Трансформаційні процеси в освіті : сучасні тенденції, виклики в умовах штучного інтелекту

Размещено на http://www.allbest.ru

Трансформаційні процеси в освіті : сучасні тенденції, виклики в умовах штучного інтелекту

Transformational Processes in Education: Contemporary Trends, Challenges in the Era of Artificial Intelligence

Пимоненко Марія Миколаївна

магістр, кафедра кінезіології та фізкультурно-спортивної реабілітації Національного університету фізичного виховання і спорту України, м. Київ, Україна

Шевчук Олена Миколаївна

магістр, кандидат наук із фізичного виховання

викладач, кафедра кінезіології та фізкультурно-спортивної реабілітації Національного університету фізичного виховання і спорту України, м. Київ, Україна

Анотація

В сучасному світі освіта переживає значущі трансформації, які обумовлені впровадженням штучного інтелекту та процесами глобалізації. Поява штучного інтелекту в освіті розширює можливості навчання та впливає на його якість. Глобальні тенденції створюють нові виклики для освітнього сектору, вимагаючи адаптації до сучасних реалій та стратегій використання передових технологій для підвищення ефективності освіти. У цьому контексті аналіз сучасних тенденцій та впровадження штучного інтелекту стає ключовим аспектом розуміння динаміки освіти в епоху глобалізації. Ця стаття присвячена аналізу сучасних тенденцій у трансформації освіти та висвітленню ключових викликів, з якими стикається освітній сектор, в умовах активного впровадження штучного інтелекту. Зокрема, розглядаються вплив інноваційних технологій на навчальні процеси, а також стратегії впровадження штучного інтелекту для оптимізації якості освіти. Аналізуються також етичні, соціальні та педагогічні аспекти використання штучного інтелекту в освіті. Освітній ландшафт постійно еволюціонує, адаптуючись до сучасних викликів та технологічних інновацій. У контексті наукового прогресу, трансформаційні процеси в освіті стають ключовим аспектом забезпечення відповідності навчання сучасним вимогам. Інтеграція штучного інтелекту в освітній простір грає визначальну роль у визначенні цих тенденцій та вирішенні їхніх викликів.

Проведений у цій статті аналіз має на меті розширити розуміння сучасного стану освіти та здійснити перехід від огляду тенденцій до розгляду конкретних стратегій, які сприяють оптимальному використанню штучного інтелекту в освіті. Використання штучного інтелекту стає все більш поширеним, а це призводить до зростання мотивації учнів до навчання. Втім, для успішного його використання необхідно поліпшувати цифрову грамотність. На основі дослідження можна виділити основні переваги та недоліки використання штучного інтелекту в освіті. Серед позитивних аспектів слід зазначити високу адаптивність, можливості індивідуального навчання, доступність технологій та їх широкий спектр в застосуванні (від початкової школи до університетської освіти). Викладачі також відзначають прогрес у навчанні, який не залежить від географічного регіону і має глобальний характер. Проте, необхідно враховувати недоліки, зокрема проблеми з безпекою, які стають особливо актуальними в умовах глобальних гібридних загроз та поширення цифровізації. У висновках зазначено, що перспектива використання штучного інтелекту в освіті не досліджена повністю, адже цей цифровий інструмент розвивається і може мати нові вектори застосування. Ключові слова: аналіз, освіта, штучний інтелект, цифровізація, інструменти.

