Организация учебно-проектной деятельности студентов по созданию чат-ботов как фактор формирования цифровых компетенций будущих педагогов
С.В. Зенкина1 , Е.К. Герасимова2 , М.В. Федосеева3
Аннотация
Проблема и цель. Анализ исследований ученых из Швейцарии, Германии, Норвегии, Австралии и других стран показал, что подготовка будущих педагогов предполагает формирование компетенций по разработке программных средств различного назначения, проектирование автоматизированных систем для управления реальными объектами. Развитие соответствующих качеств в условиях высшего образования осложняется рядом проблем различного характера. Авторы предлагают для совершенствования подготовки будущих специалистов организовывать проектную деятельность студентов по созданию диалоговых программ (учебных ботов). Методология. Проектное обучение применяется для формирования компетенций в области информатизации образования, получения востребованных soft skills, сплочения коллектива. Конструирование чат-бота происходит в командной работе. В эксперименте были задействованы 43 студента Северо-Кавказского федерального университета по направлению 44.03.05 «Педагогическое образование с двумя профилями подготовки». Оценка качества образовательных результатов выполнена с помощью авторского тестирования из 10 заданий («зачтено»/«не зачтено»). Для установления статистически достоверных различий использован критерий Фишера. Результаты. Студенты изучали сервисы для создания чат-ботов, анализировали дидактический потенциал и функциональные возможности полученных программ, применяли их для решения проблем. Выявлены статистически достоверные различия в изменениях, произошедших в системе, по качеству профессиональной подготовки. Описаны особенности представленного варианта организации учебной деятельности по созданию чат-ботов: работа в команде, использование шаблонов и сценариев, выбор тем проектов. Заключение. Сформулированы проблемные вопросы, ответы на которые позволяют определить направления работы по конструированию чат-ботов: обсуждение цели разработки и дидактической цели, применение блоков и действий, моделирование сценариев взаимодействия и т. д.
Ключевые слова: информационные технологии, образование, проектное обучение, диалоговая программа, профессионально ориентированная коммуникация, конструктор чат-ботов
The organization of educational-project activities of students to create chatbots as a condition for training of future teachers
Svetlana V. Zenkina, Elena K. Gerasimova, Marina V. Fedoseeva
Abstract
Problem and goal. The training of future teachers in the field of education involves the formation of competencies in the development of software for various purposes, the design of automated control systems for real objects. The development of relevant qualities in the conditions of higher education is complicated by a number of problems of various nature. The authors suggest to improve the training of future specialists to organize project activities of students to create dialogue programs (training bots). Methodology. Project-based training is used for the formation of competencies in the field for informatization of education, obtaining in-demand soft skills, team building. The construction of a chatbot takes place in teamwork. The experiment involved 43 students of the North Caucasus Federal University in the direction of training 44.03.05 “Pedagogical Education with Two Training Profiles.” The assessment of the quality of educational results was carried out using the author's testing of 10 tasks (“credited”/“not credited”). Fischer's criterion was used to establish statistically significant differences. Results. Students studied the services for creating chatbots, the didactic potential and functionality of the received programs, used them to solve problems. Statistically significant differences were revealed in the changes that occurred in the system in terms of the quality of vocational training. The features of the presented variant of the organization of educational activities for the creation of chatbots are described: teamwork, the use of templates and scripts, and the choice of project topics. Conclusion. Problematic questions are formulated, the answers to which allow us to determine the directions of work on the construction of chatbots: discussion of the development goal and didactic goal, the use of blocks and actions, modeling interaction scenarios, etc.
Keywords: information technologies, education, project training, dialog program, professionally-oriented communication, chatbot constructor
Проблема и цель
Рекомендации ЮНЕСКО об этических аспектах искусственного интеллекта - это набор принципов разработки и применения соответствующих систем, ориентированных на то, чтобы максимально эффективно использовать преимущества, которые они предоставляют обществу, и сократить риски, связанные с такими технологиямиПроект «Рекомендации об этических аспектах искусственного интеллекта». URL: https://d-russia.ru/wp-content/uploads/2021/11/unesco_ai_etic_16-11-2021.pdf (дата обращения: 25.02.2022).. Эти принципы во многом совпадают с положениями «Национальной стратегии развития искусственного интеллекта на период до 2030 г.»Указ Президента РФ от 10 октября 2019 г. № 490 «О развитии искусственного интел-лекта в Российской Федерации». URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/72738946/ (дата обращения: 28.02.2022)., принятой в России в 2019 г.
Под искусственным интеллектом А. Фелстад, Т. Араужо, Э.Л. Лао и др. предлагают понимать информационные системы, обладающие следующими характеристиками [1]:
- поддерживают возможности обрабатывать данные методами, максимально приближенными по алгоритмам к разумному поведению;
- содержат такие аспекты, как рассуждение, обучение, распознание, прогнозирование, планирование и контроль.
