Статья "ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА"

Дегтярева Ольга Александровна,

учитель информатики

ГБОУ «Школа № 30 г.о. Донецк»

ЦИФРОВАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

Аннотация Статья посвящена исследованию процесса цифровой трансформации образовательного процесса. Анализируются преимущества и проблемы, возникающие в ходе цифровизации образования. Особое внимание уделяется вопросам интеграции новых технологий в традиционные образовательные системы. Приводятся практические рекомендации по эффективному внедрению цифровых инструментов в учебный процесс, направленные на повышение мотивации обучающихся и развитие их компетенций в области информационно-коммуникационных технологий.

Ключевые слова искусственный интеллект, цифровые инструменты, онлайн-платформа, интерактивное упражнение, цифровая трансформация

Актуальность выбранной темы обусловлена стремительным развитием цифровых технологий и активным проникновением искусственного интеллекта в повседневную жизнь общества.

Становится очевидным, что традиционные формы обучения перестают соответствовать ожиданиям работодателей и самим обучающимся, привыкшим к удобству и быстроте современных цифровых сервисов. Поэтому крайне важным направлением становится разработка эффективных стратегий и технологий, позволяющих гармонично интегрировать цифровые инструменты и искусственный интеллект в образовательный процесс, что обеспечит конкурентоспособность наших выпускников на мировом уровне и повысит общий уровень образованности населения.

Тема цифровой трансформации образования затрагивается во многих современных публикациях. Так, например, М.В. Богуславский и О.Н. Мачехина в своей статье «Педагогика цифровой эпохи в контексте образовательной реальности» рассматривают ближне-, средне- и дальнесрочные последствия использования в современном российском образовании дистанционной модели обучения онлайн, приводят обоснование «интегративной модели образовательного процесса», предусматривающей взаимодействие и взаимовоздействие традиционной и онлайн систем образования [2].

В Аналитической записке ИИТО ЮНЕСКО «Искусственный интеллект в образовании: Изменение темпов обучения» подчеркивают, что главной тенденцией современного образования как в России, так и в мире в целом, является цифровизация и информатизация образовательного процесса [].

Анисимова Т.И., Ганеева А.Р. и Григорьева Е.О. в статье «Организация процесса обучения в школе на основе использования цифровых инструментов и сервисов» рассматривают возможности цифровых инструментов и сервисов в организации работы учителя, проблемы их использования и пути решения данных проблем[1].

В статье О.В. Родионова «Технологии искусственного интеллекта в образовании» анализируются преимущества и недостатки использования искусственного интеллекта в образовании, рассматриваются основные функции, которые могут выполняться с применением технологии искусственного интеллекта в процессе обучения [6].

Цель написания нашей статьи заключается в анализе и систематизации существующих подходов и инструментов цифровой трансформации образовательного процесса, выявление преимуществ и ограничений использования цифровых технологий и искусственного интеллекта в образовании, а также предложение рекомендаций по оптимизации интеграции цифровых решений для повышения качества и эффективности обучения, формирования профессиональных компетенций и подготовки квалифицированных специалистов, способных успешно конкурировать на современном рынке труда.

Цифровая трансформация представляет собой процесс интеграции цифровых технологий в различные аспекты деятельности организации или системы. Это включает использование новых методов и подходов, основанных на цифровизации процессов, улучшении качества услуг и повышении эффективности работы. В образовательной сфере цифровая трансформация означает внедрение цифровых инструментов и технологий, таких как онлайн-курсы, виртуальные лаборатории, интерактивные учебники и искусственный интеллект.

Преимущества цифровой трансформации в образовании:

·        повышение доступности образовательных ресурсов;

·        улучшение качества обучения;

·        уменьшение затрат на обучение;

·        развитие навыков XXI века.

Искусственный интеллект играет важную роль в процессе цифровой трансформации образования. Вот некоторые способы, которыми ИИ может повысить эффективность и качество обучения:

·        анализ данных;

·        персонализация обучения;

·        автоматизация рутинных задач;

·        обучение новым технологиям.