Abstract

In the modern world, education undergoes significant transformations driven by the implementation of artificial intelligence and globalization processes. The advent of artificial intelligence in education expands learning opportunities and influences its quality. Global trends pose new challenges to the educational sector, necessitating adaptation to contemporary realities and the adoption of advanced technologies to enhance the efficiency of education. In this context, the analysis of current trends and the integration of artificial intelligence become key aspects in understanding the dynamics of education in the era of globalization. This article is dedicated to analyzing modern trends in the transformation of education and highlighting key challenges faced by the education sector in the active implementation of artificial intelligence. It explores the impact of innovative technologies on educational processes and discusses strategies for implementing artificial intelligence to optimize the quality of education. Ethical, social, and pedagogical aspects of using artificial intelligence in education are also examined. The educational landscape is constantly evolving, adapting to contemporary challenges and technological innovations. The integration of artificial intelligence into the educational space plays a decisive role in defining these trends and addressing their challenges. The analysis conducted in this article aims to broaden the understanding of the current state of education and transition from an overview of trends to the consideration of specific strategies that contribute to the optimal use of artificial intelligence in education. The widespread use of artificial intelligence increases student motivation for learning; however, improving digital literacy is necessary for its successful implementation. Based on the research, the article identifies the main advantages and disadvantages of using artificial intelligence in education. Among the positive aspects are high adaptability, opportunities for individual learning, accessibility of technologies, and their wide application across educational levels. Instructors also note progress in teaching that is not dependent on geographical regions and has a global impact. However, it is essential to consider drawbacks, including security issues, particularly relevant in the face of global hybrid threats and the proliferation of digitization. In the conclusions, it is emphasized that the prospect of using artificial intelligence in education is not fully explored, as this digital tool continues to evolve, presenting new application vectors.

Keywords: analysis, education, artificial intelligence, digitization, tools.

Постановка проблеми у загальному вигляді та її зв'язок з важливими науковими чи практичними завданнями. Сучасні суспільні запити формують вимоги до спеціалістів нового рівня. Зокрема, глобальне проникнення цифровізації до усіх сфер соціального життя демонструє потребу у пошуку нових методів підготовки спеціалістів із різних галузей, як природничого, так і гуманітарного спрямувань. Інтеграція дистанційної освіти до навчання, яка відбулася внаслідок поширення пандемії COVID-19 та пов'язаних із нею карантинних обмежень, продемонструвала актуальність використання новітніх технологій. Хоча у глобальному вимірі захворювання відступило, породжені реалії демонструють потребу в осмисленні та подальшому удосконаленні. Серед нових інструментів, які активно впроваджуються в освітній процес, виокремлюються технології штучного інтелекту, які містять чималий інноваційний потенціал, досі маловивчений у педагогічній науці.

Штучний інтелект - це сфера наукових і технологічних розробок, які займаються створенням систем, які здатні до виконання певних завдань, котрі давніше потребували використання можливостей людського інтелекту [1]. Зокрема, штучний інтелект включає окремі алгоритми і моделі, завдяки яким комп'ютерні системи отримують здатність аналізувати, розуміти і долати певні завдання із використанням методів, що зовні нагадують людське мислення. Такі системи уже на сучасному етапі досить популярні в освіті, особливо завдяки здатності виконання завдань, розпізнавання певних образів, слів, а також можливостей самостійного ухвалення рішень, організації попереднього планування чи опрацювання великих обсягів інформації [2].

Штучний інтелект застосовують зазвичай для роботи різноманітних систем. Загалом його потенціал важливий для машинного навчання, нейронних мереж, роботи із лінгвістикою тощо. Однак, окремої свідомості ця система не має - її алгоритми та програми створені людьми. З цієї причини, використання штучного інтелекту в освіті (як і подальші вектори цього використання) потребують особливої уваги дослідників.

Виділення невирішених раніше частин загальної проблеми. Через те, що поняття штучного інтелекту використовується у різних дисциплінах, його трактування у багатьох сучасних працях не є однаковим та почасти відрізняється. У дослідженні [3] надається вичерпний аналіз цих термінологічних особливостей. Зокрема, відповідно до дослідження [4], концепція штучного інтелекту визначається як «здатність машини виконувати когнітивні функції, які ми асоціюємо з людським розумом, такі як сприйняття, міркування, навчання, взаємодія з навколишнім середовищем, вирішення проблем, прийняття рішень, і навіть демонстрація креативності». Водночас, у дослідженні штучний інтелект трактується, як властивість автоматичних систем виконувати окремі важливі функції, притаманні інтелекту людини, зокрема, вибирати та ухвалювати оптимальні рішення на базі раніше отриманого досвіду та раціонального дослідження певних зовнішніх дій [3]. У вищенаведеному трактуванні ШІ під поняттям «знання» мовиться не лише про ті, яка надходить до мозку через органи чуття. Такого виду знання є надзвичайно важливими, однак, недостатніми для ефективної інтелектуальної діяльності [5]. Об'єктам нашого навколишнього середовища притаманна властивість не лише впливати на органи чуття, але й перебувати один із одним у певних відносинах. Щоб здійснювати в навколишньому середовищі інтелектуальну діяльність (або хоча б просто існувати), необхідно мати в системі знань модель цього світу.

