Введение
В эпоху цифровизации многих процессов в обществе особую актуальность приобретает исследование роли цифровых образовательных ресурсов в образовательном процессе. Появляются всё новые и новые технологические решения, которые находят применение в сфере образования, становясь качественнее и доступнее.
Этот процесс выдвигает перед педагогическим сообществом ряд существенных вызовов. Преподаватели, стоящие у истоков подготовки будущих педагогов, сталкиваются с необходимостью формирования у обучающихся компетенций в области применения информационных технологий. Важнейшими навыками становятся способность оценивать качество цифровых решений и проводить их апробацию. При этом ключевым аспектом выступает понимание уместности применения того или иного инструмента в контексте конкретных образовательных задач и поставленных целей [1].
Как отмечают В.В. Гриншкун, П.В. Кузьмин, современные образовательные программы должны выходить за рамки простого формирования практических навыков [2; 3]. Они призваны формировать целостное цифровое мировоззрение педагога, развивая способность осмысленно и обоснованно выбирать информационные технологии для решения конкретных образовательных задач.
Данное исследование посвящено разработке методики подготовки педагогических работников к применению информационных технологий в профессиональной деятельности. Ключевое предположение исследования заключается в том, что успешная подготовка педагогов возможна через развитие у них рефлексии. Такой подход обусловлен тем, что внедрение цифровых образовательных ресурсов в образовательный процесс требует от педагога глубокого понимания собственного педагогического замысла и способности его реализации. Это предполагает наличие у педагога способности не только к проектированию образовательного процесса и педагогических действий, но и также умения оценивать уместность и эффективность применения цифровых образовательных ресурсов в конкретной педагогической ситуации [4].
Для принятия обоснованного решения о внедрении цифрового образовательного ресурса педагогу необходимо понимать, обладает ли он достаточной информацией о возможностях и ограничениях данного инструмента, уметь анализировать имеющиеся данные и делать выводы о целесообразности его использования. В процессе применения инструмента педагогу важно отслеживать эффективность его использования, оценивать, насколько с помощью данного инструмента удается достичь запланированных образовательных результатов, своевременно корректировать педагогические действия [5; 6].
После завершения занятия с применением внедряемого цифрового образовательного ресурса педагог должен уметь анализировать полученные результаты, сопоставлять их с изначальными целями, оценивать вклад цифрового образовательного ресурса в достижение образовательных результатов и делать выводы для дальнейшей работы. Все эти компетенции: принятие решения о внедрении цифрового образовательного ресурса, анализ данных об эффективности его использования, анализ результатов и сопоставление их с изначальным проектом занятия, требуют высокого уровня сформированности рефлексии, которая позволяет педагогу осознанно и целенаправленно интегрировать информационные технологии в свою профессиональную деятельность [7].
В контексте данного исследования определяются следующие типы рефлексии: определяющая и содержательная рефлексия [8]. Определяющая рефлексия позволяет педагогу или студенту оценить текущую задачу через призму предыдущего опыта, определить, является ли задача для него новой, и выявить недостающие знания или навыки, необходимые для успешного решения задачи, особенно в контексте интеграции цифровых образовательных ресурсов. Педагог с развитым умением определяющей рефлексии умеет адекватно оценивать собственные компетенции, устанавливать критерии результативности и при необходимости обращаться к дополнительным источникам знаний [9; 10].
Содержательная рефлексия представляет собой более высокий уровень профессионального мышления. Она даёт педагогу возможность не просто диагностировать проблемные зоны, но и самостоятельно разрабатывать стратегии их преодоления, корректировать ход решения задачи в процессе ее решения, понимать, работает ли выбранный способ решения, и в чем конкретно он не работает, изменять и дорабатывать способ решения задачи при необходимости. При применении цифровых образовательных ресурсов в образовательном процессе содержательная рефлексия позволяет педагогу адаптировать успешные решения к другим задачам, учитывая различные типы образовательных ситуаций и ожидаемые образовательные результаты [11; 12].
Методика представляет собой использование учебных диалогов с применением технологии искусственного интеллекта, в рамках которых студенты решают кейсы педагогического проектирования с помощью цифрового персонажа, который задает им вопросы, реагирует на их ответы и предоставляет им необходимые данные для принятия решений. Подробнее методика была описана в предыдущих исследованиях [8; 13; 14].
Таким образом, целью исследования являлось доказательство эффективности методики подготовки студентов – будущих педагогов к применению информационных технологий в профессиональной деятельности с помощью формирования определяющей и содержательной рефлексии путем участия студентов в учебных диалогах с применением технологий искусственного интеллекта.
