Defining the concepts of literacy and competences in artificial intelligence in the context of teacher education

Full Text

Постановка проблемы. Одной из ключевых задач развития искусственного интеллекта (ИИ) в Российской Федерации является «повышение уровня компетенций в области искусственного интеллекта и уровня информированности граждан о технологиях искусственного интеллекта»[20]. В связи с этим возникает вопрос определения соответствующих знаний, умений и навыков на всех уровнях образования (среднего общего, профессионального и дополнительного) и выяснения их места в системе компетенций выпускника школы и вуза. В России в высшем образовании поставленная проблема решена только для подготовки «Искусственный интеллект»[21] и ряда непедагогических направлений в рамках образовательного модуля «Системы искусственного интеллекта»[22][23]. Российскими авторами отмечается необходимость определения компетенций в области ИИ для педагогического направления подготовки [1; 2]. В исследовании Н.А. Пахтусовой и др. подчеркивается, что это должны быть новые компетенции педагога, выходящие за рамки ИКТ-компетенций и цифровых компетенций [3]. За рубежом разработаны несколько моделей таких компетенций, наиболее известными из которых являются модели Лонга и Маджерко [4] и ЮНЕСКО [5]. С понятием компетенций тесно связано понятие грамотности. Грамотность в области ИИ определена в зарубежных источниках как новый вид грамотности, который выделился из цифровой грамотности в самостоятельную концепцию [6]. В русскоязычных публикациях определения данного понятия обнаружить не удалось. Таким образом выявлена проблема: с одной стороны, потребность массового обучения искусственному интеллекту обозначена на государственном уровне, а с другой - отсутствует определение и структура компетенций для педагогов в этой области. Цели исследования - изучение подходов к определению и построению моделей компетенций в области ИИ в российских и зарубежных публикациях; установление взаимосвязи понятий «цифровые компетенции - компетенции в области ИИ», «цифровая грамотность - грамотность в области ИИ», «грамотность - компетенции - компетентность в области ИИ»; формулировка определения ИИ-грамотности. Методология. Включает поиск, анализ, систематизацию и обобщение публикаций, посвященных вопросам грамотности и профессиональной подготовки будущих педагогов в сфере ИИ. Поиск русскоязычных статей осуществлен в научной электронной библиотеке eLIBRARY.RU, зарубежных - в научной базе ScienceDirect. Период изучения статей по данной тематике - 2020-2024 гг. Статьи для изучения понятийной области грамотности и компетентности в области ИИ отбирались по следующим направлениям: компетенции в области ИИ; цифровые компетенции; грамотность в области ИИ; цифровая грамотность; компетентность в области ИИ; цифровая компетентность. В ходе проведенного анализа статьи были классифицированы по тематикам исследований, раскрыты понятия «грамотность», «компетенции», «компетентность» в области искусственного интеллекта в контексте педагогического образования, рассмотрены различные подходы к их определению. Методом обобщения выявлены общие свойства исследуемых понятий и их вза имосвязи. Результаты и обсуждения. Для педагогического направления высшего образования и дополнительного профессионального образования в отношении формирования компетенций в области ИИ можно отметить следующее: 1) активно ведется повышение квалификации педагогов: проект МФТИ «Искусственный интеллект: старт в будущее»[24], программа Академии Минпросвещения России «Искусственный интеллект в профессиональной деятельности педагога»[25], программы Федерального реестра дополнительных профессиональных программ[26]; 2) для студентов педагогических вузов на «цифровых кафедрах» проводятся занятия, в том числе по искусственному интеллекту[27]; 3) отсутствует описание знаний, умений и навыков педагога в этой сфере. При анализе российских публикаций о подготовке студентов и школьников в этой области было установлено, что акцент делается на интеграции необходимых навыков в существующую структуру компетенций, а не на создании обособленного набора специфических умений [7; 8]. При формировании соответствующих компетенций у будущих педагогов А.Н. Дробахина и др. рассматривают их в рамках общепрофессиональной компетенции ОПК-9 [9], сформулированной в терминах «современные информационные технологии». В.И. Токтарова и О.