельно осуществлять выбор при выполнении заданий. Данный ресурс может быть использован как в урочное, так и во внеурочное время. Плюсы данной платформы в простом и удобном интерфейсе.

4)    На этапе контроля знаний, в ходе проверки домашних работ и выполнения самостоятельных работ на уроке, удобно использовать Google таблицы. Ресурс, благодаря своим функциям, позволяет создавать варианты с выборкой заданий из созданной базы, а также с произвольным расположением вопросов и ответов. Это даёт возможность дать более объективную оценку знаний обучающихся. Ресурсы данной платформы позволяют создавать творческие задания, включающие аудио и видео контент.

Заключение.

В ходе стремительного развития информационной среды задача каждого педагога умело использовать возможности цифровых ресурсов в обучении.

Внедрение искусственного интеллекта в образовательную деятельность позволит эффективно реализовывать федеральный государственный образовательный стандарт.

Стоит отметить, что интернет пространство предлагает огромные возможности к обучению и саморазвитию не только обучающегося, но и педагога. Использование электронных образовательных ресурсов повышает эффективность и качество образования, наполняет каждый урок наглядностью и позволяет расширить содержательные возможности урока. Кроме того, созданные платформы и программы позволяют сделать подготовку учителя к урокам оптимальной, особенно в условиях вынужденного перехода на обучение с использованием дистанционных образовательных технологий.

Каким будущее будет завтра, зависит от каждого! А мотивация и интерес к учению, приобретению новых знаний у обучающихся зависит от умения педагогов показать всю красоту и безграничность науки и её применения в жизни.

Список литературы.

1.     Мэтью Линч. Искусственный интеллект в образовании: семь вариантов применения. Электронный ресурс: https://the-accel.ru/iskusstvennyiy-intellekt-v-obrazovanii-sem-variantov-primeneniya/

2.     Электронный ресурс: LearningApps.org - создание мультимедийных интерактивных упражнений http://learningapps.org/about.php.

3.     Скачано с www.znanio.ru