Материалы и методы исследования
Исследование реализовано посредством педагогического эксперимента, где независимой переменной было применение методики подготовки студентов – будущих педагогов к использованию информационных технологий, реализованной с применением систем искусственного интеллекта, а зависимой переменной – повышение уровня эффективности использования информационных технологий.
Выборка состояла из 77 студентов ГАОУ ВО города Москвы «Московский городской педагогический университет» бакалавриата и магистратуры, которые изучали курс «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании». Распределение испытуемых между экспериментальной и контрольной группой проводилось случайным образом. Так как педагогический эксперимент проводился в рамках университетских занятий, было решено примерно половину каждой группы определить как экспериментальную, другую половину – как контрольную. Возраст студентов составил от 19 до 24 лет.
Исследование проводилось в течение одного семестра с февраля по июнь 2024 года и состояло из трех этапов: вначале проводилась входная диагностика уровня эффективности применения информационных технологий, а также уровня сформированности определяющей и содержательной рефлексии; вторым этапом проводилось обучение студентов в течение 6 занятий для каждой группы; третьим этапом производилась контрольная диагностика уровня эффективности применения информационных технологий, а также уровня сформированности определяющей и содержательной рефлексии.
Полученные данные диагностики были переведены в числовой формат согласно критериям, описанным ранее в работе автора [8]. Для диагностики сформированности определяющей и содержательной рефлексии использовались следующие критерии. Для диагностики определяющей рефлексии: студенты фиксируют недостаточность условий или излишнее условие для решения задачи (недостаточность данных), отсутствие способа решения задачи, обращаются с запросом на дополнительную информацию. Для диагностики содержательной рефлексии: студенты планируют действие, анализируют процесс его выполнения, корректируют действие в ходе его реализации, фиксируют и обобщают действие, переносят способ действия на другие задачи [8]. Подробное описание и обоснование способов диагностики эффективности применения информационных технологий в профессиональной деятельности педагога и критериев диагностики рефлексии было приведено в одном из более ранних исследований [15].
Числовые данные были обработаны с помощью U-критерия Манна – Уитни, так как он хорошо подходит для непараметрических и малых выборок. Обработка данных была произведена в программе SPSS.
Результаты исследования и их обсуждение
Описание эксперимента
В ходе эксперимента в рамках курса «Информационные и телекоммуникационные технологии в образовании» студенты изучали, какие есть цифровые образовательные ресурсы и как можно их применять в педагогической деятельности. Отдельно и углубленно изучалась тема оценки эффективности применения цифровых образовательных ресурсов в профессиональной деятельности педагога, а именно типы и особенности применения метрик.
Для реализации эксперимента были использованы учебные диалоги с применением искусственного интеллекта на базе приложения Dailo. В рамках учебных диалогов студенты разговаривали с «наставником» и «персонажем» относительно эффективности цифрового образовательного ресурса, отвечали на их вопросы, запрашивали дополнительную информацию и задавали вопросы в диалоге и т.д.
В учебный диалог была интегрирована схема рефлексивного действия как по отношению к действию определяющей, так и содержательной рефлексии: остановка, фиксация, объективация и отчуждение [15]. На уровне повествования (нарратива) данные действия реализовывались в виде диалога, когда студенты примеряли на себя роль профессионального педагога и проговаривали, как они будут действовать перед тем, как начать решать задачу выбора и оценки цифровых образовательных ресурсов в рамках сюжетной задачи и как они будут действовать в процессе и после решения задачи. Затем в рамках учебных диалогов обучающиеся решали эту задачу. Изображение интерфейса учебных диалогов приведено ниже (рис. 1).
Функция искусственного интеллекта в рамках данного диалога заключалась, с одной стороны, в имитации общения, так как системы искусственного интеллекта обеспечивают синтез и распознавание речи, что позволяет создать эффект, как будто персонаж «слышит» и «отвечает» пользователям. С другой стороны – в семантическом анализе речи пользователей, что позволяет сделать диалог вариативным и по-разному реагировать на ответы испытуемых в соответствии с разными сценариями, заложенными заранее преподавателем.
