Баранова Е.В.

профессор кафедры цифрового образования,

РГПУ им. А.И. Герцена

г. Санкт-Петербург

Евдокимова М.М.

специалист по учебно-методической работе,

РГПУ им. А.И. Герцена

г. Санкт-Петербург

Модель реализации цифрового образовательного ресурса «Искусственный интеллект и основы разработки диалоговых систем»

Статья посвящена вопросу обучения студентов технологиям диалоговых систем. Рассмотрена разработанная авторами модель цифрового образовательного ресурса, включая содержание обучения, формы и методы контроля, инструменты решения поставленных задач. Программная реализация курса осуществляется с использование платформы Stepik.

Baranova E.V.

Evdokimova M.M.

HSPU

St. Petersburg, Russia

The model of the digital educational resource «Artificial intelligence and the basics of the development of dialog systems»

The article is devoted to the issue of teaching students the technologies of dialog systems. The model of the digital educational resource developed by the authors is considered, including the content of training, forms and methods of control, tools for solving tasks. The software implementation of the course is carried out using the Stepik platform.

На данный момент, для отечественных исследователей в сфере образования всё более популярным становится решение вопроса об организации эффективной коммуникации между учащимися, педагогами и администрацией учебного заведения для совместного решения задач обучения, воспитания и развития учащихся. В условиях стремительного развития инструментов дистанционного и электронного обучения за последние несколько лет в связи с пандемией особенную актуальность приобрело построение коммуникации при помощи использования программ-мессенджеров, приложений для обмена мгновенными сообщениями и медиафайлами. Также, стоит принять во внимание, что все больше регионов нашей страны получают доступ к высокоскоростному Интернету, а возможность приобрести устройство с базовым функционалом, необходимым для осуществления полноценной рабочей или учебной деятельности теперь есть практически у каждого. Таким образом, сложились благоприятные условия для того, чтобы участники образовательного процесса могли беспрепятственно существовать в рамках одной, комфортной для всех системы. С одной стороны, подобная картина как нельзя лучше способствует решению проблемы недостаточной информационной поддержки участников образовательного процесса. Однако, с другой стороны, перегружает количеством одинаковых просьб от учащихся, родителей и сокращает свободное время педагога [4].

С целью помощи в обработке похожих запросов, касающихся, например, расписания занятия, организации внеурочной деятельности или напоминаний об отложенных домашних заданиях, эффективно было бы использовать возможности технологии диалоговых систем, главным образом, чат-ботов. Для получения требуемой информации пользователю достаточно задать в чате соответствующий вопрос, на который бот мгновенно ответит в текстовом или даже медиаформате, что значительно сокращает время взаимодействия. Ответ можно сохранить в памяти устройства, а значит потребность в бумаге и ручке для записи информации отпадает, что также делает образовательное взаимодействие более удобным. К тому же, общение с чат-ботом можно вести как дома в свободное время, так и в библиотеке, готовясь к занятиям, так и по дороге домой в автобусе, что делает обучение непрерывным и повсеместным, отвечая концепции «Lifelong learning». К тому же, многие популярные мессенджеры и социальные сети, такие как, например, Telegram и ВКонтакте поддерживают внедрение чат-ботов в свою структуру и даже имеют инструменты выбора настроек под нужды разных групп пользователей в зависимости от предполагаемой тематики создаваемого чат-бота [3] [8].

Кроме того, чат-бот может быть использован и на сайте образовательной организации. Чаще всего, вопросы, которые пользователи задают на подобных сайтах, касаются справочной информации. Значительно сэкономить время на поиски нужного раздела, особенно, если структура сайта достаточно разветвленная, поможет виртуальный ассистент, встроенный в структуру сайта. При возникновении индивидуального запроса, ответ на который не может быть получен исходя из продвижения по логической цепи взаимодействия с чат-ботом, виртуальный ассистент может перенаправить пользователя на конкретного специалиста, отвечающего за данное направление деятельности, а после получения ответа выдать его в чате [5] [8] (Рисунок 1).

