USE OF NEURAL NETWORK TECHNOLOGIES FOR MODELLING STUDENTS' INDEPENDENT WORK WITHIN THE EDUCATIONAL PROCESS OF UNIVERSITIES
USE OF NEURAL NETWORK TECHNOLOGIES FOR MODELLING STUDENTS' INDEPENDENT WORK WITHIN THE EDUCATIONAL PROCESS OF UNIVERSITIES
Abstract
This article discusses the use of neural networks for their use in the independent educational process of university students. The authors of the article postulate the importance of incorporating artificial intelligence, virtual reality, augmented reality and neural networks, in particular ChatGPT, to improve the quality of students' independent learning in extracurricular activities. Various scientific sources were reviewed that describe the characteristics of the popular ChatGPT neural network, its benefits to society and its harms. The aim of the study was pedagogical design, the use of neural network technologies for modelling and the use of neural network technologies for pedagogical design of students' independent work within the educational process of a university. Objectives: to examine aspects of the use of neural network technologies in the independent work of higher education students; to create a language model of the ChatGPT neural network behaviour, in which it will act as a tutor that will help to pass theory and practice on the example of the topic "Algebra of matrices" of the discipline "Higher mathematics" of the first year of bachelor's degree of technical specialities and on the example of the discipline "Legal studies". Hypothesis of the study: independent work of higher education students will be more successful if the mechanisms of artificial intelligence and neural networks are included in practical tasks, which will lead to increased motivation, personal involvement and development of professional activity of participants of the educational process within their educational profiles. Research methods: analysis, synthesis, modelling, method of comparison of pedagogical and psychological sources. Results: development of a language model of ChatGPT neural network behaviour for students majoring in "Mathematics", "Computer Science", "Physics", "Legal Studies".
1. Введение
В современном мире цифровые технологии всё чаще начинают использовать в повседневной жизни для разных целей: планирование рабочего дня, написание продающих текстов, расписание тренировок и т.д
. У студенческой молодёжи и в образовательном секторе есть разнообразное количество и видов нейросетей, которые выполняют различные функции, например: создание текстов (ChatGPT, Talk AI, Giga Chat), создание изображений (Kandinsky, Midjourney), создание презентаций (Gamma, Tome) . С их помощью можно развивать не только профессиональную, но и цифровую грамотность студентов. Во многом консультации с ресурсами искусственного интеллекта в режиме чат-бота может подтолкнуть молодого человека к созданию авторского, уникального продукта.2. Обзор литературы
Использование нейросетей в образовании сегодня выступает новой темой, которой занимается ограниченное количество исследователей: И.В. Робертс, Г.У. Солдатова, В.А. Плешаков, М.А. Югина. Применение нейросетей часто осуществляется хаотично, несистемно и детерминировано уровнем цифровых компетенций профессорско-преподавательского состава высшего учебного заведения. Батунова И.В. отмечает, что при переходе к цифровому образованию на федеральном уровне в большей степени интересовал экономический, а не педагогический аспект. Исследователь постулирует, что качественно организованный процесс цифрового образования началось после масштабного изменения в образовании, а именно переход к цифровому образованию
. Даёт возможность студентам учиться онлайн, что делает возможным транснациональное, транссубъектное обучение внутри страны для студента. С помощью электронных образовательных сред возможно реализовывать не только связь с преподавателем, посредством вебинаров и личных сообщений, но и использовать интерактивные тренажёры для организации и проверки остаточных знаний.Сегодня в науке нейросети вызывают большие споры. Ивахненко Е. Н., Никольский В. С. отмечают, что известны случаи написания дипломных, курсовых работ с помощью нейросетей, что является недобросовестным заимствованием текста у ИИ. Данная ситуация обесценивает сам смысл образования. Научное сообщество относится не доверительно к нейросетям: с их помощью некоторые авторы пишут научные статьи, которые обманом набирают высокий процент оригинальности
