Рекомендуемая книга | Искусственный интеллект и развитие образования будущего

Историческая рекомендация, впервые опубликованная 18 сентября 2023 года. Сохранены исследовательские взгляды и контекст того времени.

Содержание статьи

Предпосылки и исследовательский контекст

Искусственный интеллект — стратегическая технология и важная движущая сила нового этапа научно-технической революции и промышленных преобразований, глубоко влияющая на общество. Образование является одной из важнейших сфер его применения, однако интеллектуальные технологии ставят перед ним и новые задачи. В мировом образовательном сообществе сложилось общее понимание необходимости использовать ИИ для преобразования образования, повышения качества и равенства возможностей, сочетания массового обучения с индивидуальным развитием и подготовки инновационно мыслящих людей к будущему интеллектуальному обществу.

Правительство Китая придаёт большое значение преобразующему влиянию информационных технологий на образование. В последние годы принят ряд программных документов, стимулирующих образовательные изменения с помощью интеллектуальных технологий. В докладе XX съезду Коммунистической партии Китая поставлена задача ускорить укрепление страны в области образования, науки и технологий и кадрового потенциала. Комплексное планирование этих направлений представляет собой важное стратегическое решение Центрального комитета в условиях всестороннего строительства современного социалистического государства.

Интеллектуальные технологии могут обеспечивать подходящую поддержку обучения, повышать обоснованность и точность оценивания, содействовать профессиональному развитию и изменению роли педагогов, создавать новое поколение учебных сред и совершенствовать управление образованием и научную обоснованность решений. Как заслуживающий доверия ИИ способен поддерживать и направлять образовательные преобразования, создание интеллектуальной среды, новых моделей преподавания и современных образовательных систем — важный вопрос для дальнейших исследований. ИИ развивается быстро, а приложения больших моделей, представленные ChatGPT, всё активнее проникают в образование. Исследователи Китая и других стран всё шире и глубже обсуждают роль и возможности ИИ в образовании будущего.

Книга «Искусственный интеллект и развитие образования будущего» (китайское название: 人工智能与未来教育发展; Хуан Жунхуай и соавторы, Пекин: Science Press, август 2023 года) — один из основных результатов ключевого образовательного проекта Национального фонда общественных наук 2019 года «Исследование искусственного интеллекта и развития образования будущего». Под руководством профессора Пекинского педагогического университета Хуан Жунхуая работали коллективы этого университета, Центрально-Китайского педагогического университета, Юго-Западного университета, Чжэцзянского педагогического университета, Пекинского университета спорта и других вузов и исследовательских организаций.

Схема и текстовое описание

Развернуть полное текстовое описание схемы

Левая панель посвящена заслуживающему доверия ИИ в образовании. Три центральные панели показывают развитие учащихся, педагогов и учебных сред. Правая панель описывает образование интеллектуальной эпохи. Стрелки связывают эти области слева направо. Текст панелей приведён ниже:

Заслуживающий доверия ИИ в образовании

• Применение ИИ в образовании
• Проблемы образовательного применения ИИ
• Принципы и структуры управления образовательным ИИ
• Будущие тенденции образовательных приложений ИИ

ИИ и развитие учащихся

• Развитие основных компетенций
• Поддержка развития с помощью ИИ
• Персонализированное обучение для развития учащихся
• Оценка развития на основе ИИ

ИИ и развитие педагогов

• Совместная работа ИИ и педагогов
• Изменение роли педагогов при использовании ИИ
• Компетенции педагогов в эпоху ИИ
• Сотрудничество человека и машины для профессионального обучения педагогов

ИИ и учебная среда

• Требования интеллектуальной эпохи к учебной среде
• Содержание, элементы и свойства интеллектуальной учебной среды
• Типы и структуры интеллектуальных учебных сред
• Вычислительные механизмы интеллектуальных учебных сред

Образование интеллектуальной эпохи

• Историческое развитие элементов образовательной системы
• Образовательные системы интеллектуальной эпохи
• Особенности образования интеллектуальной эпохи
• Представления о знании
• Представления об учении
• Представления об учебной программе
• Представления о преподавании

Схема из рекомендации кафедры за 2023 год. Сохранено исходное изображение; текстовое описание следует его содержанию.