Помимо всего прочего, в отдельную категорию можно выделить чат-ботов тьюторов, персональных помощников, способных сопровождать учащегося на протяжении всего пути освоения им учебной дисциплины или подготовки к сдаче экзамена. С всё большим распространением и развитием технологий искусственного интеллекта появляется возможность переложить на чат-боты часть функций учителя, например, рассылку учебных материалов, составление персонализированных подборок домашних заданий, проведение тестирований, анализ образовательных достижений и прочее [3].

evdokimova-1

Рисунок 1 — Схема взаимодействия пользователя с чат-ботом

 

Говоря о создании чат-бота для сферы образования, логично предположить, что сам педагог может быть разработчиком, обладая достаточными компетенциями в сфере программирования и искусственного интеллекта. Соответственно, появляется необходимость в обучении технологии создания и внедрения диалоговых систем при подготовке квалифицированных педагогических кадров для школ, средне специальных и высших учебных заведений, как в одном из средств развития цифровых компетенций будущих педагогов в условиях быстрой трансформации образовательной среды и смещения сферы педагогического взаимодействия в мессенджеры. В статье Барановой Е.В. и Симоновой И.В. в качестве одной из целей обучения педагогов в области информационных технологий выделяется: «развитие алгоритмических компетенций, т. е. готовности к разработке алгоритмов и программ, их использованию в профессиональной деятельности при обучении информатике, разработке электронных образовательных ресурсов (ЭОР), самообразованию в области информатики». Кроме того, в статье Барановой Е.В. и Симоновой И.В. авторов делается вывод о том, что: «развитие алгоритмической компетенции осуществляется в дисциплинах, посвященных изучению современных парадигм программирования», что является ключевым моментом при освоении обучающимися дисциплины, связанной с разработкой и внедрением набирающих популярность диалоговых систем [1] [2].

Разрабатываемый авторами цифровой образовательный ресурс предназначен для студентов 3 и 4 курсов бакалавриата, направления 44.03.01 «Педагогическое образование», профиля «Информатика и информационные технологии в образовании» для сопровождения обучения по дисциплине «Искусственный интеллект и основы разработки диалоговых систем», направленной на практическое освоение навыков программирования на языке Python и теоретических знаний предметной области искусственного интеллекта на примере технологии диалоговых систем в рамках модуля «Технологии информационных систем» . В качестве инструмента для реализации цифрового образовательного ресурса (далее – ЦОР) была выбрана российская образовательная платформа и конструктор открытых онлайн-курсов - Stepik.

Подготовленный ресурс предназначен для:

– сопровождения проведения лекционных и практических занятий, реализации форм контроля;

– развития готовности и способности студентов к самостоятельной деятельности на основе включенных в ресурс лекций, дополнительных и справочных материалов;

– реализации различных форм взаимодействия между субъектами образовательного процесса, в том числе с использованием компьютерно-опосредованной коммуникации с применением чат-бота курса.

В качестве основной модели для разработки цифрового образовательного ресурса, была взята концепция реализации управленческого потенциала среды, подробно описанная в статье Носковой Т.Н. и Куликовой С.С. «Цифровая образовательная среда: аспект управления» и в монографии Носковой Т.Н. «Дидактика цифровой среды» [6] [7].

Было решено разделить проектируемые материалы по способу выполняемых задач на компонент для организации процесса обучения, компонент для организации контроля и диагностики результатов учебной деятельности, компонент для получения обратной связи, оценки и самооценки деятельности, компонент для мотивации и стимулирования деятельности. В каждом из представленных компонентов были выделены по три обязательных элемента, отражающих различные аспекты разрабатываемых материалов, как с точки зрения организации коммуникации и управления, так и с точки зрения информационного наполнения ЦОР (Рисунок 2, 3, 4, 5).

Компонент для организации процесса обучения состоит из информационных элементов следующего содержания:

– рабочая программа обучения по дисциплине, отражающая оптимальные и эффективные для определенного возраста содержание, формы, методы и приемы организации образовательного процесса с целью получения результата, соответствующего требованиям ФГОС высшего образования;

– лекционный материал, необходимый для освоения теоретических знаний в изучаемой предметной области;

– практические задания, лабораторные работы, задания для самостоятельной работы и индивидуальные проекты, закрепляющие теоретический материал и направленные на формирование практических умений и навыков в сфере программирования и искусственного интеллекта;

– вспомогательные инструкции, методические рекомендации, видеоролики и система напоминаний, обеспечивающие всестороннюю поддержку обучающегося по ходу освоения тем курса.

