Мировые системы образования, и, в частности, российская, стремительно развиваются, в школах внедряется цифровая образовательная среда, включающая широкополосный интернет, современное оборудование, а также широкий набор сервисов для интерактивного обучения. Однако концепции применения искусственного интеллекта в образовании (Artificial Intelligence in Education, AIED) вовсе не об этом.

Главная идея — ИИ должен стать помощником педагога-человека, освободить его от рутины, дать пространство для творчества и общения с учениками. Тем не менее технологии ИИ все равно радикально перекроят систему образования, и это пойдет на пользу малоимущим семьям, детям, которым требуется особый подход и дискриминируемым группам, например девочкам в математике и компьютерных науках. Обо всем этом третья статья Naked Science в цикле об искусственном интеллекте.

В апреле 1985 года в знаменитом компьютерном журнале Byte вышла статья двух профессоров Университета Карнеги—Меллона — психологов и специалистов по компьютерным наукам. Называлась она «Учитель Лиспа».

Во введении авторы сформулировали ключевой тезис, определивший развитие технологий в образовании на 40 лет вперед: «Наблюдая за тем, как студенты приобретают навыки [программирования], мы пришли к выводу, что индивидуальное обучение гораздо более эффективно, нежели обычные групповые занятия в университетской аудитории. При аудиторном обучении студенты прослушивают лекции, занимаются по учебникам и в одиночку трудятся над домашними заданиями. При индивидуальном обучении к студенту прикрепляется опытный преподаватель, под руководством которого учащийся работает с учебником и решает задачи. При изучении [языка программирования] Лисп сравнительный анализ показал, что студенты, занимающиеся с педагогами, за 11 учебных часов усваивают такой же объем материала, на который при аудиторных занятиях требуется 43 учебных часа. И в том, и в другом случае время уходило в основном не на изучение учебных пособий, а на непосредственные попытки написания программ на Лиспе».

Но где же набрать столько профессиональных тьюторов и откуда брать деньги на их почасовую оплату? Задача, казалось бы, нерешаемая. Однако выход был найден — ученые создали один из первых интерактивных компьютерных тренажеров, совмещенных с экспертной системой по языку Лисп — собственно «Учителя Лиспа», написанного, по иронии, на его диалекте Franz LISP (одного из трех общепризнанных в то время языков для создания систем искусственного интеллекта наряду с PROLOG и РЕФАЛ).

Иными словами, в те годы ученые сформулировали ключевое противоречие между системой массового стандартного образования и адаптивного, персонализированного под каждого ученика. Первая охватывает многих учащихся, но оказывается неэффективной, а вторая высокоэффективна, но требует на порядки больше ресурсов в виде высококлассных педагогических кадров. Тут же было предложено и решение проблемы нехватки педагогов для реализации последнего подхода — их замены на отдельных классах учебных задач «кремниевыми учителями», или компьютерными программами-ассистентами и диалоговыми системами с элементами искусственного интеллекта.

Человеческое, слишком человеческое

Основой гуманистической педагогики всегда был постулат, что учитель — в большей степени личный пример, ролевая модель и лидер для учеников, нежели ретранслятор знаний. Он должен пробуждать их мышление, разжигать любопытство и поощрять поиск. Задача педагога — делать занятия интересными, работать с артистизмом, по сути давая не урок, а перформанс. Его первоочередная цель — сформировать характер, ценности, научить мягким навыкам (soft skills) и метакогнитивным компетенциям (простыми словами — умению учиться).

Обычно блестящих преподавателей, которых любят и ценят студенты, можно пересчитать по пальцам, и на всех их не хватает / ©Pixabay

У многих ли из нас был подобный опыт в школе и университете? Обычно таких учителей можно пересчитать по пальцам, и на всех их не хватает. Однако искусственный интеллект может оказать им большую помощь: подменяя в ряде рутинных задач человека, он высвобождает его время и силы на то, что может дать только живой учитель. Будущее образования (впрочем, как и медицины, искусства, производства и так далее) — в кентавр-системах, где педагог работает «рука об руку» сразу с несколькими технологиями искусственного интеллекта, а время учеников в равной степени поделено между работой с учителем и компьютером.

Так, например, ученые из НИУ ВШЭ, участвующие в проекте «Искусственный интеллект в образовании», выделяют три самых перспективных направления в использовании технологий ИИ в средней и высшей школе:

• персонализированное адаптивное обучение как элемент современной цифровой образовательной инфраструктуры;
• сбор и обработка данных оценивания учеников в образовании, а также автоматическое оценивание и конструирование тестовых заданий;
• педагогический дизайн образовательных продуктов.

Кроме того, к ним можно добавить еще предиктивную аналитику успеваемости студентов и психодиагностику по их «цифровому следу», либо автоматизированную обработку традиционных методов педагогической и психологической психометрии — стандартных тестов достижений, анкетирования и личностных опросников.

Схожие направления выделяют и иностранные ученые. Ниже мы расскажем о каждом из них, и о том, какие ключевые проблемы в образовании помогает решить ИИ педагогам, школьной и вузовской администрации.