.По рассуждениям Т.Н. Бочаровой, Н.П. Гусевой, И.И. Дубовой и М.А. Никовой, вопрос формирования субъектности студентов остаётся открытым, так как на данный момент существует как много положительных факторов, так и тех факторов, которые оказывают негативное влияние на способность самоорганизации учебной деятельности у студентов. По статистике в исследовании только 1 из 20 студентов не нужна фасилитация наставника в обучении
. За период обучения ситуация с субъектностью студента без целенаправленной педагогической поддержки не изменяется (только около трети студентов устраиваются по специальности). Мы полагаем, что данный процент можно изменить при повышении субъектной позиции у студента, тогда он не только осознаёт важность самостоятельного научного поиска, но он и заинтересован в реализации проектной деятельности (например, защита ВКР в виде стартапа). На наш взгляд, применение проблемного метода, разноуровневых заданий, формирование ситуации успеха на занятии, применение Case-study (дибрифинг), мозгового штурма, дискуссионного аквариума с целью может повысить интерес к проблемным отраслям.Формирование мотивации к самостоятельной учебной деятельности зависит от внутренних убеждений и желания студента, постулирует Гончарова И.Д.
. Если учебные мотивы вступают в конфликт с личными мотивами, то это может вызвать прокрастинацию, фрустрацию и агрессию. При проектировании образовательного процесса важно использовать инновационные, интерактивные методы, которые повышают заинтересованность в обучении предмета. Особый интерес вызывают цифровые технологии в образовании: виртуальная реальность, дополнительная реальность, симуляторы учебных задач, эмуляторы, нейросети. Цифровые инструменты в образовании могут при правильном использовании настроить системы индивидуального тайм-менеджмента (расписания, правильно настроенные программы напоминания о деятельности). В планирование входит: формирование свободного времени для учёбы, определение целей обучения, ликвидация отвлекающих факторов и создание позитивных факторов, планирование результатов работы. Также должна быть выработана специальная стратегия, которая приведёт студента к ситуации успеха.Мы разделяем мнение Абакумова В.А., который отмечает то, что основная концепция саморазвития потенциала индивидуума заключается в гармоничном развитии личности
. По нашему мнению, в процессах всестороннего развития личности должны принимать все социальные институты (семья, школа, ССУЗ, ВУЗ и т.д.). Особую миссию для решения этой задачи выполняет высшая школа, в которой важно грамотно проектировать педагогические условия аудиторной и внеаудиторной работы со студентами. Мы видим большой потенциал в наполнении интерьера ВУЗа дифференцированными цифровыми технологиями, смарт-технологиями, которые способствуют адаптации, получению актуальной информации о жизни университета, информации о наиболее важных профессиональных мероприятиях и интересных событиях. Интеграция цифровых технологий в образовательную среду ВУЗа будет способствовать самовоспитанию (через знакомство с интерактивными выставками), саморазвитию, профессиональному исследовательскому азарту и социальному лидерству.Дистанционные образовательные технологии (ДОТ) наибольшую популярность получили в период новой коронавирусной инфекции COVID-19. В это время всем образовательным учреждениям пришлось адаптироваться к новым условиях. Опыт образовательных организаций показал, что были использованы Moodle, Skype, Zoom, Microsoft Team, «Контур.Толк» и т.д. Савина Н. В. и Омарбекова Н. К. постулируют, что в применении ДОТ было немало плюсов, таких как персонализация, возможность работать одновременно с преподавателем в режиме on-line, учёба в домашней обстановке
, . Но, как в любой системе, были и недостатки. К ним можно отнести низкую посещаемость и вовлечённость в процесс обучения. Таким образом, ДОТ сами по себе представляют противоречивый педагогический инструмент, который неприменим для школьного образования (удалённого образования) и нуждается в серьёзной доработке в высшем образовании. Важно выстраивать сбалансированный образовательный процесс, в котором присутствуют сбалансированная работа, включает в себя живое общение (человек-человек) и корректные, уместные (ограниченные по времени) цифровые технологии.Возможности дистанционного образовательных технологий
:1. Удобная доставка учебных материалов.
