Роль ШІ у розвитку інклюзивної освіти з акцентом на персоналізацію навчання та забезпечення різноманітних потреб учнів
Автори: Михайло Каліткін (CPO, Unowa Польща), Сергій Штурхецький (PhD, Україна), Андрій Вишняк (CEO, Unowa Польща)
Список скорочень, що використовуються
ШІ - Штучний інтелект
ІПР – Індивідуальна програма розвитку
ООП - Особливі освітні потреби
Для початку важливої розмови про інклюзивну освіту та перспективи її розвитку та у зв'язку зі стрімким поширенням технологій на підставі штучного інтелекту (ШІ) необхідно визначитися з деякими поняттями.
По-перше, що таке інклюзія? Інклюзія – це процес активного включення людей з особливими освітніми потребами (ОВП) у суспільне життя. Це важливий принцип освіти, який підтримує участь всіх учнів у загальноосвітніх класах, незалежно від своїх здібностей та/або особливостей розвитку, наявності захворювань, отриманих раніше травм тощо.
По-друге, що ми розуміємо під ООП? ООП, чи особливі освітні потреби - це умова, у якому учень відчуває значні труднощі у навчанні чи має інвалідність, яка потребує спеціального освітнього підходу. Це може бути пов'язано з фізичними чи психічними порушеннями, які серйозно впливають на здатність учнів виконувати звичайні повсякденні завдання та навчатися у загальноосвітній школі.
І, нарешті, що таке інклюзивне освіту? Інклюзивна освіта – це освітній процес, у якому діти з ОВП набувають знань та навичок, необхідних для того, щоб стати успішними членами суспільства, у загальноосвітніх школах.
Навіщо взагалі потрібна інклюзивна освіта? Відповідаючи на це питання, зазначимо, що інклюзивна освіта спрямована на те, щоб допомогти учням з ОВП подолати перешкоди, розкрити свій академічний потенціал та сприяти їхньому соціальному, емоційному та особистісному розвитку. Це також спосіб надати всім дітям рівні можливості для навчання та розвитку навичок, необхідних для успішного життя.
У чому різниця між інклюзивною освітою та “звичайною”? У чому власне полягають проблеми впровадження інклюзивної освіти? Діти з ООП отримують ті ж навички, що й інші діти, але їм потрібно більше уваги та зусиль. Вони потребують індивідуальних підходів, включаючи спеціальні методи навчання та оцінки, а також додаткові інструменти. Крім того, для роботи з такими дітьми потрібні спеціально підготовлені вчителі.
Застосування ШІ в інклюзивній освіті
Спочатку визначаємо основні етапи роботи з дитиною у процесі інклюзивної освіти (див. рис.1). Це такі етапи як:
Рис.1. Основні етапи (напрямки) роботи з дитиною в процесі інклюзивної освіти (на основі матеріалів https://www.cyberquantic.com/)
Детальніше розглянемо можливості та практику застосування ШІ у кожному із зазначених етапів.
Тестування навичок, протоколи розвитку та їх використання
Основною метою тестування є виявлення базового рівня навичок дитини в порівнянні з однолітками, що типово розвиваються, по всіх сферах розвитку (когнітивна/академічна, логопедична, сенсорна, фізична, соціальна і побутова).
Діти з ООП можуть мати затримку у розвитку, навички можуть розвиватися нерівномірно, часто вік розвитку відповідає календарному віку. Тому для визначення рівня навичок дитини необхідно провести всеосяжне глибоке тестування за вищезгаданими шістьма сферами розвитку.
Якщо дитина потребує індивідуальної програми розвитку, тестування допоможе: вибрати конкретні цілі, спираючись на дефіцити кожної конкретної дитини; проаналізувати сильні та слабкі сторони дитини; скласти індивідуальну програму навчання; відстежувати прогрес навчання.
Протокол розвитку створюється з урахуванням результатів тестування і є практичним керівництвом до роботи з конкретними дефіцитами дитини. У цьому документі описуються конкретні кроки та методи, які потрібно застосувати для розвитку певних навичок.
Протокол розвитку не є статичним; він передбачає постійний моніторинг та оцінку, щоб відстежувати ефективність застосовуваних методів та коригувати їх за необхідності. Таким чином, протокол розвитку є інструментом, який допомагає фахівцям та батькам якнайкраще організувати процес розвитку та навчання дитини.
ШІ для автоматизації аналізу даних та формування рекомендацій
У цьому контексті ШІ може бути застосований для обробки великих обсягів даних, зібраних під час тестування навичок у дітей. Алгоритми машинного навчання можуть автоматично аналізувати ці дані, виявляти закономірності та кореляції, що у свою чергу дозволить сформувати більш точні та індивідуалізовані протоколи розвитку. Наприклад, ШІ може визначити, які методи навчання найбільш ефективні для дітей з певними видами ОВП та автоматично генерувати рекомендації для фахівців та батьків.
