Диссертация

Объект исследования: подготовка студентов педагогических специальностей вузов к использованию информационных и телекоммуникационных технологий в профессиональной деятельности.

Предмет исследования: содержание, методы и средства подготовки будущих педагогов к использованию информационных и телекоммуникационных технологий, предусматривающие применение систем искусственного интеллекта в рамках учебных диалогов.

Цель исследования: определить, каковы должны быть подходы к реализации учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта, архитектура таких систем, а также методика предъявления подобных диалогов обучающимся для повышения эффективности подготовки студентов педагогических специальностей вузов к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности посредством формирования определяющей и содержательной рефлексии.

Основными методами исследования являются методы теоретического исследования, а именно: исследование и анализ научно-литературных источников в области применения систем искусственного интеллекта в рамках учебных диалогов для формирования рефлексии у студентов – будущих педагогов, специфики подготовки педагогов к применению информационных технологий в образовательном процессе, обобщение подходов к применению цифровых ресурсов для формирования рефлексии; методы эмпирического исследования, а именно констатирующий и формирующий эксперимент, методы математической статистики для обработки экспериментальных данных.

Теоретическая значимость исследования заключается в обосновании варьирования возможностей и преимуществ использования информационных технологий педагогами в зависимости от владения ими разными видами рефлексии (формальная, определяющая и содержательная), предложены и описаны подходы к реализации соответствующего образовательного процесса, направленного на воспроизведение готового знания, направленного на активное создание знания для подготовки педагогов к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности на основе учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта. На основе этого обоснованы целесообразность и необходимость учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта для формирования требуемых видов рефлексии у студентов педагогического вуза. Конкретизированы умения педагогов относительно использования информационных технологий в профессиональной деятельности (оценка цифрового ресурса с точки зрения содержания предмета и текущих педагогических задач, критическое рассмотрение оснований для отбора цифрового ресурса, оценка содержания и способа реализации педагогического подхода с помощью цифрового ресурса и другие). Обосновано положительное влияние учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта на эффективность подготовки будущих педагогов к использованию информационных технологий.

Практическая значимость исследования:

- отобраны, систематизированы и описаны методы обучения, учебные задания и другие практические разработки для подготовки студентов – будущих педагогов;

- предложены критерии и способы практической оценки для отбора цифровых ресурсов, реализующих учебные диалоги с использованием или без использования технологии искусственного интеллекта, на основании которых осуществлено сравнение и показана недостаточность имеющихся средств для использования в рамках требуемой подготовки педагогов;

- разработана архитектура, доработана и настроена информационная система «Программа диалоговых симуляций «Dailo», позволяющая создавать и настраивать учебные диалоги с применением систем искусственного интеллекта для формирования определяющей и содержательной рефлексии у студентов, через линейный диалог с вариативными сюжетными сценариями, диалог-тренинг с вариантами ответа и заданиями, диалог-игру с различными вариантами прохождения и «чек-поинтами»;

- сформирован комплект материалов для взаимодействия преподавателей и студентов в условиях интеграции учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта в рамках общеуниверситетского учебного курса «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании», включающий содержание, планы и материалы для занятий, структуру и сценарии учебных диалогов и описание самостоятельных заданий с их использованием. Приведены примеры внедрения таких материалов в образовательный процесс.

В ходе проведенного исследования были получены следующие основные выводы и результаты:

1. На основании анализа научно-педагогических основ и существующего этапа развития педагогического образования выявлены и описаны существующие подходы к подготовке учителей в области информатики и использования информационных технологий, за счет чего сформулированы и систематизированы ключевые проблемы, обусловленные, в том числе, и недостаточным уровнем сформированности разных видов рефлексии у педагогов. В числе выявленных проблем недостаточная степень изученности вопросов формирования рефлексии у будущих педагогов в рамках их подготовки к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности, недостаточность педагогических инструментов для формирования определяющей и содержательной рефлексии студентов педагогических вузов, недостаточное исследование признаков и устройства учебного диалога как основы образовательного процесса, который способствовал бы формированию рефлексии у студентов педагогических вузов, отсутствие исследований применимости информационных и телекоммуникационных технологий, в частности технологий искусственного интеллекта, для реализации учебных диалогов, обладающих эффектом, способствующим формированию требуемых видов рефлексии у студентов педагогических вузов;

2. Разработана модель подготовки педагогов к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности на основе учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта. В модели систематизированы методы формирования рефлексии в рамках образовательного процесса, содержание, методы и средства, рекомендуемые для использования в образовательном процессе учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта. Модель предусматривает добавление в образовательный процесс серии учебных диалогов, состоящей из обучающего, диагностического и формирующего компонентов, а также определяет задачи информатизации через описание формирующего эффекта и, тем самым, описание преимуществ, которые могут быть достигнуты (повышение уровня сформированности рефлексии, повышение эффективности подготовки студентов – будущих педагогов к осуществлению профессиональной деятельности на базе использования информационных технологий);

3. Предложены требования для оценки и отбора цифровых ресурсов, реализующих учебные диалоги с использованием или без использования технологии искусственного интеллекта, на основании которых осуществлено сравнение и показана недостаточность имеющихся средств для использования в рамках требуемой подготовки педагогов. Разработана архитектура информационной системы для реализации учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта в соответствии с задачами по подготовке будущих педагогов. Произведена доработка информационной системы «Программа диалоговых симуляций «Dailo» в соответствии с разработанной архитектурой. Осуществлена реализация и настройка учебных диалогов для применения в рамках образовательного процесса педагогического вуза для формирования определяющей и содержательной рефлексии у студентов через линейный диалог с вариативными сюжетными сценариями, диалог-тренинг с вариантами ответа и заданиями, диалог-игру с различными вариантами прохождения и «чек-поинтами»;

4. В соответствии с положениями модели предложен комплект материалов для взаимодействия преподавателей и студентов в условиях интеграции учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта в рамках общеуниверситетского учебного курса «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании», включающий содержание, планы и материалы для занятий, структуру и сценарии учебных диалогов и описание самостоятельных заданий с их использованием. Приведены примеры внедрения таких материалов в образовательный процесс;

5. Разработаны рекомендации, определяющие структуру, виды и сценарии учебных диалогов в зависимости от задач по применению таких диалогов, а также пример комплекта материалов для интеграции учебных диалогов в образовательных процесс в рамках подготовки студентов педагогических специальностей вузов. В числе разработанных материалов планы занятий с использованием учебных диалогов, презентации для изучения отдельных тем с интеграцией учебных диалогов, сценарии конкретных учебных диалогов и задания для студентов для изучения разделов и тем курса «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании»;

6. Определены и описаны в таблицах критерии эффективности образовательного процесса с применением учебных диалогов на базе систем искусственного интеллекта, в числе которых критерии для диагностики определяющей и содержательной рефлексии, критерии для диагностики эффективности применения студентами информационных технологий в рамках разработки плана урока и другие критерии;

7. Благодаря серии экспериментов и математической обработке их результатов подтверждено, что существует взаимосвязь между сформированностью определяющей и содержательной рефлексии у студентов педагогических специальностей вузов и эффективностью применения ими информационных технологий в педагогической деятельности. Кроме того, показано, что развитие системы подготовки студентов педагогических специальностей вузов на основе предложенной модели, разработанных содержания, методов и средств обучения, а также сценариев учебных диалогов с применением технологии искусственного интеллекта способствует через формирование разных видов рефлексии у студентов повышению эффективности их подготовки к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности.