Люди на протяжении своей истории постоянно ищут способы сделать передачу знаний более простой, быстрой и эффективной. Квинтэссенцией этих усилий в цифровую эпоху стал EdTech. Сегодня рынок образовательных технологий активно растет по всему миру (лидеры — США и Китай), а современные школьники и студенты уже не мыслят сам процесс образования без интеллектуальных интерфейсов, индивидуально подобранных программ и виртуальных лабораторий. Руководитель продуктового направления образовательной платформы «Учи.ру» Екатерина Перепелкина рассказала о том, как искусственный интеллект, big data, виртуальная и дополненная реальности используются в современных технологичных продуктах для обучения.
Благодаря инновациям обучающий контент становится всё более персонализированным, развлекательным и интерактивным, что позволяет больше вовлекать аудиторию и удерживать ее внимание. Посмотрим, как в этом EdTech-проектам помогают три ключевые технологии.
Искусственный интеллект и машинное обучение
Аналитики прогнозируют увеличение расходов на ИИ в образовании в течение следующих пяти лет до $6 млрд. Основным драйвером роста будет Китай, на втором месте — США.
КНР традиционно лидирует по внедрению искусственного интеллекта в любых отраслях. Крупнейший проект в образовании — Squirrel, основанный в 2014 году компанией Yixue, сегодня объединяет более 1 700 центров обучения по всей стране. Все они основаны на ИИ.
США стараются не отставать от восточного конкурента: использование искусственного интеллекта в местном образовании вырастет на 48% к 2022 году (по отношению к 2017-му). Один из самых заметных игроков — Carnegie Learning — получил четыре национальные награды за свои образовательные продукты, среди которых платформа MATHia, использующая инструменты персонализации и вовлечения при обучении школьников математике.
Какие функции EdTech-проекты создают на основе ИИ?
- Интерактивный интерфейс, помогающий учащимся активно вовлекаться в учебный процесс и оперативно получать от системы обратную связь. Исследование «Учи.ру» показало, что поколение Z (сегодняшние старшеклассники) придает большое значение интерактивному формату при выборе онлайн-курса. Он позволяет контролировать свой прогресс и получать своевременную помощь по темам, освоенным не до конца.
Такой интерфейс используется при создании цифровых учебных пособий, где текст предельно структурирован для лучшего восприятия. Например, платформа Cram101 разбивает на части и объясняет содержание учебника с помощью карточек, кратких резюме глав, практических тестов и вопросов типа «да/нет». А Стэнфордская литературная лаборатория работает над созданием интерфейса, способного преобразовать тысячи фрагментов текста в удобные в чтении брошюры.
- Голосовые помощники, такие как Amazon Alexa, Google Home, Apple Siri и Microsoft Cortana, могут быть использованы в обучении вместо традиционных печатных пособий или веб-сайтов. В Университете штата Аризона голосовой помощник Amazon Alexa отвечает на вопросы первокурсников (в базе заложены ответы на 5 тыс. возможных вопросов).
Голосовые помощники консультируют при выполнении самостоятельной работы, позволяя обойтись без участия преподавателя, снабжают дополнительными материалами для закрепления учебной программы.
- Персонализация. Люди обучаются с разной скоростью. ИИ позволяет адаптировать и персонализировать обучение для каждого отдельного студента в той или иной степени. Гиперперсонализация — это разработка индивидуального профиля обучения и адаптация материалов для каждого учащегося в зависимости от его способностей, предпочтительного способа обучения и опыта. Так, бельгийские школы внедрили в образование британскую обучающую ИИ-платформу Century Tech. Система анализирует интересы ученика, его уровень и пробелы в знаниях и на основании этих данных составляет индивидуальную программу. А Netex Learning позволяет преподавателям разрабатывать цифровые учебные планы и контент для разных устройств, интегрируя мультимедийные средства — видео и аудио, онлайн-инструкторы.
В России образовательная платформа «Учи.ру» учитывает скорость выполнения заданий, количество ошибок и поведение ученика. При правильном решении система «хвалит» его и предлагает новое задание, а при ошибке задает уточняющие вопросы, которые помогают прийти к верному решению. Таким образом, для каждого ребенка система автоматически подбирает персональные задания, их последовательность и уровень сложности. Каждый ученик получает возможность самостоятельно пройти курс в удобном для себя темпе с необходимым именно для него количеством повторений и отработок.
