Як штучний інтелект використовується в освіті

Використання ШІ в освіті: так чи ні

Штучний інтелект є ключовим інструментом для розвитку інноваційних освітніх технологій, які змінюють підхід до навчання. Очікується, що до 2030 року автоматизація та штучний інтелект прийде на зміну традиційному навчанню в 50% навчальних закладах по всьому світу. На меті підвищити продуктивність викладачів, зменшивши їхнє навантаження.

Понад 80% університетів в США вже інтегрують штучний інтелект в освітні програми. Вибір на користь цієї технології обумовлено здатністю адаптуватися до потреб учнів і долати перешкоди на шляху до глобальної освіти.

Також серед переваг ШІ варто відмітити наступне:

1. Поліпшення залучення. Генеративний ШІ – це відмінний інструмент взаємодії для студентів. Всі учні різні, і універсальний підхід не працює. Це стосується не тільки рівня грамотності, а й методів навчання, які використовують викладачі. Завдяки генеративному ШІ студенти можуть вивчати матеріали, як вважають за потрібне. Це можуть бути відео, зображення, практична робота замість теорії, тести замість довгих лекцій. Обсяг можливостей такий, що він видається нескінченним.
2. Освіта для всіх. Генеративний ШІ має можливість змінити ландшафт системи розуміння, оскільки він покращить якість навчання та дасть можливість багатьом студентам, які перебувають за межами здатностей середньостатистичного учня. Він особливо корисний у класах, де учні мають різні соціоекономічні та мовні фони. Генеративний ШІ допомагає вчителям в узагальненні планів уроків відповідно до потреб усіх студентів, тим самим підвищуючи інклюзивність освіти.
3. Адміністративна ефективність. Крім викладання, роль вчителя включає й інші адміністративні функції, які не обмежуються тільки оцінюванням, підготовкою навчальних матеріалів та навчального плану.

Project Creative & Tech Institute у партнерстві з Малою академією наук України, за підтримки дослідницької компанії Factum Group Ukraine та Міністерства освіти і науки України, організував всеукраїнське дослідження. Метою опитування було зібрати інформацію про використання штучного інтелекту в українських школах та вивчити можливості для його подальшої інтеграції в освітній процес на різних рівнях. В опитуванні взяли участь вчителі та учні з усіх куточків України (окрім тимчасово окупованих територій).

Опитування проводилось з вересня по жовтень 2023 року. У ньому взяли участь понад 3000 людей, серед яких 1747 вчителів і 1443 учнів 8-11 класів.

Сьогодні майже всі педагоги знайомі з можливостями штучного інтелекту. Згідно з результатами дослідження, 7 з 10 вчителів хоча б раз за останні пів року використовували інструменти на основі ШІ для перевірки робіт. Загалом 76% учасників опитування хоча б раз застосовували ШІ, і половина з них мали позитивний досвід. Такий високий рівень використання технологій штучного інтелекту вказує на те, що вони активно інтегруються в освітній процес. І це відбувається не через примус, а завдяки іншим чинникам, а саме:

Персоналізація навчання

Використання штучного інтелекту у навчальному процесі дозволяє підвищити ефективність засвоєння знань. А оскільки кожен учень унікальний: хтось засвоює інформацію швидше, а комусь потрібно більше часу і прикладів. У традиційній системі освіти вчителі не завжди можуть адаптувати заняття до потреб кожного учня. Використання ШІ відкриває нові горизонти для персоналізованого навчання.

Цей підхід враховує особливості кожного навчального процесу і допомагає учням отримувати знання ефективніше. Існує думка, що студенти можуть досягти кращих результатів, якщо вони не обмежуються лише початковою освітою, а освітнє середовище адаптовані до їхніх потреб та особливостей.

Можливості, що відкриває ШІ в персоналізації навчання

Інтеграція ШІ в освіту відкриває великі можливості для розвитку персоналізованого навчання. Очікується, що світовий ринок ШІ в цій галузі зросте на 2% протягом наступних 3-5 років. Це пов’язано з представленими нижче перевагами.

