Как вузы Урала включают искусственный интеллект в процесс обучения

Конечно, о повальном внедрении искусственного интеллекта (ИИ) в образовательный процесс говорить еще рано. Однако планы у вузов масштабные: выстраивать с помощью цифровых технологий индивидуальные траектории студентов, поручить нейросетям разработку заданий, а профнавыки оценивать на VR-тренажерах.

Задачка от чат-бота

Как известно, популярный сегодня чат-бот с искусственным интеллектом от американской компании - не более чем обученная языковая модель. Славу в России он приобрел, когда частично написал за студента дипломную работу и никто не заметил подвоха. Многие эксперты из-за этого не на шутку испугались и даже призывали запретить применение ChatGPT, так как его невозможно контролировать. Но аналогов нейросети, в том числе отечественных разработок, становится только больше.

- Хорошо бы, чтобы у студентов было понимание: если пояснительную записку к диплому написала нейросеть и ты принес чужую работу, то фактически заменил технологией себя как будущего специалиста. Свои нейронные связи тоже нужно развивать, - считает директор Института радиоэлектроники и информационных технологий УрФУ Илья Обабков. - Другое дело, когда такие боты служат помощниками. К примеру, разрешить использовать ИИ для повышения производительности труда студентов с одновременным ростом количества выполняемых ими заданий и их сложностью.

В итоге ребята научатся управлять теми инструментами, которые впоследствии будут заменять человека в некоторых видах работ, и таким образом адаптируются к технологически новому миру. По словам Обабкова, функцию постановки задачи все еще выполняет человек, нейросеть же генерирует идеи, дает ответы, причем не всегда верные, которые пока необходимо дорабатывать. Благодаря этому у студентов формируется понимание возможностей и ограниченности современных технологий.

- В образовательном процессе мы пока широко не используем искусственный интеллект, максимум - чат-ботов для ответов на вопросы слушателей, - рассказывает замдиректора по развитию Института математики и компьютерных наук ТюмГУ Артем Шевляков. - Считаю, обучение должно вестись при помощи ИИ, то есть нужно ставить перед студентом такие проблемы, чтобы он сам занялся концептуальным решением, а ИИ - рутиной. Если же учащиеся генерируют с помощью нейросети дипломы, значит, дело в тематике выпускных работ и их формат нужно менять.

“Обученная на большем объеме данных математическая модель сможет стать навигатором для студентов в выборе факультативов и дисциплин

По мнению Шевлякова, запрещать чем-либо пользоваться глупо. Он видит угрозу скорее в том, что освоение ChatGPT преподавателями и учеными приведет к валу ненужных учебных пособий и статей, сгенерированных ИИ, если не изменятся критерии оценки их качества. При этом чат-бот явно будет полезен в рутинной работе, например при заполнении документов,уверен эксперт. Так, с помощью бота и скрипта на языке Python можно выполнить отчет: ChatGPT сгенерирует текст типа "как у нас все хорошо", а скрипт - правдоподобные статистические данные.

Модель обучается на студентах

Ключевая сфера применения ИИ, как ее видят вузы, - образовательные траектории студентов. Это означает, что обученная на большем объеме данных математическая модель сможет стать навигатором для ребят в выборе факультативов и дисциплин. Скажем, в Уральском государственном горном университете (УГГУ) хотят внедрить ИИ-технологии в систему управления учебным процессом: анализировать "цифровой след" абитуриентов и студентов, чтобы разработать автоматизированные рекомендательные сервисы для выстраивания индивидуальных карт компетенций и формирования учебного плана.

Подобные системы, кстати, уже существуют. Два года назад ученые УрФУ разработали сервис профориентации, который рекомендует направление подготовки в вузе на основе анализа профиля в соцсетях и теста. Как поясняют исследователи, алгоритм машинного обучения находит явные и неявные закономерности, особенности жизненных ценностей, которые присущи разным группам студентов в рамках их специальности и затем для абитуриента подбирает релевантную сферу обучения.

- Иначе говоря, это система предиктивной аналитики. Кстати, мы создали и сервис для оценки поведения студента на онлайн-курсах. Допустим, пытались предсказать, как он сдаст контрольную работу или экзамен, чтобы в случае затруднений помочь ему лучше подготовиться. Первые результаты измерений этой системы уже есть, сейчас она находится в опытной эксплуатации, - делится успехами Илья Обабков.

Благодаря опыту цифровизации учебных курсов и этапов поступления в вуз, к которой подтолкнула пандемия, многие образовательные учреждения создали отделы учебной аналитики с большими массивами данных. На их базе в перспективе можно не только отслеживать успеваемость, но и выстраивать более эффективные методы обучения. Главное - создать алгоритм, который делает вывод на основе достоверных, измеримых и объективных данных.

- Есть успешные примеры интеграции ИИ в сервисы, которые используются в учебном процессе и заметно упрощают его. Например, для проведения онлайн-уроков мы используем "Контур.Толк". В этом сервисе есть возможность записать встречу, а потом ИИ превращает ее в текст, что позволяет быстро подготовить конспект лекции. Но о массовом внедрении искусственного интеллекта в процесс обучения говорить явно рано, - уверена менеджер образовательных проектов "СКБ Контур" Елена Рыбинская.

Между тем помимо сервисов для связи и рекомендательных систем в России разработали мультимодальную нейросеть. Она умеет отвечать на вопросы пользователей, поддерживать диалог и писать программный код, генерировать тексты и картинки по описанию, сообщили в Сбере. В отличие от ChatGPT, эта нейросеть более грамотно общается на русском языке и с ней могут экспериментировать разные пользователи, в том числе тестировать ее для проведения серьезных научных работ.

Виртуальная реальность

Какие еще технологии помимо ИИ называют прорывными в образовании? По данным дайджеста "СберУниверситета", это приложения для групповых учебных занятий с помощью VR-устройств, или технологии виртуальной/дополненной реальности. К примеру, в компании PwC сравнивали эффективность корпоративного обучения в трех форматах - очном, онлайн-режиме и с использованием VR-гарнитуры. Оказалось, что в последнем случае студенты усваивали материал в несколько раз быстрее, чем в аудитории или на компьютере. Данный формат используют и вузы.

Так, в Уральском государственном экономическом университете создана виртуальная лаборатория, в которой можно проводить химические опыты. Ее оснастили VR-шлемами и контроллерами, имитирующими движения рук в цифровом пространстве. А встроенное ПО позволяет воссоздать любой лабораторный комплекс предприятия. Это выгодно тем, что не нужно тратить средства на дорогостоящее оборудование и реагенты.

Закупить VR-тренажеры для обучения студентов планируют и в УГГУ в рамках программы "экспертиза и аудит промышленной и пожарной безопасности" и других. К слову, такими девайсами уже оборудовали учебную аудиторию БелАЗа, созданную в вузе в 2021 году: здесь ребята изучают устройство машин и даже могут "провести" ремонтные работы. Подобные тренажеры и лаборатории виртуальной реальности для отработки профнавыков внедряют многие вузы, например УрФУ.

VR-технологии применяют и для организации виртуальных туров.Так, участникам форума в Югорском госуниверситете (ЮГУ) с их помощью предоставили возможность побывать на карбоновом полигоне "Мухрино": нужно было надеть VR-очки и включить запись экскурсии. По словам доцента кафедры цифровых технологий ЮГУ Егора Сафонова, в будущем из виртуального тура разработчики сделают полноценный тренажер. Он считает, что геймифицировать можно любой процесс, тем самым повысив вовлеченность в него обучающихся.

Говоря о внедрении различных цифровых технологий, специалисты точных наук сходятся во мнении, что образование в результате изменится в лучшую сторону. Развитие ИИ перевернет содержание учебных планов, и станет бессмысленным давать студентам простые упражнения - их лучше выполнит нейросеть, отмечает Артем Шевляков.

- Мы должны ставить перед учащимися не задачи, а открытые проблемы. В чем разница? Проблема может иметь несколько решений, причем выбор одного из них опирается на общекультурный контекст, и поэтому она не может быть решена с помощью ИИ, - резюмирует эксперт.