Поясним подробнее каждое из этих направлений.

Анализ данных: Алгоритмы машинного обучения помогают анализировать большие объемы данных о поведении учеников, выявляя слабые места и определяя оптимальные стратегии улучшения результатов.

Персонализация обучения: Искусственный интеллект способен создавать индивидуальные планы обучения, учитывая уровень подготовки, скорость усвоения материала и предпочтения каждого учащегося.

Автоматизация рутинных задач: Преподаватели освобождаются от монотонной работы, связанной с проверкой домашних заданий и оцениванием тестов, что позволяет им сосредоточиться на более важных аспектах педагогической деятельности.

Обучение новым технологиям: Использование технологий искусственного интеллекта позволяет учащимся осваивать современные методы анализа данных и программирования, необходимые для успешной карьеры в будущем.

В школах существует целый ряд инструментов искусственного интеллекта (ИИ), которые могут существенно повысить эффективность образовательного процесса. Рассмотрим наиболее перспективные и востребованные решения.

Аналитика данных и прогнозирование успеваемости.

1)    Система рекомендаций (Recommendation Systems):

  Помогает учителям лучше понимать сильные и слабые стороны учеников путем сбора и анализа учебных показателей. Основываясь на этих данных, система формирует рекомендации по индивидуальному подходу к каждому ученику, позволяя улучшать успеваемость и поддерживать интерес к учебе.

2)    Прогностический анализ (Predictive Analytics):

  Предсказывает потенциальные проблемы в обучении заранее, предупреждая учителей о возможных трудностях конкретного ученика и предлагая меры профилактики.

Персонализация обучения.

1)    Адаптивные учебные программы (Adaptive Learning Platforms):

  Автоматически настраиваются под уровень знаний и способности каждого ребенка, обеспечивая индивидуальный темп изучения материала и поддерживая внимание к предмету. Примеры платформ включают ClassDojo, Duolingo, Khan Academy.

2)    Электронные помощники учителя (Teaching Assistants):

  Используют алгоритмы машинного обучения для автоматической проверки домашнего задания, предоставления комментариев и оценки работ учеников, снижая нагрузку на учителей и повышая объективность оценивания.

Интеллектуальное сопровождение.

1)    Виртуальные ассистенты (Virtual Teaching Assistants):

  Предоставляют помощь учащимся в режиме реального времени, отвечают на вопросы, направляют учеников к нужным ресурсам и облегчают понимание сложных концепций. Яркий пример – чат-боты типа Alexa, Google Assistant или Siri, интегрированные в школьные приложения.

2)    Голосовые интерфейсы (Voice Interfaces):

  Учащиеся могут взаимодействовать с системой голосом, задавая вопросы и получая разъяснения, упрощающие работу с материалами уроков и повышение вовлеченности детей.

Мониторинг поведения и эмоционального состояния.

1)    Мониторинг эмоций (Emotion Monitoring Tools):

  Система отслеживает эмоции учеников во время занятий, помогая выявить усталость, стресс или скуку, что позволяет учителю вовремя скорректировать урок или провести профилактические мероприятия.

2) Антибуллинговая защита (Anti-Bullying AI):

  Специальные инструменты распознают признаки травли среди школьников, сигнализируя взрослым о потенциальных конфликтах и способствуя созданию безопасной атмосферы в классе.

Диагностика здоровья и поддержка инклюзивного образования.

1)    Диагностика нарушений речи и зрения (Speech & Vision Disorders Detection):

  Программы автоматически обнаруживают возможные нарушения слуха, зрения или речи у детей, своевременно подсказывая родителям и специалистам необходимость дополнительного обследования.

2)    Помощники для детей с особыми потребностями (AI for Special Needs Students):

  Инструменты с поддержкой ИИ адаптируют контент и подачу материалов для детей с ограниченными возможностями, делая обучение доступным и комфортным для всех категорий учащихся.

Таким образом, искусственный интеллект открывает перед школами широкие перспективы для модернизации учебно-воспитательного процесса, делая его более эффективным, удобным и интересным для учащихся разного уровня подготовки и потребностей.