Формулювання цілей статті (постановка завдання). Мета дослідження полягає у тому, щоби проаналізувати можливості використання штучного інтелекту в освіті на тлі сучасних соціальних трансформацій і глобалізації.

Виклад основного матеріалу дослідження з повним обґрунтуванням здобутих наукових результатів. Упродовж останніх років сформувалося також чимало нових цифрових механізмів, які дають змогу змінити життя користувачів та здобувачів освіти і гарантуються зручну роботу із продуктами штучного інтелекту. Наприклад, відомий в усьому світі сервіс Google Translate, який уможливлює читання і переклад текстів із понад 100 мов, функціонує через будь-який сучасний браузер та автоматично здійснює надзвичайно точні переклади. До того ж, такі цифрові інструменти, як Siri і Google Assistant, із допомогою яких користувачі можуть поставити питання та отримати на нього відповідь, уже стали невід'ємними частинами смартфонів. Такий інструмент, як ChatGPT (і подібні до нього програми штучного інтелекту), мають здатність оперативно формувати відповіді на будь-які поставлені запитання, обґрунтування, наведення прикладів, створення віршів чи наративних текстів, узагальнення дослідницьких матеріалів тощо. Так само еволюціонували можливості для опрацювання і роботи щодо створення зображень. Візуальні послуги, які сформовані на підставі вписаних користувачами текстів, що виражені природною мовою, на сучасному етапі розвитку також надзвичайно розвинені [20]. Приклади інструментів, які під час навчання дають змогу задавати текстові умови для того, аби отримати у результаті створене реалістичне зображення, включають Stable Diffusion, Midjourney чи Imagen: Text-to-Image Diffusion Models.

Здатність машинного навчання із застосуванням штучного інтелекту також ефективно застосовуються внаслідок попереднього навчання алгоритмам і застосуванню актуальних наборів даних звичних розмірів. Нові можливості у сфері освіти відкрилися також внаслідок поєднання ефективних сховищ дослідницьких даних та готовності науковців та освітян ділитися власними результатами й наборами даних у відкритому доступі.

Це дає змогу педагогам і дослідникам глобально, в усьому світі використовувати функції алгоритмічного машинного навчання, обґрунтовуючи свої результати роботи як використанням попередніх моделей, так і доступних нових онлайн-даних із досліджень [10]. Внаслідок широкого розвитку програмного забезпечення, величезні кількості зображення, даних і метаданих мають легке та зручне завантаження, легко архівуються та використовуються під час подальшого навчання нейронних мереж.

Сучасні дослідники доводять, що актуальні для навчання понятійні елементи, такі як відкрита наука, великі дані, відкриті дані, SMART-дані, FAIR-дані тощо, зазвичай, мають безпосередній зв'язок із використанням штучного інтелекту [6-8].

Можна наголосити на формуванні двох типів штучного інтелекту. Насамперед мовиться про штучний інтелект, який ґрунтується на правилах, і штучний інтелект, який засновано на використанні машинного навчання. Штучний інтелект на основі правил використовує правила прийняття рішень для того, аби сформувати чи рекомендувати запропоноване вирішення запиту, який поставив здобувач освіти. Прикладом такої системи є програми інтелектуальних репетиторів, яка здатні пояснити граматику чи конкретні зворотні зв'язки для тих, хто навчається. Штучний інтелект, який ґрунтується на машинному навчанні, є значно потужнішим, тому що машини (орієнтовані на комп'ютер) здатні фактично навчатися й у перспективі вони стануть значно кращими із часом, особливо за умови постійної роботи із чималими обсягами багатошарових наборів даних [9]. У галузі освіти інструментарій штучного інтелекту, який функціонує на основі машинного навчання, зазвичай використовують для вирішення різноманітних задач, зокрема мовиться про моніторинг активності здобувачів освіти й формування моделей, які достеменно передбачають наслідки поведінки учнів або студентів.

