Как программирование помогло школьнику освоить математику: новый взгляд на ИИ в обучении

Использование больших языковых моделей (БЯМ) в образовании вызывает жаркие споры среди педагогов. Многие учителя и преподаватели сталкиваются с проблемой: как гарантировать, что ученики действительно учатся, а не просто перекладывают всю работу на алгоритмы. Существуют опасения, что эти инструменты могут мешать глубокому осмыслению материала, подменяя собой процесс обучения. В ответ на эти вызовы, некоторые образовательные учреждения прибегают к полному запрету использования БЯМ, хотя и понимают, что обеспечение таких ограничений часто затруднено. Другие разрешают студентам применять БЯМ, но возлагают на них полную ответственность за сдаваемые работы, надеясь, что это заставит учащихся критически относиться к зависимости от технологий. Есть и более креативные подходы, например, задания, где студентам предлагают сгенерировать эссе с помощью БЯМ, а затем самостоятельно оценить и проанализировать его, что помогает выявить как возможности, так и ограничения инструментов.

Вызовы и возможности больших языковых моделей в образовании

Вместе с тем, как отмечают педагоги и студенты, навыки работы с большими языковыми моделями становятся всё более востребованными на рынке труда во многих областях. Это заставляет задуматься о том, как наилучшим образом интегрировать эти технологии в учебный процесс, поскольку они вряд ли исчезнут и уже воспринимаются многими работодателями как часть необходимого инструментария. В поиске оптимальных решений, обозреватели подчеркивают важность изучения практических примеров, демонстрирующих реальную пользу БЯМ как инструмента для обучения.

Неожиданный подход к обучению

Недавно был описан случай, произошедший в одной из семей, который показал, как технологии могут быть эффективно применены для углублённого изучения школьных предметов. В начале учебного года дети получили доступ к некоторым изолированным инструментам для агентного программирования – программам, способным автономно выполнять задачи. Им продемонстрировали, как можно использовать такие инструменты для выполнения относительно простых проектов, чтобы они могли понять как принципы работы, так и существующие ограничения.

Вскоре после этого, 12-летний ребёнок выразил интерес к роли искусственного интеллекта в школах. Во время беседы было подчеркнуто, что использование ИИ для избегания выполнения работы действительно вредит процессу обучения. Однако были также рассмотрены сценарии, когда ИИ может быть по-настоящему полезен. Была приведена аналогия с калькулятором: сначала необходимо освоить базовые арифметические операции вручную, но как только это понимание достигнуто, калькулятор становится абсолютно легитимным инструментом для решения более сложных задач. Он перестает быть "костылём" и превращается в множитель возможностей.

Разработка учебной системы

Эта аналогия, по-видимому, глубоко отложилась в сознании ребёнка. Сначала дети, как и многие пользователи, использовали новые инструменты для создания простых и забавных игр. Однако спустя несколько месяцев, в начале марта, 12-летний школьник сообщил о предстоящем тесте по математике и о том, что некоторые одноклассники организуют онлайн-группу для совместной подготовки. Они вместе разбирали задачи в голосовом чате. После завершения занятия ребёнок ещё некоторое время оставался за компьютером, а затем позвал родителя, чтобы показать свою работу.

“Я запрограммировал систему для подготовки к тесту”, — заявил ребёнок. Это вызвало удивление. Более того, приложение было упаковано в HTML-файл и уже распространено среди участников учебной группы. Ребёнок объяснил, что, поскольку искусственному интеллекту нельзя доверять безоговорочно в плане точности, он самостоятельно проверил все математические вычисления, предложенные ИИ, внося небольшие исправления. Этот процесс проверки, по его словам, помог ему глубже понять материал, чем пассивное изучение.

Полного объяснения причин "ошибок", найденных ребёнком, получить не удалось, но, как предполагается, это были не критические неточности (полностью неверные расчеты или объяснения), а скорее мелкие недочёты, которые были исправлены непосредственно в приложении. После успешной сдачи теста, следующим шагом в выходные стала разработка полноценного учебного инструмента на оставшуюся часть семестра.

Среди прочего, эта новая версия приложения включает всплывающий экранный калькулятор, но только для тех тем, где его использование разрешено на экзаменах. Остается неизвестным, насколько буквально была реализована аналогия с калькулятором, обсуждавшаяся ранее. Приложение также позволяет (ради интереса) настраивать цветовую схему и содержит журнал изменений, отражающий все обновления.

Новый взгляд на роль ИИ в образовании

Существует множество обоснованных опасений по поводу использования ИИ детьми для списывания, и эти опасения совершенно не беспочвенны. Это реальная проблема. Однако представление об "ИИ как инструменте для мошенничества" затмило более интересный вопрос: как выглядит ситуация, когда ребёнок грамотно использует эти инструменты?

Аналогия с калькулятором здесь по-прежнему актуальна: инструмент на базе БЯМ сгенерировал черновик – будь то учебное пособие, набор практических задач или структурированное объяснение материала. Затем ребёнок должен был критически взаимодействовать с этим результатом: проверять вычисления, находить пробелы, вносить исправления. Именно этот процесс верификации стал частью обучения. Инструмент фактически создал условия для более активного и вовлечённого обучения, чем простое прорешивание задач из учебника. И, конечно, он не заменил собой процесс обучения, как опасаются многие в контексте использования этих инструментов в классе. Скорее, наоборот.

Это существенно отличается от представления "ИИ делает вашу домашнюю работу". Домашняя работа в данном случае частично заключалась в проверке работы инструмента – и, как оказалось, это весьма эффективный способ изучения математики.