В. Ребко включают навыки работы с нейросетями в цифровые компетенции [1]. В статье М.Н. Евстигнеева и др. ИКТ-компетенции преподавателя дополняются новыми знаниями и навыками работы с системами искусственного интеллекта [2]. Таким образом, исследование публикаций российских авторов о развитии ИИ-компетенций в образовании (вузовском и школьном) показывает их включение в существующие ИКТ-навыки (рис. 1). Рис. 1. Взаимосвязь компетенций педагога Figure 1. Relationship of ICT and AI competences в области ИКТ и ИИ (по анализу русскоязычных of educators (by analysing Russian-language статей e-Library) e-Library articles) Источник: создано О.В. Смышляевой, Source: created by Olga V. Smyshliaeva, М.Л. Груздевой. Marina L. Gruzdeva. С понятием компетенции тесно связаны понятия компетентности и грамотности. Проведено исследование соответствующих источников в научной базе e-Library. В результате запроса «компетентность & (искусственный интеллект) & (педагог | учитель | студент | обучающийся | учащийся)» была получена 71 публикация. В ходе изучения и систематизации отобранных статей установлено, что только две публикации отвечают на наш исследовательский вопрос. В них компетентность в сфере искусственного интеллекта включается авторами как часть информационной [10] или цифровой компетентности [11]. Остальные статьи можно сгруппировать следующим образом: 1) ИИ как средство формирования различных компетенций и компетентности студентов и учителя; 2) возможности и риски ИИ в образовании; 3) применение ИИ в преподавании дисциплин и обучении. По запросу «грамотность & (искусственный интеллект) & (педагог | учитель | студент | обучающийся | учащийся)» в e-Library выдано 53 статьи. Прямого упоминания ИИ-грамотности в ответах на данный запрос получено не было. Только одна публикация из рассмотренных созвучна нашему исследованию. В ней рассматриваются вопросы готовности студентов педагогического направления к использованию ИИ-инструментов [3]. Остальные статьи, полученные по данному запросу, можно разделить по группам: 1) искусственный интеллект (ИИ) как средство формирования различных видов грамотности обучающихся: цифровой грамотности, функциональной грамотности, читательской грамотности; 2) проблемы этики и безопасности использования ИИ в образовании; 3) применение ИИ в образовании. Анализ зарубежных источников в рамках нашей темы позволяет сделать вывод о том, что ИИ-компетенции в основном выделяются в отдельный блок. Понятия цифровой грамотности оказывается недостаточно, чтобы описать новые знания, умения и навыки, которыми необходимо обладать при современном уровне развития ИИ: «требуются специальные компетенции, выходящие за рамки традиционной цифровой грамотности» [5]. Разработанная ЮНЕСКО модель компетенций в области искусственного интеллекта для педагога дополняет принятую в 2018 г. систему ИКТ-компетентности педагога, которая остается актуальной для учителей в области преподавания и профессионального обучения с использованием ИКТ и цифровых технологий (рис. 2). Рис. 2. Взаимосвязь компетенций педагога в области ИКТ и ИИ по ЮНЕСКО Источник: создано О.В. Смышляевой, М.Л. Груздевой. Figure 2. Relationship of ICT and AI competences of educators according to UNESCO Source: created by Olga V. Smyshliaeva, Marina L. Gruzdeva. Зарубежными исследователями отмечается значимость формирования грамотности педагогов в области ИИ [4; 12-14]. А.А. Муса и др. определяют ИИ-грамотность как фундаментальные знания и навыки для эффективного использования искусственного интеллекта в качестве инструмента для жизни, обучения и работы в цифровом мире [12]. В исследовании К. Томаса, Ф. Чиу и др. отмечается, что грамотность в области ИИ опирается на цифровую грамотность как на фундамент, но не является ее частью [13]. Основные выводы, которые удалось получить при анализе зарубежных источников следующие: - вопросам грамотности и компетентности педагога в области ИИ уделяется все большее внимание со стороны исследователей (от двух статей в 2020 г. до 11 статей в 2023 г.), но много еще не изученных аспектов [14]; - нет единого определения терминов «грамотность», «компетенции», «компетентность» в области ИИ в контексте педагогического образования; - разработаны несколько моделей компетенций в области ИИ, например модель Лонга и Маджерко [4], модель ЮНЕСКО [5]; - ИИ-грамотность базируется на цифровой, формирование первой возможно только при сформированности