Десять основных положений

Отталкиваясь от важнейших практических потребностей реформирования и развития образования Китая, книга рассматривает средне- и долгосрочные тенденции ИИ и ключевые вопросы будущего образования в исторической и глобальной перспективе. В центре внимания — потребности в кадрах, развитие учащихся и педагогов и учебная среда. Анализируются связь ИИ с образованием будущего, механизмы преобразований, потенциальные риски и управление ими. Основные положения можно объединить в десять пунктов.

1. ИИ в образовании будет переходить от внимания к отдельным технологическим применениям к развитию систем сотрудничества человека и ИИ, с тенденцией от слабого к сильному искусственному интеллекту.

Новое поколение науки и технологий, представленное ИИ, меняет труд, повседневную жизнь, обучение и среду существования, вызывая глубокие общественные изменения и быстрый переход к интеллектуализации. При вступлении в интеллектуальную эпоху возникают запросы, обусловленные неопределённостью, сложностью и интеллектуальностью, в том числе в социальной справедливости, экономическом развитии, устойчивом использовании ресурсов и изменении климата. Тенденции отдельных направлений образовательного ИИ показывают смещение акцента с технологий как таковых на системы взаимодействия человека и машины. В долгосрочном развитии ожидается переход от слабого ИИ к сильному.

2. Изменятся представления об образовании: совместное создание и использование знаний, обучение через интеллектуально связанное конструирование, целостные открытые учебные программы и преподавание в сотрудничестве человека и ИИ.

• Во-первых, знания будут совместно создаваться и использоваться. В интеллектуальную эпоху это порождаемое построение информации и смыслов, приобретаемых людьми и ИИ во взаимодействии с другими учащимися, агентами и средой в определённых социокультурных условиях. Так проявляется совместное творчество. Сети и взаимодействие позволяют людям и машинам организовывать сложную совместную деятельность, производить знания и использовать их для решений и устранения проблем — так проявляется совместное использование знаний.
• Во-вторых, обучение будет основываться на интеллектуально связанном конструировании. В социальной среде, формируемой интернетом, интернетом вещей и сетями интеллектуальных систем, учащиеся взаимодействуют со сверстниками, педагогами, другими людьми и связанными агентами. Участие в совместном построении позволяет осваивать знания, умения и установки. Фрагментарность, повсеместность и динамичность знаний меняют прежние формы обучения; обучение будущего станет осмысленным, активным и глубоким.
• В-третьих, учебные программы будут целостными и открытыми. Они приобретут сетевую структуру, а интегрированные курсы будут строиться вокруг крупных понятий дисциплин. Более комплексная, взаимосвязанная и согласованная система обеспечит перенос знаний и глубокое понимание через временные, пространственные, культурные и контекстные границы.
• В-четвёртых, преподавание будет опираться на сотрудничество человека и машины. Его структура включит интеллектуальные машины, педагогов, содержание, учащихся и средства коммуникации. Технологии поддержат совместное обучение людей друг с другом и с машинами, расширят возможности педагогов и позволят учащимся превосходить их в отдельных областях. Возникнет подлинное взаимное обучение и новые роли педагога — фасилитатора, организатора и проводника обучения.

3. Помимо основных жизненных и трудовых навыков, людям потребуются цифровая грамотность, способность к глубокому обучению, исследованию и творчеству, сотрудничеству с людьми и интеллектуальными машинами и активному участию в общественных процессах, а также гибкость и адаптивность перед неизвестным и меняющимся будущим.

Будущая жизнь и работа требуют цифровой грамотности и технологических умений, понимания и использования больших объёмов знаний и информации, глубокого, активного и непрерывного обучения и эффективного самоуправления. Нужны и высшие когнитивные способности: вычислительное мышление, рефлексивное и критическое рассуждение, исследование, создание смыслов и решение сложных задач, позволяющие гибко приспосабливаться к изменениям. Социальная и гражданская грамотность обеспечивает активное, динамичное и конструктивное участие в развитии, устойчивый образ жизни и труда, уважение к другим и защиту гражданских прав. Широкое общение и сотрудничество людей между собой и с машинами должны выражать гуманистические ценности и человечность.

4. Педагоги должны постепенно осваивать совместное преподавание с ИИ. Им необходимы предметные знания и отслеживание развития дисциплины; педагогические знания и поддержка обучения в разных условиях; технологические знания и инновационное применение; установка на рост и профессиональное развитие; готовность к сотрудничеству и адаптации к учебным ситуациям.