К подобным системам, согласно указанным международным рекомендациям, относятся и чат-боты. С. Сэндс, С. Ферраро, С. Кэмпбелл и Х. Цао на экспериментальных данных доказывают, что в результате автоматизации процесса работы с клиентами последние активнее обращаются к сервисам компаний через чат-бот или роботизированную поддержку на сайте [2 ]. Ю. Саадна, А. Будхир, М. Бен Ахмед проводят альтернативное исследование по анализу частоты использования студентами мессенджеров в социальных сетях в образовательных целях [3]. По выводам обеих научных групп, представители современного поколения предпочитают именно эти способы обращения для получения консультации, выбора услуги, организации профессионально ориентированной коммуникации.
С. Сэндс, С. Ферраро, С. Кэмпбелл и Х. Цао рассматривают опыт Chatim.io, где компания внедряет чат-боты для сайтов как при помощи шаблонов сценариев, так и на основе индивидуальных программных решений [2]. Е.В. Ширинкиной, Б.Ш. Собировым описаны возможности чат-бота, поддерживающего работу станций технического обслуживания в России и Казахстане, который отправляет ежедневные отчеты по основным показателям, информирует о критических ситуациях при взаимодействии (пропущенный звонок, плохая оценка, необработанная заявка, нарушение прав доступа) [4].
В общем случае взаимодействие человека и чат-бота должно быть направлено на реализацию тех целей, которые ООН определила в качестве приоритетов устойчивого развития [5]: поддержка здорового образа жизни, качественного образования, гендерного равенства, доступа к современ- ным источникам энергии, рациональных моделей потребления и производства и т. д.
М. Матеос-Санчес, А.С. Мело, Л.С. Бланко и А.М.Ф. Гарсия определяют, что при формировании единого цифрового образовательного пространства, важным фактором является автоматизация процессов обмена информацией [6].
Е.В. Соболева, Т.Н. Суворова, С.В. Зенкина, М.И. Бочаров обосновывают существование объективной необходимости в подготовке высококвалифицированных специалистов, способных контролировать и управлять процессами обмена данными между пользователями в виртуальной среде взаимодействия [7]. Поэтому автоматизация обработки и распознавания сообщений является логичным и необходимым этапом дальнейшей цифровизации работы образовательного учреждения. В работе Ю. Саадна, А. Будхир, М. Бен Ахмед описан вариант организации проектной деятельности студентов по разработке интеллектуального чат-бота для автоматизации обмена информацией в сфере услуг [3]. С. Волльни, Дж. Шнайдер, Д. Ди Митри, Дж. Вейдлих, М. Риттбергер и Х. Дракслер представляют подробный анализ онлайн-ресурсов для автоматизации обмена информацией между участниками сетевого взаимодействия, создания диалоговых программ [8].
Чат-боты, по мнению Э. Васкес-Кано, С. Менгуаль-Андрес и Э. Лопес- Менесес, одно из перспективных направлений развития информационных технологий [9]. Эти диалоговые программы способны обрабатывать естественный язык и предлагать ответы на вопросы пользователей. Последние, однако, не всегда приходят в виде текста. Иногда они представляют собой конкретные действия: демонстрация фото/видео по запросу пользователя, совершение покупки, назначение встречи и т. д.
С. Волльни, Дж. Шнайдер, Д. Ди Митри, Дж. Вейдлих, М. Риттбергер и Х. Дракслер исследуют развитие технологии разработки чат-ботов [8]. Они заключают, что многие международные компании запускают API-интерфейсы, позволяющие брендам адаптировать и использовать ботов в своих мессенджерах для общения с клиентами. По выводам М.Н. Чапаева, есть еще одна область, в которой чат-боты могут иметь огромный потенциал, - это образование [10]. А.С. Будникова, О.С. Бабенкова рассматривают проблемы, связанные с включением систем искусственного интеллекта в воспитательную и образовательную сферы [11]. Д. Джексон и А. Лэтэм изучают вопросы, касающиеся уточнения места и роли искусственного интеллекта, его дидактического потенциала [12].
Э. Васкес-Кано, С. Менгуаль-Андрес и Э. Лопес-Менесес отмечают плюсы и минусы применения в e-learning различных видов искусственного интеллекта (например, интернет вещей, аватары, чат-боты, конструкторы индивидуальных маршрутов и т. д.) [9]. Н.М. Чапаев предлагает реализовывать подобные модели в рамках проектной, научно-исследовательской деятельности студентов [10]. Проектное обучение, как определяют Е.В. Соболева, Т.Н. Суворова, С.В. Зенкина, Е.К. Герасимова, ориентировано на раскрытие личности обучающегося, поддержку интереса к учебной деятельности, развитие интеллектуальных, творческих способностей в процессе решения какой-либо проблемы [13].