второй. Появление концепции грамотности в какой-либо сфере обусловлено широким распространением соответствующего социально-культурного феномена [15]. Быстрое внедрение ИИ-технологий во все сферы жизни и их трансформирующее влияние, признанное в России национальной задачей, создает предпосылки для введения понятия «ИИ-грамотность». Определим грамотность в области искусственного интеллекта (ИИ-грамотность) как совокупность компетенций, позволяющих человеку понимать принципы работы ИИ, правильно оценивать его возможности и ограничения, а также выстраивать эффективное, безопасное и этичное взаимодействие с искусственным интеллектом для решения своих задач. Понимание принципов работы ИИ является первостепенным для всех остальных составляющих ИИ-грамотности. В экспериментальном исследовании А.А. Муса и др. доказана значимая положительная корреляция знания и понимания искусственного интеллекта с другими аспектами грамотности в этой области [12]. ИИ-грамотность также включает освоение нового типа взаимодействия с вычислительной техникой, основанного на диалоге и совместной деятельности. Способность систем ИИ подстраиваться под индивидуальные запросы и имитировать человеческое общение отличает их от прочих цифровых инструментов. Таким образом, определена взаимосвязь ИИ-грамотности и цифровой грамотности, где цифровая грамотность является базой для ИИ-грамотности, но не пересекается с ней. Чтобы работать с системой ИИ нужно уметь работать с цифровыми устройствами, обладать информационной, компьютерной, коммуникативной грамотностью, которые обычно рассматриваются как компоненты цифровой грамотности. Под компетенциями педагога в области искусственного интеллекта (ИИ-компетенциями) будем понимать знания, умения, навыки и установки в этой области для решения повседневных и профессиональных задач. ИИ-компетенции будем рассматривать на трех уровнях: базовом, общепрофессиональном и профессиональном. Базовые ИИ-компетенции позволяют решать повседневные задачи с использованием систем ИИ и обеспечивают ИИ-грамотность. Общепрофессиональные ИИ-компетенции помогают решать общепедагогические задачи. Профессиональные ИИ-компетенции дают возможность справиться с методическими задачами при преподавании определенной дисциплины. Под ИИ-компетентностью будем понимать способность и готовность использовать компетенции в области ИИ в своей деятельности (взаимосвязь рассмотренных понятий показана на рис. 3). Рис. 3. Составляющие ИИ-компетентности педагога Источник: создано О.В. Смышляевой, М.Л. Груздевой. Figure 3. Components of teacher’s AI-competence Source: created by Olga V. Smyshliaeva, Marina L. Gruzdeva. Заключение. В результате изучения российских и зарубежных источников по теме компетенций педагога в сфере ИИ выявлено, что это новая область исследования, где еще нет устоявшейся терминологии и единого мнения о содержимом соответствующих компетенций. Проведенный анализ позволил установить, что в русскоязычных источниках компетенции педагога и компетенции обучающегося в области ИИ рассматриваются как часть цифровых компетенций или ИКТ-компетенций, тогда как в зарубежных источниках компетенции педагога в этой области представляют собой отдельную категорию, не входящую в состав цифровых компетенций. Несмотря на отсутствие понятия ИИ-грамотности в русскоязычных публикациях, фактически ее формирование у педагогов и обучающихся уже ведется, но в основном в рамках дополнительного образования. На основе изученных подходов к определению компетенций, грамотности и компетентности в области искусственного интеллекта было предложено определение этих понятий и установлены взаимосвязи между ними.

About the authors

Olga V. Smyshliaeva

Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University

Author for correspondence.
Email: smyshlolga@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0543-1825
SPIN-code: 1331-8538

Senior Lecturer, Department of Informatics and Information Technologies in Education

1 Ulyanova St, Nizhny Novgorod, 603005, Russian Federation

Marina L. Gruzdeva

Minin Nizhny Novgorod State Pedagogical University

Email: gru1234@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3013-3627
SPIN-code: 7926-9458

Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Department of Service Technologies and Technological Education

1 Ulyanova St, Nizhny Novgorod, 603005, Russian Federation

References

Supplementary files