У межах подальшого використання штучного інтелекту в освітньому розрізі присутня ще одна підгалузь - робота із природною мовою, тобто таке застосування програмного забезпечення, яке дасть змогу зрозуміти, прогнозувати, перекладати і записувати текстовий вміст голосових команд. Дослідники продовжують вивчати методи використання голосового штучного інтелекту щодо покращення можливостей діагностики читання чи іншої академічно-педагогічної роботи. Зокрема, сьогодні використання машинного штучного інтелекту у сфері навчання можна вважати цілком звичним. Окремі тестові компанії (наприклад, Pearson) застосовують обробку природної мови в оцінці письмових робіт студентів. Очевидно, що подальший розвиток таких технологій має чималий науковий і педагогічний потенціал для наступної еволюції. Загалом, дослідники позитивно оцінюють можливості використання штучного інтелекту у сфері освіти, виокремлюють наступні його переваги під час активного використання у педагогічному досвіді [3]:

Системи штучного інтелекту здатні адаптуватися до індивідуальних навчальних потреб кожного здобувача освіти, реалізовувати цілі навчання відповідно до виокремлення їхніх сильних та слабких сторін.

Уже на сучасному етапі системи штучного інтелекту здатні аналізувати та спостерігати за поточними успіхами і стилем навчання здобувача освіти, наявними у нього здібностями та нахилами, надаючи певний налаштований шаблон для підтримки навчання у подальшому. Штучний інтелект може систематично відстежувати прогрес здобувачів освіти, збираючи дані про їхні досягнення та помилки. Це дає змогу викладачам та учням (студентам) одержувати зворотний зв'язок щодо виконання завдань та ідентифікувати області, які потребують додаткової уваги.

Моделі роботи штучного інтелекту пропонують поступовий перехід від простих процесів до складних: застосовується адаптивне навчання здобувачів освіти на перших рівнях, після чого відбувається поступовий перехід до наступних етапів із обов'язковим завершенням попереднього.

Штучний інтелект може зробити освіту доступнішою для людей з обмеженими можливостями, незалежно від фізичних або когнітивних обмежень. Він може надавати адаптовані матеріали, підтримку та інструменти, що допомагають розширити можливості навчання для всіх учнів. Наприклад, штучний інтелект може надати здобувачам освіти доступ до освіти відповідно до потреб, наприклад через озвучення текстів для осіб із вадами зору.

Штучний інтелект придатний до дозованого використання навіть у межах дошкільної освіти (зокрема, у вигляді застосування особливих інтерактивних ігор, котрі навчають і розвивають у дітей необхідні базові навички). Існують можливості для створення навчального контенту із використанням штучного інтелекту: уже зараз, на думку дослідників, актуальними є програми, які здатні перетворити голос у текст.

Штучний інтелект може надати доступ до великої кількості інформації та ресурсів, що розширює можливості навчання. Він може забезпечити доступ до актуальних даних, онлайн-курсів, інтерактивних матеріалів та інших ресурсів, що допомагають учням поглиблювати свої знання.