Адаптивного навчання

Одним із найважливіших досягнень є адаптивне навчання на основі ШІ, яке враховує індивідуальні потреби кожного студента. Можливість створити навчальну програму, яка адаптується до потреб кожного студента, є однією з головних переваг. Платформа на основі штучного інтелекту може аналізувати сильні та слабкі сторони студентів та надавати їм відповідні завдання та матеріали. Студенти, які використовують таку систему, показують, що їх результати покращилися на 62%. Регулюючи складність і темп навчання відповідно до рівня кожного учня, штучний інтелект може зробити процес навчання більш ефективним і дозволити учням швидше засвоювати нові знання.

Цілеспрямоване втручання

Інструменти, засновані на штучному інтелекті, також можуть допомогти вчителям визначити учнів, які стикаються з певними труднощами у навчанні. Системи штучного інтелекту аналізують поведінку учнів і їх успішність, щоб виявити проблемні моменти та надати додаткову допомогу. Такий підхід допоможе кожному учню подолати труднощі й досягти своїх академічних цілей.

Когнітивна система навчання

Когнітивні системи навчання, що використовують штучний інтелект, дозволяють учням взаємодіяти з віртуальними наставниками. Ці системи адаптуються до відповідей учнів, забезпечуючи інтерактивне вирішення завдань і персоналізовану підтримку в режимі реального часу. За допомогою таких методів когнітивна система допомагає учням краще розуміти матеріал і розвивати навички критичного мислення.

Прогностичний аналіз

ШІ може використовувати прогнозну аналітику для оцінки майбутніх успіхів учнів та виявлення можливих проблемних областей. Система ШІ аналізує минулі досягнення учнів, рівень залучення та інші дані, щоб передбачити потенційні труднощі та надати своєчасну допомогу. Це дозволяє викладачам своєчасно надавати необхідну підтримку, щоб запобігти будь-яким академічним проблемам до їх виникнення.

Сучасні освітні платформи, такі як Coursera та Khan Academy, використовують алгоритми штучного інтелекту для створення адаптивних навчальних програм. Наприклад, якщо учень виконає завдання швидше за інших, програма надасть більш складні теми та додаткові матеріали. І навпаки, якщо студент відчуває труднощі з розумінням певного матеріалу, система автоматично додасть пояснення, приклади або додаткові вправи.

Duolingo – ще один гарний приклад. Відома платформа для вивчення мови використовує штучний інтелект, щоб визначити рівень підготовки кожного учня. Помічник пропонує слова та граматичні структури, які учні не розуміють. Таким чином матеріал засвоюється набагато краще.

Переваги персоналізації:

• Зменшує стрес учнів при навчанні у помірному темпі.
• Надає високу мотивацію до досягнення видимих результатів.
• Розвиває здатність концентруватися на слабких сторонах і уникати повторення того, що вже було вивчено.

Індивідуалізація за допомогою штучного інтелекту — це не тільки комфорт студента, а й підвищення його впевненості у своїх знаннях.

Віртуальні репетитори та підтримка в реальному часі

Автоматизація оцінювання знань дозволяє викладачам зосередитися на якісному навчанні, делегуючи рутинні завдання. Штучний інтелект поступово змінює традиційне уявлення про репетиторів. Замість уроків із людиною студенти можуть навчатися з віртуальними наставниками, які доступні 24/7. Такі інструменти не лише економлять час і гроші, але й пропонують ефективні способи засвоєння матеріалу.

Наприклад, Google Classroom активно інтегрує штучний інтелект для моніторингу прогресу учнів і пропонування персоналізованих завдань. А платформи, як-от Socratic від Google, виконують роль «кишенькового репетитора»: достатньо сфотографувати складну задачу чи питання, і програма пояснить її простими словами або покаже детальний розв’язок.

Віртуальний співрозмовник

Ще один популярний варіант — віртуальні співрозмовники для вивчення мов, як ChatGPT або Elsa Speak. Вони допомагають студентам тренувати розмовні навички, пропонуючи відповіді та коригуючи помилки. Особливо корисно, що з такими помічниками можна тренуватися стільки, скільки потрібно, не боячись виглядати «недостатньо добре».

Чому це працює:

• Швидкість: отримати відповідь можна в будь-який момент.
• Персоналізація: навчання адаптується до стилю і рівня студента.
• Доступність: достатньо смартфона чи комп’ютера.

Віртуальні репетитори не замінюють живих викладачів, але вони чудово доповнюють навчальний процес, роблячи його зручнішим і сучаснішим.