Створення та індивідуалізація протоколів розвитку є одним із завдань, яке успішно може вирішити впровадження ШІ. Адже за допомогою ШІ можна створити базу даних ефективних протоколів розвитку, яка постійно оновлюватиметься на основі останніх досліджень та практичних спостережень. ШІ може автоматично індивідуалізувати ці протоколи для кожної дитини на основі її унікальних характеристик та потреб. Це дозволить не лише прискорити процес розробки індивідуальних планів, а й зробити їх більш точними та ефективними.
Моніторинг та корекція протоколів також є перспективною областю для застосування ШІ в інклюзивній освіті. ШІ може бути використаний для постійного моніторингу ефективності застосовуваних методів та корекції протоколів у реальному часі. Наприклад, система може автоматично відстежувати прогрес дитини та пропонувати зміни у протоколі розвитку, якщо поточні методи не приносять бажаного ефекту.
Таким чином, ШІ може суттєво покращити якість та ефективність процесу інклюзивної освіти, роблячи її більш персоналізованою та адаптивною.
Індивідуальна програма розвитку (ІПР) та адаптація академічної програми - ще одна суттєва сфера застосування ШІ. Адже ІПР є ключовим документом для дитини з особливими освітніми потребами (ООП) у загальноосвітньому середовищі. Ця програма розробляється на основі детального аналізу потреб та можливостей дитини та призначена для забезпечення її повноцінного розвитку та навчання.
Компонентами розробки ІПР є такі: тестування базового рівня розвитку навичок; розробка протоколів розвитку, постановка об'єктивних цілей; дотримання плану: застосування різних методів навчання; моніторинг та корекція ІПР; модифікація та адаптація академічної програми
ШІ для моніторингу та чек-листів
У сучасних системах освіти можливе використання ШІ для автоматичного моніторингу ефективності застосовуваних методик та підходів у рамках ІПР.
Наприклад, ШІ може аналізувати дані, зібрані за допомогою чек-листів, та автоматично пропонувати коригування в індивідуальному плані розвитку дитини. Це дозволить швидко адаптувати методи навчання та сконцентруватися на найефективніших підходах.
ШІ для адаптації академічної програми
ШІ може бути використаний для створення адаптивних навчальних програм, які змінюються в реальному часі залежно від потреб та успіхів дитини.
Наприклад, якщо навчальна програма включає різні завдання чи матеріали на тему "Свинка Пеппа", ШІ може автоматично адаптувати ці завдання для дитини з ОВП, враховуючи її індивідуальні потреби та поточний рівень розвитку (Рис.2)
ШІ для індивідуалізації ІПР
З використанням ШІ можна проаналізувати великі обсяги даних про розвиток дитини та створити на їх основі глибоко індивідуалізовані програми.
Це особливо актуально для дітей з різними формами ОВП, оскільки кожна дитина унікальна і потребує індивідуального підходу.
Допоміжні засоби навчання
Для дітей з ОВП допоміжні засоби навчання часто стають невід'ємною частиною їхнього освітнього процесу. Вони можуть включати медичні пристрої, такі як слухові та мовні апарати, а також освітні інструменти, такі як візуальні підказки, соціальні історії та візуальні стратегії.
Приклади використання ШІ для генерації системи PECS (Picture Exchange Communication System):
ШІ може автоматично створювати персоналізовані картки для кожної дитини на основі її інтересів, потреб та рівня розвитку. Наприклад, якщо дитина часто просить певний вид їжі, ШІ може генерувати картку із зображенням цієї їжі (див. рис.3) і картинкою мами, допомагаючи таким чином дитині легше висловити свої потреби ("Мамо, я голодний").
Рис.3. Приклад використання ШІ для генерації системи PECS (Picture Exchange Communication System)
ШІ для персоналізації візуальних стратегій та соціальних історій
ШІ може аналізувати поведінку та переваги дитини, щоб створити більш персоналізовані візуальні стратегії або соціальні історії, які будуть більш ефективними у спілкуванні. Наприклад, якщо дитина віддає перевагу певним кольорам або формам, ці параметри можуть бути інтегровані в дизайн карток.
Рис.4. Створення анімаційного та реалістичного героїв на основі реальної дитини, генерація проводиться за допомогою сервісів ШІ
ШІ для моніторингу ефективності
ШІ може відслідковувати, які картки чи методики найбільш ефективні для дитини, та пропонувати коригування у реальному часі.
Використання ШІ у розробці та застосуванні допоміжних засобів навчання може значно покращити якість та ефективність інклюзивної освіти.
Команда супроводу
Більшість успіху інклюзії — це ефективна команда. Команда, у якій кожна людина розуміє і виконує свої професійні функції. До складу команди супроводу можуть входити (Рис.5):
Рис.5. Склад команди супроводу.