Однако, внедрение искусственного интеллекта (ИИ) в образовательные процессы связано также и с целым рядом рисков, которые необходимо учитывать при планировании и реализации соответствующих проектов. Основные из них можно классифицировать следующим образом:

1.     Проблема этичности и справедливости.

2.     Угроза приватности и безопасности данных.

3.     Ограниченность понимания когнитивных особенностей ребёнка.

4.     Отсутствие стандартизированных требований и норм.

5.     Экономические и социальные последствия.

Объясним эти риски подробнее.

ИИ-системы могут воспроизводить существующие стереотипы и предрассудки, содержащиеся в обучающих данных, что приведет к дискриминации отдельных групп учащихся (например, по этническому признаку, полу или социальному статусу).

Сложные алгоритмы ИИ часто действуют непрозрачно («черный ящик»), затрудняя контроль над принимаемыми ими решениями, что вызывает сомнения относительно обоснованности выставленных оценок или предложенных путей развития.

ИИ собирает значительные объемы данных о детях и подростках, включая психологические характеристики, личные достижения и поведение. Нарушение безопасности данных может привести к серьезным последствиям для пользователей.

Существуют риски неправомерного распространения собранной информации третьими лицами либо её утечки, что нарушает права учащихся на конфиденциальность и защиту личной информации.

Некоторые разработчики переоценивают способность ИИ решать сложные задачи и адекватно воспринимать особенности детского восприятия, мышления и психоэмоционального состояния, что снижает полезность системы и увеличивает риск негативных последствий.

Несмотря на возможность персонализации, универсальность многих решений может приводить к игнорированию уникальных качеств конкретных учащихся, вызывая недовольство и снижение мотивации.

Пока отсутствует чёткая законодательная база и стандарты качества, регулирующие разработку и эксплуатацию образовательных продуктов на основе ИИ, что повышает неопределённость и создает дополнительные угрозы безопасности.

Недостаточное количество научных исследований и эмпирических доказательств эффективности технологий искусственного интеллекта в образовании осложняет принятие обоснованных решений относительно выбора и применения таких технологий.

Если внедрение ИИ станет привилегией лишь избранных образовательных учреждений, это усугубляет существующее социально-экономическое неравенство в доступе к качественному образованию.

Чрезмерное доверие к автоматизированным системам может уменьшить значимость непосредственного взаимодействия между учителем и учениками, лишив последнего необходимой социальной составляющей обучения.

Для минимизации указанных рисков рекомендуется:

·        тщательная оценка готовности образовательной системы к внедрению ИИ;

·        соблюдение принципов прозрачности и подотчетности при разработке и эксплуатации систем;

·        создание механизмов контроля и надзора за соблюдением прав участников образовательного процесса;

·        регулярное обновление нормативных актов и стандартов качества применительно к применению ИИ в образовании;

·        вовлечение родителей и общественности в обсуждение вопросов внедрения новых технологий.

Учитывая эти факторы, можно значительно снизить вероятность возникновения негативных эффектов и создать условия для устойчивого и продуктивного использования искусственного интеллекта в образовательной сфере.

Для эффективного внедрения цифровых инструментов в образовательный процесс, направленного на повышение мотивации учащихся и развитие их ИКТ-компетентности, предлагаем придерживаться следующих практических рекомендаций:

1.            Использование интерактивных форматов обучения (Внедрение виртуальных лабораторий, симуляторов и онлайн-платформ, позволяющих учащимся взаимодействовать с изучаемым материалом через моделирование реальных ситуаций и решение прикладных задач. Пример реализации: использование платформ типа Google Classroom, Moodle или образовательных ресурсов вроде Khan Academy, обеспечивающих доступ к мультимедийным материалам, тестовым заданиям и другим видам активности).

2.            Применение геймификации учебного процесса (Практическое применение: создание игровых элементов, стимулирующих интерес и вовлеченность учеников, посредством системы баллов, уровней достижений, рейтинговых таблиц и конкурсов среди групп. Пример реализации: игровые образовательные платформы, такие как Quizziz, Duolingo, позволяющие превратить обучение в увлекательную игру с элементами соревнования и поощрения успехов).