Аналіз успішності студентів

Одна з найбільших переваг ШІ в освіті — це можливість персоналізувати навчання для кожного студента. Технології штучного інтелекту дозволяють збирати й аналізувати великі обсяги даних, що дозволяє створювати програми, які підлаштовуються під індивідуальні потреби учнів.

Аналіз успішності — це одна з найбільш важливих функцій, яку виконує ШІ в освітніх платформах. Системи, такі як Knewton, вивчають, як студент вивчає матеріал, на які теми він витрачає більше часу, а які йому даються легше. На основі цих даних алгоритми можуть адаптувати уроки, пропонуючи додаткові ресурси для тем, які є складними, або прискорюючи матеріал для сильніших учнів. Це дозволяє забезпечити більш ефективне засвоєння матеріалу.

До прикладу, система Canvas від Instructure дозволяє автоматично створювати звіти про успішність учнів на основі їхніх оцінок і прогресу. Вчителі можуть побачити, в яких областях студенти відстають, а де досягли прогресу. Це дозволяє коригувати підхід до навчання на ранніх етапах.

Особливо корисні такі системи в масових онлайн-курсах (MOOC), де кількість учасників може досягати тисяч. Алгоритми допомагають відстежувати кожного студента, надаючи йому індивідуальні рекомендації.

Чому це важливо:

• ШІ допомагає з точністю визначити, що саме потрібно кожному студенту для покращення результатів.
• Курс чи програма можуть бути адаптовані на льоту під кожного учня.
• Вчителі отримують точну картину успішності учнів і можуть оперативно коригувати навчання.

Таким чином, аналіз даних, який пропонує ШІ, може суттєво покращити якості навчання, дозволяючи уникати загальних підходів і орієнтуватися на індивідуальні потреби кожного студента.

Нові можливості для навчання людей з особливими потребами

Штучний інтелект відкриває двері до якісної освіти для тих, хто раніше мав обмежений доступ через фізичні чи когнітивні бар’єри. Завдяки інноваційним технологіям навчання стає інклюзивним і доступним.

Один із яскравих прикладів — програми розпізнавання мови. Для студентів із порушенням слуху такі інструменти, як Ava чи Otter.ai, можуть автоматично створювати субтитри під час лекцій. Водночас для тих, хто має проблеми із зором, працюють голосові асистенти, як-от Siri або Google Assistant, які озвучують текст і навіть допомагають у навігації навчальними платформами.

Крім того, ШІ може створювати адаптивні навчальні плани. Наприклад, для дітей із синдромом дефіциту уваги (СДУГ) платформи, як DreamBox, розробляють інтерактивні уроки, що чергують активності, щоб утримати інтерес.

Чому це важливо:

• Студенти отримують більше автономності.
• Навчання стає зручнішим і менш стресовим.
• Люди з різними потребами можуть вільно інтегруватися в освітнє середовище.

ШІ не лише стирає бар’єри, а й створює середовище, де кожен має шанс розкрити свій потенціал. Майбутнє освіти зі штучним інтелектом відкриває перед учнями нові можливості для розвитку та самореалізації.

Як ШІ допомагає організувати навчальний процес?

Уявіть, що вся рутина, яка зазвичай виснажує викладачів — перевірка домашніх завдань, відповіді на сотню однакових запитань чи складання розкладу, — більше не проблема. Штучний інтелект легко бере ці задачі на себе, даючи вчителям можливість зосередитися на головному — навчанні та натхненні студентів.

Один із найзручніших інструментів — це освітні чат-боти. Наприклад, у деяких університетах Європи працюють боти, які допомагають студентам знайти потрібну аудиторію, розібратися з розкладом чи навіть подати заявку на курс. І все це за лічені секунди!

А як щодо перевірки завдань? Платформи на основі ШІ, як Grammarly, не просто виправляють помилки, а ще й пояснюють, як їх уникнути в майбутньому. А спеціальні програми для шкіл і університетів, наприклад, Turnitin, можуть аналізувати есе чи проєкти, оцінюючи їх за багатьма критеріями. Це економить час і знижує ризик суб’єктивності.

Що це дає:

• Викладачі менше втомлюються від рутинної роботи.
• Учні отримують швидкий і якісний зворотний зв’язок.
• Усі завдання виконуються організовано, без плутанини.

Отже, ШІ — це невидимий помічник, який працює за кулісами, щоб навчання стало простішим і комфортнішим для всіх.