Завдання команди супроводу:
Приклади використання ШІ: Рекомендаційні системи для педагогів:
ШІ може надавати рекомендації з методик та матеріалів для навчання дітей з ОВП, на основі аналізу ефективності застосовуваних методик та індивідуальних характеристик кожної дитини. ШІ може класифікувати та пропонувати найбільш ефективні світові практики та методики роботи з ОВП, роблячи їх легко доступними для команди супровод
Навчання та підтримка для викладачів:
Інтерактивні чат-боти та віртуальні помічники на базі ШІ можуть проводити курсові модулі для вчителів, допомагаючи їм краще розуміти та застосовувати інклюзивні методики навчання.
Комунікація з батьками:
ШІ може автоматизувати рутинну комунікацію між школою та батьками, наприклад, надсилати автоматичні повідомлення про прогрес дитини, майбутні заходи або потреби в консультації.
Боротьба з дискримінацією
ШІ може аналізувати тексти, аудіо та відеоматеріали, що використовуються в освітньому процесі, на предмет дискримінаційного чи упередженого змісту, та пропонувати альтернативи для створення більш інклюзивного освітнього середовища.
Висновок
Потенціал застосування ШІ в інклюзивній освіті надзвичайно великий. Штучний інтелект є перспективним інструментом для поліпшення якості інклюзивної освіти. Використання ШІ може суттєво оптимізувати процеси діагностики, навчання та моніторингу, роблячи їх більш персоналізованими та ефективними. Він може допомогти педагогам та фахівцям швидко адаптуватися до індивідуальних потреб кожної дитини, надаючи аналітичну підтримку та автоматизовані рішення.
Штучний інтелект вже зараз пропонує безліч можливостей для покращення якості інклюзивної освіти. Тому ми закликаємо наших читачів не лише вивчати можливості цих технологій, а й активно застосовувати їх на практиці, при цьому, звісно, не забуваючи про необхідність врахування етичних аспектів.
Додаток
Приклади реального використання технологій ІІ в освіті
(за матеріалами https://www.cyberquantic.com/)
For: Students, teachers (content providers), third-party services (via experience API), academic researchers (sets of eduDATA)
Scope: 2,5 million users (247]
Goal: Improved Customer Experience
For: Employees, job requirements, training requirements
Scope: Find skill requirements and relevant training based on an employees
career objectives.
Goal: Improved Customer Experience
For: Foreign language learners
Scope: Keeping foreign language learners engaged with Deep Learning in the
Duolingo app.
Goal: Improved Customer Experience, Increase Revenues
For: Students, teachers, schools, governments
Scope: This scheme is a full range of products and integrated solutions for teaching, examination, evaluation, management, and learning.
Goal: Improved Employee Efficiency
For: All age groups with the goal of learning a foreign language.
Scope: A foreign language learning mobile program for all age groups that
adapts to the student and builds an individual learning track based on artificial intelligence.
Goal: Improved Customer Experience
For: Online course creators and online learners.
Scope: Empowering course creators to focus on complex decision-making and creativity with Computer Vision and Natural Language
Processing.
Goal: Improved Employee Efficiency
For: Students, parents, teachers.
Scope: The robot is designed to support children's education.
Goal: Improved Customer Experience
For: Marking teachers and technicians
Scope: The system can realize intelligent detection and grading of all
subjective questions.
Goal: Improved Employee Efficiency
For: Online course creators.
Scope: Intelligently generate, curate, and recommend content educational
content.
Goal: Improved Customer Experience
Використані джерела та рекомендована література
1. Штучний інтелект та інклюзивна освіта. Спекулятивне майбутнє та нові практики Artificial Intelligence and Inclusive Education: Speculative Futures and Emerging Practices | SpringerLink https://link.springer.com/book/10.1007/978-981-13-8161-4
2. Персоналізована освіта та штучний інтелект у США, Китаї та Індії: систематичний огляд з використанням моделі «Людина в циклі»: -Loop model - ScienceDirect https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666920X22000236
3. ШІ має потенціал для вирішення деяких із найсерйозніших проблем у сучасній освіті та може внести інноваційні методи викладання та навчання: ЮНЕСКО https://www.unesco.org/en/digital-education/artificial-intelligence
4. ШІ в інклюзивній освіті для студентів з-поміж меншин. МДПІ https://www.mdpi.com/2071-1050/14/20/13572
5. Роль штучного інтелекту у перетворенні класних кімнат. Мовний журнал https://www.languagemagazine.com/2023/05/31/the-importance-of-artificial-intelligence-in-education-for-all-students/
6. Роль штучного інтелекту освіти. Індустрія електронного навчання https://elearningindustry.com/5-main-roles-artificial-intelligence-in-education
7. Якість моделей штучного інтелекту для лідерів освіти. Управління освітніх технологій https://tech.ed.gov/ai/
8. Вплив ІІ на майбутнє освіти. Звіт Уайтхауса https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/12/TTC-EC-CEA-AI-Report-12052022-1.pdf
9. Проблеми та можливості ІІ в освіті. Документ ЮНЕСКО https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000366994
10. AI Empowers Learning with Adaptive Online Course Content Delivery https://www.linkedin.com/pulse/ai-driven-empowers-learning-adaptive-online-course/
11. Освітня компанія Unowa https://unowa.eu/ru/home-ru/