Педагоги и ИИ будут сотрудничать в преподавании, учении, управлении, оценивании и тестировании. Новые человеческие роли сосредоточатся на содействии обучению, объединении ресурсов, использовании ИИ, персонализации и эмоциональном общении, при сохранении роли жизненного наставника учащихся. Для этого требуются предметная подготовка и отслеживание научных достижений, педагогические знания и поддержка в разных средах, технологическая компетентность и инновации, профессиональный рост, сотрудничество и адаптация к контексту.

5. На основе интеллектуальной инфраструктуры новое поколение учебных сред станет динамичными, открытыми и интеллектуально связанными экосистемами, объединяющими физическое и виртуальное пространство. Совместимые компоненты смогут воспринимать, распознавать, вычислять, анализировать и оценивать учебные ситуации, процессы и характеристики учащихся, предлагая персональные ресурсы, услуги и инструменты.

Интеллектуальные учебные среды воспринимают, распознают, вычисляют, анализируют и оценивают ситуации и процессы обучения и особенности учащихся. Они предоставляют персональные ресурсы, педагогические услуги и удобные интерактивные инструменты, поддерживая вовлечённое, комфортное и эффективное обучение, динамическую самооптимизацию и развитие. Среда включает ресурсы, интеллектуальных агентов, инструменты, сообщества учащихся и педагогов и способы учения и преподавания. Она обеспечивает взаимодействие людей между собой и с машинами; её важные свойства — повсеместная доступность и универсальный дизайн.

6. ИИ способствует развитию учащихся, расширяя виды ресурсов, распределяя их по потребностям, обеспечивая персональные рекомендации и поддержку, обогащая взаимодействие и удовлетворяя разнообразные запросы.

• Образовательные приложения ИИ разнообразят ресурсы: мультимедийные учебные материалы в интернете, робототехнические ресурсы и материалы виртуальной реальности.
• Моделирование учащихся, педагогов и других пользователей, фиксация их текущего состояния и сбор данных позволяют выявлять потребности. Анализ и интеллектуальные рекомендации помогают распределять ресурсы и услуги по индивидуальному запросу.
• Интернет и ИИ расширяют глубину и охват персонализированного образования. Рекомендательные системы с профилями пользователей предоставляют индивидуальные учебные ресурсы и точно настроенные услуги.
• ИИ обогащает способы работы с ресурсами, делает обучение интереснее через интерактивное чтение и виртуальный опыт и удовлетворяет разнообразные потребности развития.
• ИИ уже широко применяется для развития знаний, умений и установок учащихся в программировании, биологии, физике, языках, математике и других дисциплинах.
• Анализ больших данных своевременно выявляет групповые модели обучения и стимулирует социальное участие и взаимодействие с помощью подсказок, вопросов, рекомендаций партнёров и стратегий общения.
• ИИ обеспечивает быстрое и точное оценивание и обратную связь, позволяя давать немедленную оценку и повышать точность и эффективность преподавания.

7. Подход, ориентированный на доказательства, создаёт ситуации, вызывающие поведение, извлекает свидетельства компетенций и позволяет судить об учебных достижениях, формируя модель их оценивания на основе больших данных.

1. Сначала разрабатываются стандарты оценки компетенций, собираются и сохраняются процессные данные и создаётся модель заданий. Разные задания должны вызывать поведенческие реакции, соответствующие показателям компетенций.
2. Затем выделяются характерные переменные поведения: распознаются значимые действия учащихся, извлекаются наблюдаемые переменные компетенций и проверяется их валидность.
3. После этого байесовские сети используются для автоматического оценивания. Новые выборочные данные обновляют таблицы условных вероятностей; наибольшее вероятностное значение служит основанием для автоматической оценки каждой записи.
4. Наконец, проверяется практическая эффективность автоматического оценивания. Его научная обоснованность и валидность требуют эмпирического подтверждения.

8. ИИ может связать первоначальную подготовку и дальнейшее развитие педагогов, приблизив обучение будущих учителей к реальным ситуациям и опыту преподавания. Интеллектуальные платформы объединят наблюдение, практику и педагогические сообщества, свяжут индивидуальную подготовку с профессиональным ростом и обеспечат сквозное движение, соединение и обмен данными.

Платформа, объединяющая педагогические вузы, образовательные организации и органы управления, может динамически распознавать учебное состояние будущих учителей и рабочие ситуации действующих педагогов и создавать профили их развития. Данные профессионального роста могут проходить через начальную подготовку и последующую работу и совместно использоваться учреждениями и органами управления. Смешанная реальность и платформы наблюдения и практики, объединяющие онлайн, офлайн, физическую и виртуальную среду, позволят знакомиться с реальными ситуациями и проблемами, испытывать учебные среды будущего и адаптироваться к соответствующему преподаванию. Близкое к практике содержание также может моделировать разных учеников и учебные условия, обеспечивая персонализацию, всестороннее процессное оценивание и управление на основе данных на всех этапах.

9. Необходимо усилить интеллектуальное развёртывание национальных образовательных сетей, создать поддерживающую среду с ИИ и публичные платформы интеллектуального образования и повсеместно связать классы, лаборатории и библиотеки. Проектирование классов должно поддерживать взаимодействие педагогов и учащихся, богатый учебный опыт, гуманистическую заботу и эстетические качества.

• Во-первых, облачные центры данных могут обеспечивать динамическое управление трафиком образовательных сетей, быструю самооптимизацию и общую настройку. Интеллектуальная конфигурация и балансировка нагрузки обеспечивают возможности сети и качество услуг.
• Во-вторых, следует создавать образовательную поддержку с ИИ и публичные платформы интеллектуального образования. Базовые ресурсы — образовательные данные, алгоритмические структуры и вычислительные мощности. Нужно повышать количество, качество и безопасность данных, а также точность, эффективность и безопасность алгоритмов.
• В-третьих, сети интеллектуальных систем могут стать основой связанных классов, лабораторий и библиотек. Всестороннее восприятие и сбор сведений об учащихся, педагогах и среде и анализ разнородных данных поддержат интеллектуальные вычисления в преподавании, учении, практике, управлении, оценивании и тестировании, обеспечивая комплексные, точные и персональные услуги.
• В-четвёртых, объединение онлайн- и офлайн-пространств расширит временные и пространственные границы класса. Оно обеспечит гибкое взаимодействие, динамичный и разнообразный опыт, гуманистическую заботу и эстетические качества для многомерного развития учащихся.

10. Обеспечение общих фундаментальных прав человечества — исходная точка заслуживающего доверия ИИ. Следует укреплять образовательные социальные эксперименты и управление ИИ с точки зрения этики, права, регулирования и устойчивости.

Помимо преимуществ для обучения, ИИ несёт риски неравенства, утечек личной информации и нарушения безопасности данных. Его развитие и управление должны быть ориентированы на развитие человека, поддерживать сообщество единой судьбы человечества и защищать общие фундаментальные права. Необходимы прозрачность, справедливость, непричинение вреда, подотчётность и защита частной жизни. Совершенствовать управление образовательным ИИ предлагается через информационную грамотность учащихся и педагогов, механизмы допуска, регулирование сценариев использования, защиту данных и частной жизни, образовательные социальные эксперименты и разработку и внедрение интеллектуальных систем общественного управления в образовании.

Заключение

Книга объединяет современные исследования ИИ и образования. Она исследует теоретические основания образования интеллектуальной эпохи, проясняет практические пути преобразований и рассматривает основные формы образования будущего. Авторы надеются, что представление ключевых и сложных вопросов интеграции ИИ привлечёт внимание общества и вызовет глубокую дискуссию со специалистами и исследователями. Это поможет решать актуальные задачи китайского образования, готовить инновационно мыслящих людей и содействовать образовательной модернизации.

Источники и библиографические сведения

Авторы: Хуан Жунхуай и соавторы. Издатель: Science Press. Год: 2023. ISBN: 978-7-03-076177-4. В каталоге издателя: 276 страниц. Исходная рекомендация указывает август 2023 года в соответствии с данными CIP; на странице выходных сведений отдельно указано первое издание, июль 2023 года.

Это историческая рекомендация и представление книги на китайском языке; полного текста книги здесь нет. Пять других языковых версий переводят данное представление и не означают существования изданий на этих языках. Положения книги изложены в историческом контексте.

• Science Press: библиография, обложка и выходные сведения
• Институт интеллектуального обучения BNU: осенний бюллетень 2023 года, печатная страница 30
• Статья WeChat из исторической рекомендации, внешний сайт