Big data
Индустрия образования имеет дело с огромным количеством данных, включая такую информацию, как сведения об учащихся, их успеваемости, поведении и результатах экзаменов. Они помогают администрации, преподавателям и ученикам отслеживать прогресс и выявлять общие тенденции. Педагоги используют данные для составления персонализированных планов уроков, прогнозирования результатов обучения и даже помощи студентам в поиске специальностей, соответствующих их интересам и навыкам.
Например, платформа Apex Learning создает решения для цифрового обучения, с помощью которых студенты отслеживают свой прогресс в течение семестра. Учителя имеют доступ к данным и обновляемой информации в режиме реального времени для разработки или адаптации планов уроков к потребностям учащихся. Другой пример — платформа Knowre, которая анализирует успеваемость, выявляет сильные и слабые стороны конкретного студента и генерирует соответствующие наборы задач.
«Учи.ру» использует анализ данных, позволяющий вычислить закономерности, возникающие в процессе обучения — например, частоту ошибок, количество затраченного на задачу времени или число повторов. На основе этих данных создается информационный портрет ученика, с помощью которого персонифицируется процесс обучения и контролируются все стадии освоения материала.
Виртуальная и дополненная реальность
Иммерсивные форматы обучения становятся глобальным трендом. Рынок технологий AR/VR достигнет в этом году $18,8 млрд (трехкратный рост за пятилетку), и весомая доля решений на нем ориентирована на образование. Только в сегменте корпоративного обучения ниша AR/VR вырастет до $6,3 млрд к 2022 году (с $216 млн в 2018 году).
Виртуальная реальность меняет роль обучающегося — с пассивного наблюдателя до активного участника событий, который может взаимодействовать с обучающей средой.
Технологии используются для привлечения интереса студентов к темам, связанным с географией, историей или литературой, предлагая глубокое погружение в атмосферу места и времени — вместо того, чтобы читать о Риме, можно перенестись в Рим. Google Expeditions — одно из приложений для смартфонов, которые позволяют приобрести такой опыт. Оно представляет собой библиотеку VR-экскурсий — от Великой Китайской стены до Марса.
В виртуальной медицинской лаборатории можно проводить опыты, не опасаясь последствий. А студенты-медики, изучающие анатомию, могут лучше понять строение тела в трех измерениях и взаимосвязь систем организма. Например, учащиеся гимназии Менделя в чешском городе Опава на уроках биологии изучают анатомию с помощью контроллера Leap Motion и специально адаптированных гарнитур Oculus Rift.
Виртуальная реальность расширяет возможности детей с особенностями развития. Многие дети, страдающие аутизмом, считают сенсорное погружение на 360 градусов (видео в комплекте со звуком через наушники) удобным и безопасным способом изучения новых ситуаций. При этом они могут легко вывести себя из симуляции, если это необходимо.
Иммерсивные форматы нашли применение и в корпоративном обучении. Британский стартап VirtualSpeech, основанный в 2016 году, создан для развития soft skills и моделирует множество ситуаций — например, переговоры со «сложным» собеседником или выступление на сцене перед огромной аудиторией. В России обучающая платформа hrvr.Academy помогает совершенствовать навыки межличностного общения, создавая для корпоративных клиентов (среди которых, например, «Сбербанк Лизинг») интерактивные ролевые симуляции.
В мире VR широко используется в обучении сотрудников на потенциально опасных производствах — например, в добывающей и нефтяной промышленности, и Россия не исключение. Платформа VR Professionals создает 3D-симуляции реальных объектов (например, корабля или даже нефтяной станции) или экстремальных условий (взрыв или пожар). Дополненная реальность больше подходит для визуализации рутинных операций — например, демонстрирует инструкцию по сборке оборудования. Разработку таких продуктов предлагает, в частности, российская компания Itorum.
В ближайшем будущем такие технологии, как ИИ, big data и виртуальная реальность, станут частью образования на всех его уровнях. Это произойдет по мере интеграции классической системы образования с современными цифровыми платформами.