ЗНАЧИМОСТЬ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ В СИСТЕМЕ СПО

Аннотация. В статье рассматривается роль искусственного интеллекта (ИИ) в процессе преподавания языков программирования в системе среднего профессионального образования (СПО). Прослеживается историческое развитие ИИ в образовательной сфере - от первых обучающих программ до современных систем, использующих машинное обучение для адаптации учебного материала под индивидуальные потребности студентов. Анализируются современные возможности ИИ, включая персонализированное обучение, автоматизацию оценки знаний, генерацию программного кода и применение иммерсивных технологий. Особое внимание уделено влиянию ИИ на качество образования, когнитивные способности и развитие критического мышления учащихся. Подчеркивается необходимость сбалансированного применения ИИ вместе с традиционными методами обучения и формирования у студентов навыков критического анализа и работы с современными технологиями. Представленный материал носит обзорный характер и может служить основой для дальнейших исследований конкретных аспектов использования исскуственного интеллекта в образовательной среде.

Ключевые слова: искусственный интеллект, образовательные технологии, машинное обучение, персонализированное обучение, критическое мышление, языки программирования в СПО.

Введение:

Искусственный интеллект (ИИ) является одной из наиболее быстро развивающихся областей технологии, оказывающей значительное влияние на различные сферы жизни, включая образование. В системе среднего профессионального образования (СПО) искусственный интеллект открывает новые возможности для преподавания языков программирования, позволяя адаптировать учебный процесс под индивидуальные способности и интересы студентов. В данной статье рассматривается роль искусственный интеллект в обучении программированию, начиная с исторического развития образовательных технологий и заканчивая современными подходами, включающими машинное обучение, генерацию кода и иммерсивные технологии. Особое внимание уделяется влиянию искусственного интеллекта на качество образовательного процесса, развитие критического мышления и когнитивных навыков обучающихся.

Исторический обзор:

История использования искусственного интеллекта в образовании имеет свою отправную точку с начало 1960-х годов: в этот период проходили опробирование лингвистические и логико-математические средства, адаптированные для использования в образовательном процессе. Разрабатывались эти средства для предоставления учащимся персонального обучения с учетом их индивидуальных потребностей.

Современное состояние:

Подход с применением машинного обучения (МО) на сегодняшний день становится ключевым в современном образовательном процессе. С помощью МО создаются вариативные учебные системы, которые анализируют взаимодействие учащихся с учебным материалом,  улучшая образовательный опыт и повышая качество обучения.

Перспективы:

• Персонализированное обучение: С помощью исскуственного интеллекта можно будет дополнять индивидуальные учебные планы, основанные на способностях и интересах каждого студента [3, 6].
• Автоматизация оценки: исскуственный интеллект может помочь преподавателям в системе СПО выполнять самые утомительные и трудоемкие задачи, такие как оценивание и выставления баллов за успеваемость, что свои очередь  экономит время [1,  6].
• Генерация программного кода: исскуственный интеллект может помогать в написании программного кода на языках программирования C#, PHP, C++, что позволяет снижать время на составления и написание программного кода [4].
• Иммерсивное обучение: использование виртуальной реальности расширения горизонтов восприятия в период проведения исследования [7].

ИИ и качество образования:

а) Снижение когнитивной нагрузки: Одним из основных опасений, связанных с использованием искусственного интеллекта в образовании, является риск чрезмерного упрощения учебного процесса. Применение исскуственного интеллекта может привести к выполнению значительной части аналитической работы за преподавателей и студентов, что снижает активность обработки информации. В свою очередь, это может минимизировать когнитивные усилия и негативно повлиять на развитие навыков решения проблем и способности к глубокому анализу [1].

б) Развитие критического мышления: искусственный интеллект может предоставлять готовые ответы и решения в минимальные сроки, что может снизить потребность в самостоятельном поиске информации и в критическом анализе. Кроме того, регулярное использование искусственного интеллекта может привести к формированию у обучающихся привычки получать готовые решения, что потенциально подрывает развитие навыков критического мышления, поиска альтернативных подходов и умения оспаривать информацию, предоставляемую исскуственным интеллектом [1].