3.            Организация проектной деятельности с использованием цифровых инструментов (Разработка учебных проектов совместно с учениками, использующих цифровые инструменты для анализа данных, визуализации результатов исследований, подготовки презентаций и публикаций материалов. Пример реализации: задания на проектирование цифрового продукта (например, веб-сайта, приложения или инфографики), создающие реальную мотивацию обучающихся благодаря применению полученных навыков в реальной ситуации).

4.                 Обучение критическому мышлению и информационной грамотности (Включение заданий, направленных на развитие способности оценивать качество информации, проверять её надежность и интерпретировать данные, полученные из сети Интернет. Пример реализации: проведение занятий по распознанию фейковых новостей, проверке фактов и пониманию механизмов распространения недостоверной информации в социальных сетях и медиа-пространстве).

5.                 Поддержка самостоятельной работы и индивидуального подхода (Предоставление возможностей самостоятельного изучения материала через специализированные онлайн-курсы, библиотеки электронных учебников и специализированных приложений, адаптированных под индивидуальные потребности каждого ученика. Пример реализации: введение персонализированного подхода с использованием адаптивных образовательных платформ (например, Coursera, Stepik, Udemy), позволяющих выбирать оптимальные пути прохождения курса каждому обучающемуся индивидуально).

6.                 Создание цифровой образовательной среды школы (Организация школьного сайта, портала или облачного хранилища, где учащиеся смогут обмениваться материалами, получать обратную связь от преподавателей и сотрудничать друг с другом удаленно. Пример реализации: внедрение сервисов совместного редактирования документов (Google Docs, Microsoft Office Online), возможности организации онлайн-конференций и дистанционного взаимодействия между обучающимися и педагогами).

Подведем итоги всему выше сказанному.

Цифровая трансформация является необходимым условием успешного развития современного образования. Она открывает новые возможности для повышения качества обучения, снижения затрат и формирования необходимых навыков у будущих поколений. Однако успешная реализация этого процесса требует комплексного подхода, включающего подготовку кадров, развитие инфраструктуры и обеспечение информационной безопасности. Важно помнить, что ключевую роль в этом процессе играют педагоги, способные эффективно использовать новые технологии и мотивировать учащихся к обучению.

Список литературы:

1.                 Анисимова Т.И. Организация процесса обучения в школе на основе использования цифровых инструментов и сервисов / Т.И. Анисимова, А.Р. Ганеева, Е.О. Григорьева // Обзор педагогических исследований. – 2021. – Том 3. № 6. – С. 84-89.

2.                 Богуславский, М.В. Педагогика цифровой эпохи в контексте образовательной реальности / М.В. Богуславский, О.Н. Мачехина // Народное образование. – 2020. – № 6(1483). – С. 34-45

3.                 Гринченко Н.А. Информационно-коммуникационные технологии в современном образовании: основные понятия / Н.А. Гринченко, Т.С. Колодний // Развитие образования. – 2020. – № 3 (9). – С. 40-44.

4.                 Искусственный интеллект в образовании: Изменение темпов обучения. Аналитическая записка ИИТО ЮНЕСКО / Стивен Даггэн; ред. С.Ю. Князева; пер. с англ.: А.В. Паршакова. — Москва: Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании, 2020.

5.                 Карлов И.А., Киясов Н.М., Ковалев В.О., Кожевников Н.А., Патаракин Е.Д., Фрумин И.Д., Швиндт, А.Н., Шонов Д.О. Анализ цифровых образовательных ресурсов и сервисов для организации учебного процесса школ/Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» / Институт образования. М.: НИУ ВШЭ, 2020. 72 с. 200 экз. (Современная аналитика образования. № 10 (40)).

6.                 Родионов, О. В. Технологии искусственного интеллекта в образовании / О. В. Родионов, Н. В. Тамп // Воздушно-космич. силы. Теория и практика. – 2022. – № 22.

Скачано с www.znanio.ru