Автоматизация и искусственный интеллект в образовании: оптимизация образовательных процессов

Современные технологии меняют подход к автоматизации в образовании. По данным eLearning Industry, в ближайшие три года более 47% инструментов управления обучением будут оснащены искусственным интеллектом.

После 2020 года более 86% педагогов заявили, что технологии, включая искусственный интеллект (AI) и роботизированную автоматизацию процессов (RPA), должны стать основным компонентом образования.

Ожидается, что уже к концу 2022 года рынок AI и роботизации в США достигнет почти $85 млн. Тем не менее традиционное образование во всем мире до сих пор считается отраслью с низким уровнем цифровизации, где затраты на технологии составляют не более 4%. И несмотря на прогнозы о бурном развитии EdTech — $404 млрд к 2025 году — цифровые технологии составят лишь 5,5% от общих затрат в образовании.

Разберемся, почему автоматизация неизбежна и почему несмотря на прогресс реальная роль автоматизации в образовании и повседневной жизни на сегодняшний день все еще оставляют желать лучшего.

Искусственный интеллект и роботизированная автоматизация процессов не означают замещение преподавателя андроидом или роботом. Автоматизация скорее подразумевает оптимизацию учебного процесса, нежели его полное замещение.

RPA — технология автоматизации процессов, которая задействует программных роботов (software robots) и искусственный интеллект. Проще говоря, RPA в EdTech — способ построения рабочего процесса, при котором программный робот (бот) воспроизводит действия человека, взаимодействуя при этом с интерфейсом системы. Технология позволяет автоматизировать любую последовательность задач по принципу алгоритмов — пошаговым инструкциям, с помощью которых бот самостоятельно выполняет часть задач без вмешательства человека.

Здесь и далее комментарии Георгия Волкова, CIO образовательной онлайн-платформы для детей iSmart:

«AI открывает массу возможностей как для учеников, так и для педагогов. Ученики проще усваивают информацию, успеваемость и качество знаний повышается, растет их мотивация к обучению. Учителя получают большое количество инструментов для преподавания, освобождаются от рутинных операций, что позволяет им уделять больше внимания каждому ребенку. Искусственный интеллект позволяет подходить к изучению привычных тем по-новому, а автоматизация рутинных процессов — выставления оценок или составления отчётов — освобождает время для творчества.»

Преимущества автоматизации в образовании

Упрощенный административный рабочий процесс. Составление расписания занятий, мониторинг посещаемости занятий, обработка оценок — все это отнимает много времени у административного персонала. В данном случае автоматизация позволит людям, отвечающим за эти важные процессы, не только сэкономить уйму времени, избавившись от целого пласта ручной бумажной работы, но и сфокусироваться на более важных целях: налаживании более тесных связей между учителями, учениками и их родителями.

Преодоление бюрократической волокиты путем внедрения автоматизированных чат-ботов, способных отвечать на часто задаваемые вопросы.

Больше времени на учеников. Автоматизация части задач, выполняемых учителями, позволит им тратить меньше времени на такие рутинные задачи, как составление расписания, проверка заданий, выставление оценок, и сосредоточиться больше на самих учениках.

Круглосуточный доступ к обучению из любого места.

Расширение экспериментального обучения. Студентам больше не придется сталкиваться с ошибками в выставлении оценок или долго ждать отзыв о своей работе. Однако, упор должен быть сделан на развитие цифровой грамотности учеников, а также требуется усилить акцент на экспериментальном обучении.

Персонализированные программы обучения. Искусственный интеллект позволит адаптировать обучение согласно индивидуальным потребностям, целям и способностям каждого ученика. С помощью персонализированных программ удастся заполнить пробелы в обучении и преподавании. Кроме того удастся ликвидировать разрыв между учениками, освоившими старый, и готовыми уже усваивать новый материал, и учениками, все еще наверстывающими упущенное.

Партнерство с учеником. Каждый ученик сам может обучать и инструктировать робота, в результате чего первый глубже погружается в тему, и его интерес возрастает.

Примеры успешного внедрения автоматизации и AI в образование:

• Платформа Century — британский EdTech стартап, основанный в 2015 году и потративший порядка $7 млн на внедрение искусственного интеллекта в 700 школ Бельгии. Компания была основана для того, чтобы освободить учителей от бессмысленных обязанностей — 74% учителей подумывают над увольнением в ближайшие три года, причем большинство из них говорят, что это связано с такой административной работой, как выставление оценок. Освободив учителей от этих задач, они могут больше сосредоточиться на помощи детям, которые в ней нуждаются, и посвятить больше времени основной работе в классе. В то же время дети взаимодействуют с уроками, которые в большей степени соответствуют их способностям и стилю обучения. Школы загружают свой контент в систему Century, а затем платформа разбивает его на микроуроки. Дети проходят быструю оценку своих знаний, а затем система предлагает уроки, основываясь на том, над чем нужно поработать. Платформа Century отслеживает учебный процесс учащихся с помощью искусственного интеллекта, корректирует учебный план и подбирает задания, адаптированные под разные уровни. Среднее время использования платформы AI составляет 20 минут в неделю в начальных школах и 40 минут в неделю в средних школах.
• Российский стартап Parla привлек €2 млн на создание приложение для изучения английского языка, в основе которого лежит программа, адаптирующаяся под ученика и обучающаяся вместе с ним. AI Parla на этапе регистрации анализирует соцсети ученика и на основе его интересов составляет индивидуальный план обучения. Виртуальному учителю-боту не чужды эмоции: за пропуски занятий Parla ругает, за успехи — хвалит.
• Платформа Smart Sparrow занимается созданием адаптивного образовательного контента, который дает возможность учителям создавать занятия совместно с учащимися. Smart Sparrow дает интерактивную обратную связь, проводит анализ степени усвоения материала, а так же сам автоматически выставляет оценки.
• Канадский стартап Moozoom предлагает школьникам платформу с многочисленными интерактивными видео по социально-эмоциональному обучению (SEL). Продукт позволяет учителям изменять и настраивать свои учебные программы (SEL), а ученикам — стать более вовлеченными, менее изолированными и улучшить свое психическое здоровье.
• Кенийская компания Kukua занимается разработкой мультфильмов и приложения, обучающего детей 4–8 лет STEAM-навыкам. В игровом формате школьники изучают программирование, математику и науки.
• Сервис для школьников и преподавателей ClassDojo разрабатывает онлайн платформу с игровыми мотивационными механиками. ClassDojo планирует создать виртуальный мир а-ля Roblox, где дети смогут учиться и проводить свободное время. На данный момент 95% американских школ используют ClassDojo, а сам сервис насчитывает более 51 миллиона пользователей.
• Сиднейский EdTech-стартап Canopy Study привлек $1.1 млн на развитие платформы для обучения на основе искусственного интеллекта. Платформа призвана персонализировать учебные материалы для учеников и сократить объем работы для учителей. Используя алгоритмы AI Canopy Study преобразовывает данные о курсовых работах и учебных программах в учебные материалы: тесты, викторины. За считанные минуты AI создает тестовые вопросы, проверочные задания и учебные карточки из массивов текста, тем самым экономя преподавателям ценное время, которое они могут посвятить самим ученикам.

Американская онлайн платформа с цифровым расписанием и материалами (свыше 70 тысяч учебных материалов по школьной программе) Kiddom использует встроенную аналитику в качестве инструмента общения ученика и преподавателя, а так же интеграции с другими платформами. Более 70% школ США используют Kiddom.

Несмотря на весомый список преимуществ, реальная роль автоматизации в образовании и повседневной жизни учеников оставляет желать лучшего. Окруженные гаджетами, дети в основном используют их для общения и развлечений.

И пусть старая система образования изжила себя, она по-прежнему упорно сопротивляется преобразованиям. В большинстве школ подход к обучению остается универсальным — все тот же старый класс, в котором один учитель обучает группу из примерно 30 учеников.

Чтобы автоматизировать обучение, школам необходимо найти способы преодоления, в частности, таких проблем:

1. Недостаток знаний об AI и RPA в сфере образования. Уже одно это может вызвать нежелание использовать AI в учебной программе.
2. Неопределенность в отношении роли учителей. Нужно ли будет переучивать учителей? Если да, то каким образом?
3. Вопросы о ресурсах, необходимых для внедрения AI и RPA. Бывает трудно понять, какой бюджет, оборудование и пропускная способность необходимы, что может привести к срыву проектов.

«Одним из основных препятствий на пути внедрения ИИ в образовательные практики является отсутствие достаточного количества доступных и достоверных данных для обучения моделей. Есть надежда, что внедрение цифровых платформ, стандартов хранения и использования данных на государственном уровне поможет устранить эту проблему.

Полноценное применение технологий ИИ невозможно без компьютеризации всех школ в стране, без обеспечения сбора, хранения и предоставления доступа к данным. Для решения этой проблемы реализуется Федеральный проект «Цифровая образовательная среда», который направлен на создание и внедрение в образовательных организациях цифровой образовательной среды, а также обеспечение реализации цифровой трансформации системы образования. В рамках проекта ведется работа по оснащению организаций современным оборудованием и развитие цифровых сервисов и контента для образовательной деятельности. Создается федеральная информационно-сервисная платформа цифровой образовательной среды.»

Почему автоматизация необходима?

Так или иначе автоматизация в сфере образования неизбежна. И в том, что новые технологии пусть и медленно, но настойчиво пробивают себе дорогу в нашу повседневную жизнь, нет ничего необычного — слишком уж мало аккумулировано знаний и опыта о том, как работает RPA. Тем не менее решение таких важных задач как получение информации путем анализа данных, автоматизация процессов и взаимодействие с учащимися и персоналом помогут RPA и AI наращивать свое присутствие в сфере EdTech, поскольку каждый ученик должен иметь возможность учиться лучше и быстрее.

«Совсем недавно многие технологии требовали особых знаний и навыков от пользователей, теперь же они становятся максимально доступными и простыми в использовании. Школы работают на образовательных платформах, которые учитывают индивидуальные особенности и интересы школьников и выстраивают для них особые образовательные маршруты. Именно такой платформой является iSmart.»