Использование искусственного интеллекта ускоряет решение рутинных  задач, но требует контроля преподавателя. Рассмотрим, мини-кейс на примере работы студентов  применяем язык программирования  PHP:

Ситуация:

Студент группы 3ПО-323  изучает язык программирования PHP и получает задание «Создать форму обратной связи для сайта».

Использование исскуственного интеллекта:

Студент обращается к ИИ-помощнику (GPT), который предлагает несколько вариантов кода для реализации формы.

Рисунок 1. Пример

Действия студента:

• Выбирает предложенный ИИ 2- вариант кода;
• Преподаватель корректирует задание и просит изменить функционал формы: добавить проверку данных и отправку уведомления на e-mail.

Результаты кейса:

• Студент освоил принципы работы с формами и обработку данных;
• Сокращение времени на выполнение рутинной части задания со снижением когнитивной нагрузки;
• Вмешательство преподавателя способствовало развитию у студента аналитического мышления и формированию творческого подхода к решению задач.

Выводы:

• ИИ помогает ускорить выполнение рутинных этапов работы, но не заменяет необходимости критического анализа и модификации кода;
• Взаимодействие с ИИ формирует баланс между автоматизацией и обучением навыкам самостоятельного решения задач;
• Такой подход повышает эффективность преподавания и делает процесс обучения более интерактивным.

Комментарий:

Использование искуственного интеллекта сокращает время на выполнение задания, но требует от преподавателя дополнительных усилий для поддержки развития критического мышления и аналитических навыков студента.

в) Интеграция активных методов обучения: Для сохранения динамичности и разнообразия в образовательном процессе можно использовать исскуственный интеллект не как основной источник информации, а как дополнительный инструмент для создания интерактивных заданий, проектов или симуляций, которые требуют от студентов активного участия и применения знаний на практике.

г) Совмещение технологий и традиционных методов: Важно сохранять баланс между использованием исскуственного интеллекта и традиционными методами обучения. В процентном выражении традиционные методы обучения составляют 96 процентов, а применение  технологии исскуственный интеллект не должно привышать 4 процентов. Преподаватели должны  интегрировать технологии таким образом, чтобы они дополняли, а не заменяли, обсуждения, дебаты, групповые проекты и другие формы активного обучения, способствующие увеличению когнитивной нагрузки и развитию критического мышления [2].

д) Обучение навыкам работы с исскуственным интеллектом: Одним из ключевых аспектов является формирование у преподавателя умений правильно использовать искусственный интеллект, критически оценивать его выводы, понимать его возможности и ограничения, а также применять его как инструмент, способствующий более эффективному усвоению учебного материала [3, 5].

е) Поддержка исследовательского подхода: Немаловажно поощрять исследовательский подход в обучении, при котором искусственный интеллект выступает в роли вспомогательного инструмента для формирования гипотез и сбора данных, а не как единственный источник истины, что позволяет сохранять разнообразие и динамичность образовательного процесса.

Заключение:

Искусственный интеллект обладает потенциалом существенно трансформировать процесс преподавания языков программирования в системе СПО, делая обучение более персонализированным, интерактивным, но неэффективным. Вместе с тем, исскуственный интеллект должен использоваться как вспомогательный инструмент, дополняющий традиционные методы обучения, а не заменяющий их полностью. Сбалансированное применение исскуственный интеллект позволяет повысить качество образовательного процесса, стимулировать активное мышление студентов и развивать критические навыки анализа информации. Дальнейшие исследования могут быть направлены на оценку конкретных методик интеграции исскуственный интеллект в обучение программированию, а также на изучение их влияния на когнитивные и профессиональные навыки студентов.

Примечание:

В данной статье представлен обзорный характер роли исскуственного интеллекта в образовании. Для более детального анализа конкретных аспектов требуются отдельные исследования и обсуждения.