Итак, существует объективная необходимость дополнительного изучения вопросов разработки и применения чат-ботов для активизации информационного взаимодействия между участниками дидактического процесса в современной образовательной среде [14]. Актуальность предлагаемого направления совершенствования подготовки будущих специалистов обусловлена и тем, что ориентация процессов трансформации высшего образования предполагает формирование новой модели управления, учитывающей глобализационные процессы как во внешнеэкономической деятельности, так и в технологическом аспекте цифровизации общества.
Анализ перечисленных научных трудов позволяет выявить проблему, связанную с необходимостью дополнительного изучения вопросов развития у студентов направления подготовки «Педагогическое образование востребованных цифровых компетенций». В статье представлено исследование, направленное на обоснование организации учебно-проектной деятельности будущих педагогов при создании чат-ботов как важного условия повышения качества их подготовки.
Методология. В процессе проектирования и разработки диалоговых программ все участники дидактического процесса вовлекаются в различные виды деятельности (познавательную, инновационную, коллективную и т. п.). В представленном исследовании групповое выполнение проектов и конструирование чат-ботов позволяет обеспечивать максимально эффективные условия для формирования компетенций будущих педагогов, развития востребованных soft skills, получения опыта коллаборации. При этом проектное обучение одновременно рассматривается и как технология приобретения новых знаний и компетенций, и как технология сплочения коллектива.
При выборе программного средства для создания чат-ботов был проанализирован международный опыт использования нейросетей в образовании, здоровьесбережении. Б.С. Горячкин, Д.А. Галичий, В.С. Цапий, В.В. Бураш- ников, Т.Ю. Крутов отмечают, что чат-боты различаются по сложности. Сложные чат-боты умеют запоминать ответы пользователей и учиться на них [15]. Для работы таких чат-ботов нужен искусственный интеллект, и, как правило, их создают программисты. Есть простые алгоритмы - они могут вывести информацию по запросу или ответить на вопросы пользователя, если те входят в базу данных. Если ответа в базе нет, то робот перенаправляет к менеджеру. Таких ботов часто собирают самостоятельно с помощью конструкторов. Исследователи указывают, что разработку чат-бота не всегда стоит начинать с поиска IT-специалиста. По их выводам, сначала нужно смоделировать решение (в том числе и учебного назначения). Это удобно делать на онлайн-досках или при помощи конструктора диалогов.
С. Волльни, Дж. Шнайдер, Д. Ди Митри, Дж. Вейдлих, М. Риттбергер и Х. Дракслер отмечают, что эксперименты по созданию ботов-консультан- тов в психолого-педагогических областях ведутся более 10 лет [8]. Этот тренд, по мнению П. Анки, А. Бустамам и Р.А. Буюнг, значительно усилился в последние годы [16]. В ИИТО ЮНЕСКО изучают свойства и дидактические возможности бота-психотерапевта Woebot, чат-бота для подростков Roo (спроектированного организацией Planned Parenthood), Sophie Bot (разработанного в Кении)Искусственный интеллект от ЮНЕСКО и «ВКонтакте» поможет подросткам разо-браться в вопросах физиологии и отношений. URL: https://iz.ru/1069624/2020-10-05/iskusstvennyi- intellekt-ot-iunesko-i-vkontakte-pomozhet-podrostkam-razobratsia-v-voprosakh (дата обращения: 08.02.2022).. Авторы описывают образовательный потенциал бота-консультанта
Эли, первой диалоговой программы на русском языке. Н.А. Усольцева указывает, что важный импульс по реализации идей искусственного интеллекта в обучении и применении Эли на занятиях был получен именно после опубликования рекомендаций ЮНЕСКО об этических аспектах [14].
Кроме того, в проводимом исследовании на разных этапах организации учебно-практической деятельности по созданию чат-бота были рассмотрены дидактические ресурсы Robochat, BotVK, Eliza, Parry, A.L.I.C.E., Jabberwacky, SmarterChild, Watson, Siri, Alexa и Cortana, Алиса. Критерии для сравнения образовательных чат-ботов: тарифы (платный/бесплатный), наличие справки/поддержки для самостоятельного освоения, функциональные возможности для конструирования диалога, дидактический потенциал.
Для проектирования и разработки собственной диалоговой программы применялся сервис Borisbot - конструктор образовательных чат-ботов. Его преимущества: наличие возможности создавать 30 вариантов блоков («Открытый текст», «Кнопки» (с одним вариантом/с несколькими вариантами ответов), «Таймаут», «Оценка», «Предсказуемый вопрос», «Карусель» и т. д.). Кроме того, на YouTube-канале конструктора есть официальное видео с подробным обзором функционала сервиса. Бот позволяет подбирать задания разного уровня сложности на различные темы и различных форматов.