Кроме того, предполагается реализация коммуникативного элемента, состоящего из чат-бота курса, способного на диалог, как в личных сообщениях, так и в групповом чате для студентов, проходящих обучение по дисциплине, с целью их поддержки и своевременного реагирования на вопросы организационного характера и вопросы по изучаемой дисциплине. Управленческий элемент в данном случае представлен только вынесенными отдельно из рабочей программы дисциплины сроками обучения (Рисунок 2).


evdokimova-2

Рисунок 2 — Модель разрабатываемого компонента для организации процесса обучения

 

Компонент для организации контроля и диагностики результатов учебной деятельности состоит из информационных элементов в виде автоматических тестов на платформе Stepik, устных опросов по изученному материалу и инструментов сбора статистики и анализа цифрового следа обучающихся. Коммуникативный элемент также состоит из чат-бота, однако на этот раз он служит помощью для преподавателя в отправке тематических заданий обучающимся для постоянного контроля уровня сформированности их знаний, умений и навыков. Управленческие элементы представлены входной и выходной анкетами, служащими основой для проведения констатирующего и контрольного экспериментов, и критериями оценивания заданий, также вынесенными отдельно из рабочей программы дисциплины, с целью обеспечения четкого понимания учебных целей, ожиданий и, как следствие, способов улучшения собственной работы (Рисунок 3).

evdokimova-3

Рисунок 3 — Модель разрабатываемого компонента для организации контроля и диагностики результатов учебной деятельности

 

Компонент для получения обратной связи, оценки и самооценки деятельности представлен информационными элементами, в качестве которых рефлексивные задания, опрос о качестве материалов курса, встроенный в выходную анкету, и цифровое портфолио обучающихся, совместно с комментариями преподавателя к каждой работе. Коммуникативный элемент также направлен на сбор обратной связи, только посредствам чата, а вот управленческий – отражает скорее мнение и оценку педагога относительно каждого студента, вместе с построением графика, отражающего рейтинг группы (Рисунок 4).

evdokimova-4

Рисунок 4 — Модель разрабатываемого компонента для получения обратной связи, оценки и самооценки деятельности

 

Компонент для мотивации и стимулирования деятельности включает в себя информационные элементы, такие как установочный видеоролик в начале изучения дисциплины и образовательной рекламы различных мероприятий в сфере искусственного интеллекта, в том числе форумов, хакатонов и олимпиад. Коммуникативный элемент выражен в мотивационных сообщениях от чат-бота, поддерживающих позитивный настрой на изучения материала, а управленческие элементы создают некий стимул для работы над собой на фоне разной успеваемости и места в группе, исходя из информации в журнале и рейтинга группы.

evdokimova-5

Рисунок 5 — Модель разрабатываемого компонента для мотивации и стимулирования деятельности

 

Апробация отдельных компонентов приведённой выше модели реализуется на данный момент с помощью проведения тематических профессиональных проб и вебинаров для учащихся выпускных классов школы и студентов колледжей. Также планируется внедрение модели в учебную деятельность студентов 4 курса бакалавриата, направления 44.03.01 «Педагогическое образование», профиля «Информатика и информационные технологии в образовании» в следующем учебном году.

 

Литература:

1. Баранова Е. В. Компоненты цифровой компетентности учителя информатики: алгоритмизация и программирование / Е. В. Баранова, И. В. Симонова // Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве: сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 09-25 марта 2020 года / Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, институт информационных технологий и технологического образования. – Санкт-Петербург, 2020. – С. 213-221.

2. Баранова Е. В. Система учебных задач для формирования алгоритмической компетенции при подготовке учителей информатики / Е. В. Баранова, И. В. Симонова // Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве: сборник научных статей по материалам международной ежегодной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 7-16 марта 2021 года / Центр научно-производственных технологий "Астерион". – Санкт-Петербург, 2021. – С. 190-195.

3. Волков С. В. Использование чат-ботов в современном образовании / С. В. Волков, А. С. Волков // Большие данные в образовании: сборник статей по итогам международной конференции, Москва, 29-31 августа 2019 года / Общество с ограниченной ответственностью "Издательство "Экон-Информ". – Москва, 2020. – С. 22-27.

4. Исследование GfK: Проникновение Интернета в России [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.gfk.com/ru/press/issledovanie-gfk-proniknovenie-interneta-v-rossii-1 (дата обращения: 30.01.2023).

5. Кучербаев П. Человеко-машинные чат-боты / Кучербаев П., Боззон А., Хубен Г-Ж. // Открытые системы. СУБД: [электронная версия]. – 2019. – №1. – URL: https://www.osp.ru/os/2019/01/13054758 (дата обращения:30.01.2023). – Режим доступа: открытый доступ.

6. Носкова, Т. Н. Цифровая образовательная среда: аспект управления / Т. Н. Носкова, С. С. Куликова // Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве : сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 09–25 марта 2020 года. – Санкт-Петербург: Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена, 2020. – С. 160-167.

7.  Носкова Т. Н. Дидактика цифровой среды: монография / Т. Н. Носкова. – СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена , 2020. - 384.

8. James K. Level-setting and recognition of learning outcomes / James K., Borhene C. – Paris: UNESCO, 2015. – 204 p.

комментарии: