Как ИИ может помочь учащимся преобразить процесс обучения

Искусственный интеллект (AI) продолжает развиваться, становясь всё более привычным и востребованным, и мы всё чаще замечаем инновации в области ИИ в повседневной жизни. Один из интересных примеров — применение ИИ в образовании для улучшения учебного процесса. ИИ помогает создавать интерактивные персонализированные учебные инструменты и делать занятия увлекательнее — это большой шаг вперёд по сравнению с обычными школьными досками и учебниками. И это происходит не только в классе: приложения и виртуальные репетиторы помогают ученикам и дома.

Кроме того, ИИ может предоставлять преподавателям полезные сведения об особенностях обучения студентов, распространённых ошибках и привычках в учёбе. С помощью ИИ учителя могут составлять учебные планы с учётом сильных сторон каждого ученика и областей, требующих улучшения. По данным Forbes Advisor, 60% преподавателей уже используют инструменты ИИ для совершенствования методов преподавания. Давай узнаем, как ИИ меняет учебный опыт студентов, а также какие преимущества и сложности несут такие технологические достижения.

Рис. 1. Использование учителями ИИ в классах.

Роль учебных инструментов на основе ИИ в жизни студента#

Технологии ИИ, такие как компьютерное зрение, обработка естественного языка и машинное обучение, помогают машинам понимать и интерпретировать визуальную информацию, текст и данные. В образовании эти инструменты могут многое изменить, предлагая ученикам новые способы учиться, сотрудничать и взаимодействовать с учебными материалами. Давай рассмотрим несколько реальных примеров применения ИИ учениками.

Как ИИ помогает с домашними заданиями#

Домашние задания — ежедневная обязанность, которая часто перегружает учеников, но ИИ может сделать её гораздо проще и увлекательнее. Например, OCR (оптическое распознавание символов) быстро извлекает текст из учебников и отсканированных документов и преобразует его в цифровой формат. Затем ученики могут легко упорядочивать, искать и открывать эту информацию на своих устройствах в любое время. Кроме того, инструменты ИИ помогают ученикам не сбиваться с графика, предлагая персональные советы по учёбе и напоминания. Благодаря ИИ учебные материалы могут стать интерактивнее, а учиться, повторять пройденное и получать дополнительную помощь, например краткие пересказы или переводы, — проще.

Отличный пример — Photomath, приложение на базе ИИ, которое помогает ученикам решать математические задачи, сразу предоставляя ответы и пояснения. Во время выполнения домашней работы у учеников часто возникают вопросы, на которые в обычных условиях пришлось бы ждать ответа учителя до следующего дня. Приложения вроде Photomath могут давать пошаговые объяснения, наглядные подсказки и ссылки на решения. Используя методы компьютерного зрения, например OCR, приложение сканирует и распознаёт математические уравнения и условия задач. Затем оно анализирует задачу и формирует подробное пошаговое решение. Приложение даже может предложить несколько способов решения одной задачи и помочь ученикам глубже понять материал.

Рис. 2. Пример решения квадратного уравнения с помощью приложения Photomath.

Как ИИ помогает преодолевать языковые барьеры в высшем образовании#

Инструменты ИИ также могут пригодиться ученикам в повседневной жизни, например для преодоления языковых барьеров. Сейчас ученики часто получают высшее образование в других странах и сталкиваются с языковыми трудностями как в аудитории, так и за её пределами. Им может быть трудно читать уличные знаки, понимать меню или следить за конспектом лекции на иностранном языке, особенно когда они только осваиваются в новой обстановке.

С помощью приложений вроде Google Lens ученики могут легко переводить текст с изображения или плаката, просто сделав снимок. Сначала приложение использует OCR для распознавания текста на изображении. Затем оно применяет обработку естественного языка, чтобы понять контекст и структуру языка, и мгновенно выдать перевод. Переведённый текст накладывается прямо на исходное изображение, помогая ученикам быстро понять надписи на дорожных знаках, меню или страницах учебников на иностранном языке. Такие инструменты ИИ помогают ученикам быстро преодолевать языковые барьеры в классе или во время прогулки по новому городу.

Рис. 3. Пример перевода указателя с помощью Google Lens.

ИИ в классе: обучение с помощью технологии AR#

Такие технологии, как дополненная реальность (AR), позволяют ученикам взаимодействовать с учебными материалами так, чтобы процесс обучения становился увлекательнее и запоминался лучше. AR использует компьютерное зрение для сканирования и понимания реального мира и наложения цифровых изображений на физические объекты в классе. Так создаётся смешанная среда, где ученики могут видеть и изучать как реальные, так и виртуальные элементы, делая уроки динамичнее и интерактивнее.

Многие инструменты на основе AR уже используют в школах и университетах. Например, Assemblr EDU помогает ученикам и учителям создавать учебные материалы в 3D и на основе AR. Учителя могут использовать готовые 3D-объекты и анимации для подготовки уроков или создавать собственные интерактивные материалы в простом редакторе с перетаскиванием элементов. Благодаря визуализации и практическому представлению информации AR помогает ученикам понимать сложные концепции и делает обучение увлекательнее.

Рис. 4. Студенты взаимодействуют с 3D-моделью Assemblr с помощью AR.

Как ИИ может помочь студентам с особыми потребностями#

Согласно исследованиям, около 216,6 миллиона человек имеют нарушения зрения, причём их распространённость среди молодёжи растёт. Умные очки с ИИ могут улучшить обучение учеников с нарушениями зрения, распознавая лица, текст, изображения в книгах и цвета. Это отличный пример того, как ИИ повышает доступность образования.

Например, умные очки Envision Glasses интегрированы с ChatGPT и могут преобразовывать визуальную информацию в речь. Очки описывают ученикам то, что они видят в реальном мире. Встроенная камера снимает окружающую обстановку и обрабатывает изображения с помощью методов компьютерного зрения, таких как обнаружение объектов. Затем обработанная информация передаётся через динамик очков в аудиоформате с помощью обработки естественного языка. Это даёт ученикам с нарушениями зрения больше самостоятельности в повседневных делах, например при чтении и письме, а также при распознавании людей и мест.

Рис. 5. В Envision Glasses используется GPT-4 от OpenAI.

Плюсы и минусы использования ИИ в жизни студентов#

ИИ приносит студентам много пользы, упрощая учебу и повседневную жизнь. Это касается разных возрастных групп. Например, более 56% пользователей Duolingo младше 24 лет, а приложение использует функции ИИ, например ролевые игры на базе GPT-4, чтобы студенты могли практиковать реальные разговоры с ИИ. Такие инструменты делают изучение языков более интерактивным.

В высшем образовании такие инструменты, как ChatGPT (ИИ-чат-бот для генерации текста), Grammarly (ИИ-помощник по грамматике и стилю) и Consensus (ИИ-поисковая система для научной литературы), помогают студентам с исследованиями и письмом. Согласно одному исследованию, 70% студентов университетов считают, что ИИ положительно влияет на их учебу, хотя 40% выразили обеспокоенность по поводу этических последствий. Чтобы по-настоящему понять влияние ИИ на студентов, важно рассмотреть как его преимущества, так и недостатки.

По мере распространения ИИ в образовании студенты осваивают новые способы учиться, управлять временем и добиваться академических успехов. Вот несколько положительных эффектов, которые ИИ может оказывать на студентов:

• Мгновенная обратная связь: Студенты могут сразу получать ответы на свои вопросы, что повышает продуктивность и помогает им учиться самостоятельно.
• Упрощение совместной работы: Инструменты ИИ помогают студентам взаимодействовать, даже если они находятся в разных местах, предоставляя общие платформы для проектов, обсуждений и учебных материалов.
• Автоматизация административных задач: ИИ может автоматизировать проверку работ, учет посещаемости и составление расписаний, освобождая преподавателям время для общения со студентами и повышения качества занятий.

ИИ улучшает обучение и делает учебу удобнее, но у него есть и ограничения. Чрезмерная зависимость от ИИ может сказаться на творческих способностях студентов и их умении решать проблемы. Вот несколько недостатков, о которых стоит помнить:

• Проблемы конфиденциальности: Для использования ИИ нужно собирать и обрабатывать большие объемы данных, что вызывает вопросы о том, как хранится и используется личная информация студентов.
• Меньше общения с людьми: Чрезмерное использование инструментов ИИ может сократить ценное взаимодействие между преподавателями и студентами, важное для личностного развития и наставничества.
• Цифровое неравенство: Некоторые инструменты ИИ могут быть дорогими и недоступными студентам, которые не могут позволить себе платные подписки или устройства.

Главные выводы#

ИИ может изменить подход студентов к обучению: помочь выработать полезные учебные привычки, отточить навыки и повысить продуктивность. Персонализируя занятия и оказывая круглосуточную поддержку, ИИ помогает студентам самостоятельно управлять своим образованием и учиться в собственном темпе. Однако у этих преимуществ есть и обратная сторона — например, этические вопросы и риски для конфиденциальности. По мере того как ИИ всё активнее внедряется в учебные классы, важно обеспечить его ответственное использование. В конечном счете будущее образования для студентов и преподавателей, вероятно, будет зависеть от правильного баланса.

Если ты хочешь глубже изучить ИИ, загляни в наш репозиторий GitHub и присоединяйся к нашему сообществу. Также можешь узнать о применении ИИ в таких областях, как здравоохранение и сельское хозяйство.