В современном мире цифровые технологии и искусственный интеллект (далее — ИИ) играют всё большую роль, активно внедряясь во все сферы жизни. Используя анализ больших данных и машинное обучение, они обеспечивают повышение эффективности разнообразных процессов, получение новых информационных продуктов, предоставление персонализированных услуг и рекомендаций в различных областях деятельности человека. В сфере образования ИИ помогает адаптировать учебные программы и методы обучения в соответствии с индивидуальными способностями и потребностями обучающихся [5]. Учитель приобретает возможность автоматизировать процесс решения некоторых задач, связанных с разработкой учебных материалов и образовательной коммуникацией. Обучающиеся также должны быть подготовлены к целенаправленному использованию новых цифровых интеллектуальных инструментов.

Соответственно, освоение новых навыков, связанных с ИИ, в школьном и профессиональном образовании приобретает всё большее значение для подготовки специалистов, готовых решать инновационные задачи в современном цифровом мире. Так, например, в статье «Развитие цифровых навыков у студентов вузов: де-юре vs де-факто» приводятся аргументы в пользу конкурентоспособности на рынке труда выпускников, владеющих современными цифровыми технологиями, общего повышения грамотности населения за счёт развития цифровых навыков в обществе, а также роста роли цифровых технологий для успешной социализации в обществе, где многие аспекты повседневной жизни переносятся в онлайн-пространство [2].

В статье «Цифровые навыки в достижении профессиональной успешности специалистов в области управления» говорится, что владение цифровыми навыками становится необходимым условием для успешной профессиональной деятельности в условиях цифровой трансформации. Авторы подчеркивают значимость развития таких «жестких навыков» (hard skills) как анализ данных (data science), интеграция с партнёрами через открытый программный интерфейс (open API), владение прорывными технологиями, в том числе и технологиями ИИ [1].

Приведённые выше утверждения в полной мере относятся и к освоению технологии диалоговых систем. Согласно определению, данному в статье «Экспертные системы с применением диалогового интерфейса на естественном языке», диалоговые системы — «это автоматизированные человеко-машинные системы, работающие в режиме диалога, при котором они отвечают на каждую команду пользователя и по мере надобности обращаются к нему за информацией» [6]. Существует два вида диалоговых систем:

-  диалоговые системы с заданным сценарием диалога;

-  интеллектуальные диалоговые системы с возможностью самообучения и пополнения базы знаний по тематикам диалогов [7].

Подобные системы позволяют обеспечить получение информации естественным путём через диалоговую коммуникацию, создать условия для персонализированного взаимодействия, достигаемого самообучением системы на основе анализа данных, наладить систему взаимодействия с большим числом пользователей в режиме реального времени 24/7.

Значимостью приобретения навыков, связанных с диалоговыми системами, обусловлено включение с 2022 г. в Национальную технологическую олимпиаду школьников для учащихся 5–7 классов компетенции «Технологии и виртуальные помощники», которая позже, в 2023–2024 гг., получила название «Технологии и искусственный интеллект», что говорит о росте интереса к данной области технологий ИИ [8]. В состав названной компетенции включают понимание принципов работы и устройства диалоговых систем от самых простых чат-ботов с заданными сценариями диалогов до голосовых виртуальных ассистентов с применением генеративного ИИ, а также умение использовать информационные системы подобной архитектуры для решения различных прикладных задач.

Как показывает обзор публикаций на портале научной электронной библиотеки E-library, тематика, связанная с диалоговыми системами и основными её видами (текстовыми чат-ботами и голосовыми виртуальными ассистентами), является актуальным трендом современного образования, которое стремится подготовить обучающихся к существованию в мире информационных технологий и искусственного интеллекта. По запросу «диалоговые системы, чат-боты и виртуальные ассистенты» было найдено 27 516 публикаций за последние 4 года, относящихся к рубрике «Народное образование и педагогика».

Для студентов педагогического направления подготовки особенно важно понимать тренды цифровых технологий, владеть навыками использования в образовательном процессе цифровых инструментов, к которым также относятся образовательные чат-боты, персональные голосовые ассистенты, генеративные модели ИИ, имеющие чат-интерфейсы. Всё перечисленное может позволить сделать обучение более наглядным и интерактивным, способствовать обеспечению персонализации обучения. Владение диалоговыми системами способствует формированию профессиональных навыков, которые позволят будущему учителю создавать инновационные цифровые образовательные ресурсы для планирования и проведения уроков, например собственные мультимедийные материалы на основе ИИ, применять иммерсивные технологии для повышения вовлеченности учащихся в учебный процесс, организовывать и проводить онлайн-мероприятия и консультации для учеников и родителей и пр.

Поэтому включение в учебные программы дисциплин, связанных с технологиями ИИ и содержащих тематику диалоговых систем, является необходимым и важным шагом в подготовке будущих учителей к работе в современных условиях. Это поможет им сформировать мотивацию и готовность использовать передовые технологии для улучшения процесса обучения и подготовки обучающихся к успешной карьере в условиях цифровой трансформации образования.

Разработанный цифровой образовательный ресурс (далее — ЦОР) «Технологии диалоговых систем: из прошлого в будущее» для школьников и студентов педагогических вузов позволяет обучающимся сформировать понимание того, как диалоговые системы могут помочь им в решении различных классов задач и достижении наилучших результатов в учебной и профессиональной деятельности; развить навыки работы с информацией, коммуникативные способности, умение учиться и совершенствовать свои знания самостоятельно.

Содержание ЦОР включает в себя изучение областей применения диалоговых систем, примеры их использования и, что особенно важно, возможность для обучающихся самостоятельно разработать чат-бота в рамках проектной деятельности. На базе ЦОР решаются следующие задачи:

1. Обучение основам разработки диалоговых систем.

2. Обучение технологиям и методам блочно-модульного программирования и/или работе с языком программирования JavaScript.

3. Создание собственных чат-ботов.

4. Тестирование созданных чат-ботов в режиме реального времени.

5. Администрирование и совершенствование системы.

Структура ЦОР «Технологии диалоговых систем: из прошлого в будущее» включает следующие компоненты:

1. Компонент для организации процесса обучения: теоретический материал, практические задания, лабораторные работы, задания для самостоятельной работы и индивидуальные проекты; вспомогательные инструкции, методические рекомендации, видеоролики для всесторонней поддержки самостоятельной работы обучающихся.

2. Компонент для организации контроля и диагностики учебной деятельности, включающий элементы для оценки успеваемости обучающихся.

3. Компонент для получения обратной связи, оценки и самооценки деятельности:

4. Компонент для мотивации и стимулирования деятельности обучающегося, например, чат внеурочного курса, где публикуются актуальные соревнования и конкурсы проектных работ, связанные с созданием виртуальных ассистентов.

Представленные компоненты обеспечивают целостную организацию образовательного процесса, поддерживая студентов на всех этапах обучения и обеспечивая эффективное взаимодействие [9].

Содержание ресурса обеспечивает создание небольшого проекта чат-бота на основе технологии блочно-модульного программирования. Поиск новых идей в оформлении интерфейсов и изучение функционала сервиса «Aimylogic», применяемого на занятиях для создания рабочего прототипа чат-бота, способствует развитию исследовательских навыков и самостоятельности в принятии решений. Обучающийся может выбирать между созданием чат-бота с помощью редактора навыков или с помощью конструктора, что дифференцирует потенциальных разработчиков по уровню владения технологиями и применения алгоритмических навыков. Также может быть использован гибридный формат разработки с встраиванием генеративной модели GPT 3.5, способной в нужный момент подключаться к диалогу с пользователем и отвечать на вопросы, поддерживая тему, заданную разработчиком.

Ведущая роль проектной деятельности при формировании компетенций обучающихся в области диалоговых систем выбрана неслучайно. Проектная деятельность является одним из наиболее эффективных методов обучения, поскольку она позволяет применять полученные знания на практике и развивать свои навыки решения проблем и работы в сложных ситуациях неопределённости. Проектная работа в ГБОУ № 509 Красносельского района Санкт-Петербурга реализуется в рамках внеурочной деятельности по программе «Школа — территория успеха: #ПРОекториУМ», на базе которой выстроен проект «Digital Creators: мастерство создания чат-ботов и виртуальных ассистентов» для учащихся 7–8 классов. В рамках занятий общим объёмом 17 часов аудиторной работы ученики выполняют индивидуальные или групповые проекты, где есть возможность реализации задумки, имеющей личный интерес для учащихся или профессиональный интерес для администрации школы, также предлагающей технические задания и кейсы для подготовки проектов.

Одними из наиболее удачных реализованных на данный момент проектов учащихся ГБОУ № 509 являются проекты «Расписание для 7 классов» и «Чат-боты от А до Я» [3], [4].

Более сложные проекты, связанные с разработкой чат-ботов, реализуются на базе Центра цифрового образования школы «ИнфинITи». В рамках образовательной программы дополнительного образования объёмом 72 часа ведётся подготовка проектов чат-ботов и виртуальных голосовых ассистентов с подключением баз данных и генеративных моделей нейронных сетей, что обеспечивает предпрофильную подготовку и профориентацию учащихся. Результаты проектной деятельности учащиеся представляют на конференциях и предметных конкурсах.

Цифровой образовательный ресурс «Технологии диалоговых систем: из прошлого в будущее», проходящий апробацию при реализации названных выше программ, построен по принципу микросреды проектной деятельности, т. е. обеспечивает все необходимые информационные, коммуникационные и организационные условия, чтобы обучающиеся смогли получить опыт самостоятельной разработки, внедрения, тестирования и администрирования чат-ботов различного назначения. Ресурс ориентирован не только на приобретение новых знаний и умений, но и на поддержку творческой самореализации обучающихся, развитие навыков продуктивной работы в команде.

Результативность внедрения ресурса в учебный процесс оценивается по следующим критериям, проявляющимся в процессе и по итогам реализации учебных проектов:

1.       Понимание принципов работы ИИ и машинного обучения, лежащих в основе работы диалоговых систем.

2.       Понимание возможностей и ограничений виртуальных помощников.

3.       Умение эффективно использовать виртуальных помощников для выполнения различных задач.

4.       Способность интегрировать виртуальных помощников с другими технологиями и системами.

5.       Умение создавать и настраивать собственных виртуальных помощников.

При разработке системы оценивания названные критерии соединены с общими критериями результативности проектной деятельности.

Оценивание индивидуальных и групповых проектов учащихся, сделанных ими в I полугодии 2023/2024 года в рамках внеурочной деятельности, производилось по сводной шкале от 1 до 3. На Рис. 1 представлены результаты оценивания.