Тож, використання штучного інтелекту в освіті навіть із врахування глобального виклику демонструє цілком позитивні риси. Зокрема, дослідники вважають перспективи штучного інтелекту беззаперечними. Водночас, сучасні автори наголошують на інших недоліках використання штучного інтелекту в освіті [4]. Зокрема, деякі вчені вважають, що використання машинного навчання призводить до відсутності індивідуального підходу. ШІ може надати персоналізовану підтримку студентам, але педагогам може бути складно забезпечити індивідуальний підхід до кожного учня в умовах масової освіти. Вони можуть відчувати труднощі в адаптації технології до потреб кожного учня та визначенні оптимальних стратегій навчання. З іншого боку, дехто із сучасних дослідників наголошує на інших етичних та конфіденційних проблемах використання ШІ [5; 6]. Зокрема, відповідно до результатів дослідження, застосування ШІ вимагає розуміння етичних аспектів та забезпечення конфіденційності даних учнів. Отож, сучасні викладачі повинні бути особливо обережними при роботі з особистими даними здобувачів освіти.

Висновки

Отже використання технологій штучного інтелекту у галузі освіти є достатньо перспективним напрямком для подальшого розвитку. Зокрема, інноваційні технології стали неодмінним супутником викладання у сучасних обставинах, ШІ використовують дуже часто, при цьому зростає мотивація до навчальної діяльності. щоправда, для подальшого використання ШІ потрібне покращення цифрової грамотності.

На основі результатів дослідження серед позитивів виокремимо високу адаптивність, можливості формування індивідуальної траєкторії навчання, доступність, широкий спектр у застосуванні (від початкової школи до університетської освіти). Завдяки цьому, на що також звернули увагу опитані викладачі, відчутним є прогрес у навчанні, який не залежить від географічного регіону, тобто є глобальним по своїй природі. Виокремлюються також недоліки, серед яких важливим є безпековий виклик, що у часи глобальних гібридних загроз є особливо актуальним на тлі глобального поширення цифровізації.

Список використаних джерел

A Machine Learning Driven Android Based Mobile Application for Flower Identification / T. Islam et al. Applied Intelligence and Informatics. Cham, 2021. P. 163-175. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-82269-9_13 (date of access: 18.11.2023).

Ali S. The effectiveness of immersive technologies for future professional education. Futurity Education. 2022. URL: https://doi.org/10.57125/fed/2022.10.11.8 (date of access: 18.11.2023).

Artificial intelligence in information systems research: A systematic literature review and research agenda / C. Collins et al. International Journal of Information Management.

Vol. 60. P. 102383. URL: https://doi.Org/10.1016/j.ijinfomgt.2021.102383 (date of access: 18.11.2023).

Bukliv R., Kuchak A., Vasylyuk-Zaitseva S. Professional training of future academic staff and digitalization of education: analysis of mutual influences. Futurity Education.

P. 69-78. URL: https://doi.org/10.57125/fed.2023.25.03.06 (date of access:

Formation of Transversal Competences of Future Economists in the Conditions of Digital Space. Journal of Higher Education Theory and Practice. 2022. Vol. 22, no. 14. URL: https://doi.org/10.33423/jhetp.v22i14.5536 (date of access: 18.11.2023).

How far away is "artificial man" / T. Fukuda et al. IEEE Robotics & Automation Magazine. 2001. Vol. 8, no. 1. P. 66-73. URL: https://doi.org/10.1109/100.924367 (date of access: 18.11.2023).

Improvement of the Technical and Tactical Preparation of Wrestlers with the Consideration of an Individual Combat Style. Sport Mont. 2021. Vol. 19, no. 2. URL: https://doi.org/10.26773/smj.210604 (date of access: 18.11.2023).

Joshi A. V. Deep Learning. Machine Learning and Artificial Intelligence. Cham,

P. 117-126. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-26622-6_12 (date of access:

Khmil I. Y., Serhiienko T. V. Pedagogical technologies of the organization of the educational process in institutions of higher education. Innovate Pedagogy. 2023. Vol. 2, no. 56. P. 155158. URL: https://doi.org/10.32782/2663-6085/2023/56.2.34 (date of access: 18.11.2023).

Ostanina A., Bazyl O., Tsviakh O., Dovzhuk, N. Formation of digital

competence in higher education students as a basis for the transformation of education of the future. Futurity Education. 2023. P. 126-135.

Размещено на Allbest.ru