Рис. 1. Иллюстрация приложения Dailo Источник: составлено автором по материалам разработанного приложения https://dailo.co/
Экспериментальная группа изучала курс в рамках учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта, контрольная группа изучала тему в рамках традиционных учебных диалогов с преподавателем. Каждое занятие представляло собой небольшую теоретическую вводную о тех или иных новейших цифровых образовательных ресурсах, после чего следовала практическая часть в виде решения кейсов: студенты из экспериментальной группы пробовали применить какие-либо цифровые образовательные ресурсы на основе данных в диалогах с искусственным интеллектом (индивидуально), студенты из контрольной группы решали кейс также индивидуально, а затем обсуждали свое решение с преподавателем, где им нужно было обосновать, какое решение они предложили и почему именно такое решение, на основе данных из кейса. В начале и конце эксперимента проводилась диагностика уровня эффективности применения информационных технологий в педагогической деятельности и диагностика уровня рефлексии. В целях диагностики уровня эффективности применения информационных технологий студенты составляли план урока, в рамках которого было необходимо применить и обосновать применение информационных технологий. Для диагностики уровня сформированности рефлексии студенты участвовали в учебных диалогах, где необходимо было решать кейсы по принятию решений на основе неполных данных относительно педагогической деятельности.
Описание результатов
В результате были получены данные относительно изменений рефлексии в экспериментальной и контрольной группах, а также относительно изменения уровня эффективности применения информационных технологий в экспериментальной и контрольной группах.
Результаты измерения рефлексии
В результате были получены четыре набора данных: данные проявления характеристик рефлексии экспериментальной группы «до и после» и данные проявления характеристик рефлексии контрольной группы «до и после». Результат, полученный с помощью обработки данных статистическим критерием, подтверждает значимые различия в распределении данных в экспериментальной группе и отсутствие значимых различий в распределении данных в контрольной группе.
Для иллюстрации различий между наборами данных можно использовать график, показывающий динамику между средними значениями уровня сформированности определяющей и содержательной рефлексии в экспериментальной и контрольной группах до и после проведения эксперимента (рис. 2).
Анализ графика позволяет заключить, что уровень сформированности рефлексии в экспериментальной группе, после обучения студентов-педагогов посредством учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта, продемонстрировал значительный рост и статистически значимое отличие от средних показателей. В то же время в контрольной группе уровень сформированности рефлексии существенно не изменился. Это в свою очередь означает, что участие в учебных диалогах с использованием технологий искусственного интеллекта действительно повлияло на проявление характеристик рефлексивного действия по отношению к педагогическому действию студента.
Рис. 2. Динамика средних значений уровней сформированности рефлексии в экспериментальной и контрольной группах до и после обучения
Рис. 3. Динамика средних значений уровней эффективности использования информационных технологий в рамках составления плана урока в экспериментальной и контрольной группах до и после обучения с помощью учебных диалогов
Результаты измерения уровня эффективности применения информационных технологий
В результате измерения были получены четыре набора данных: данные проявления уровня эффективности использования информационных технологий экспериментальной группы «до и после» и данные проявления уровня эффективности использования информационных технологий контрольной группы «до и после». Результат, полученный с помощью обработки данных статистическим критерием, подтверждает значимые различия в распределении данных в экспериментальной группе и отсутствие значимых различий в распределении данных в контрольной группе. Для иллюстрации различий между наборами данных можно использовать график, показывающий динамику между средними значениями уровня эффективности использования информационных технологий экспериментальной и контрольной группы до и после проведения эксперимента (рис. 3).
Анализ графика позволяет заключить, что уровень эффективности использования информационных технологий в экспериментальной группе, после обучения студентов-педагогов посредством учебных диалогов с применением систем искусственного интеллекта, продемонстрировал значительный рост и статистически значимое отличие от средних показателей. В то же время в контрольной группе уровень эффективности использования информационных технологий существенно не изменился. Что в свою очередь означает, что участие в учебных диалогах с использованием технологий искусственного интеллекта действительно повлияло на повышения уровня эффективности использования информационных технологий по отношению к педагогической деятельности.
Заключение
В результате проведенного исследования была доказана эффективность методики подготовки студентов – будущих педагогов к использованию информационных технологий в профессиональной деятельности с помощью формирования определяющей и содержательной рефлексии путем участия студентов в учебных диалогах с применением технологий искусственного интеллекта. Данные, полученные в исследовании, подтвердили, что с помощью методики формируется определяющая и содержательная рефлексия у студентов – будущих педагогов, тем самым повышается уровень их подготовки к применению информационных технологий в профессиональной деятельности.
Результаты эксперимента подтверждают, что применение учебных диалогов с использованием технологий искусственного интеллекта для подготовки студентов – будущих педагогов существенно влияет на уровень проявления рефлексии, что значительно повышает уровень эффективности использования информационных технологий в профессиональной деятельности будущих педагогов.
Следовательно, образовательный процесс, включающий в себя как традиционные занятия с преподавателем, так и работу с системами искусственного интеллекта через решение профессиональных задач в формате диалога, демонстрирует более высокую эффективность в формировании навыков рефлексии у обучающихся и, соответственно, влияет на уровень эффективности использования студентами информационных технологий в профессиональной деятельности.