2. Сертификация знаний, существующая в традиционном учебном процессе в виде контрольных зачетов и экзаменов.
3. Организация обратной связи с учащимися в ходе обучения.
4. Проведение учебного процесса.
5. Автоматические системы оценки знаний.
6. Автоматизированные системы оплаты обучения.
7. Разнообразие учебных ресурсов.
3. Методы и принципы исследования
В данном исследовании были использованы: принцип системности, комплексный, симулякративный, культурологический и герменевтический подходы, а также метод эксперимента. В рамках экспериментальной работы с нейросетями была поставлена гипотеза о возможности повышения уровня качества самостоятельной работы студента с помощью авторского алгоритма запросов к нейросети ChatGPT, которая позволит перевести её в состояние «репетитора» по заданным параметрам, которые могут задаваться из рабочей программы дисциплины.
Цель нашего исследования – создать языковую модель поведения нейросети, которая позволит повысить уровень субъектности у студентов. Для этого нами были реализованы следующие этапы исследования:
1. Анализ научно-исследовательской литературы по использованию нейросетей в образовании, цифровизации образования, проблемы самообразовании студентов – была подобрана научная литература, связанная с образованием, цифровизацией, самостоятельной работой студентов с помощью нейросетей; были обобщены научно-исследовательские материалы, на основе которых была создана языковая модель поведения нейросети.
2. Моделирование – была создана языковая модель поведения нейросети ChatGPT, которая способна обучать пользователя путём многократной проверки заданий, созданных на основе теоретического материала УМК курса. Целью данной модели является поэтапное обучение студента под контролем преподавателя, чтобы закрепить полученные знания на практике.
3. Эксперимент – были поставлены вопросы в соответствии с разработанной языковой моделью поведения нейросети ChatGPT, в результате которых нейросеть выдала учебные материалы и задания по дисциплинам «Высшая математика» и «Правоведение», которые соответствуют РПД дисциплины.
4. Основные результаты
На основе языковой модели поведения нейросети (чат-бота) ChatGPT был написан запрос, который выстраивал языковую модель таким образом, чтобы получился помощник-репетитор, который сможет рассказывать теорию и проверять практические задания, при условии многократного повторения. Эксперимент проводился в рамках дисциплин «Высшая математика» и «Правоведение». На рисунке 1 и рисунке 2 показаны фрагменты работы языковой модели поведения ChatGPT:
Рисунок 1 - Сценарий работы языковой модели
Рисунок 2 - Сценарий работы языковой модели
Рисунок 3 - Prompt (запрос) к чат боту
При использовании данной языковой модели поведения ChatGPT стоит учитывать, что от уровня корректности запроса (prompt) зависит качество выдаваемого материала; поэтому составление данных запросов должен делать преподаватель дисциплины, по которой происходит обучение. Модель рассчитана на систематическую, целенаправленную работу студента в соответствии с РПД.
5. Заключение
Результаты проведенного исследования подтверждают возможность использования нейросетевых технологий, таких как ChatGPT, в качестве эффективного инструмента для поддержки самостоятельной работы студентов (в соответствии РПД). Разработанная языковая модель демонстрирует способность не только предоставлять теоретический материал, но и проверять уровень его усвоение посредством практических заданий. Однако успешное использование подобных технологий требует от студентов и преподавателей высокого уровня цифровых компетенций. В целом, внедрение нейросетей в образовательный процесс открывает новые перспективы для ДОТ в обучении, расширяя доступность качественного образования независимо от географического положения обучающихся и преподавателей. Тем не менее, важным остается вопрос этичности и справедливости использования нейросетевых технологий в учебной деятельности, что требует дальнейшего изучения, регулирования и сертификации.