Интервью о цифровом тьюторе для школьников: «Наша задача — развивать мышление и речь»

В ГК «Самолёт» Андрей Комиссаров разрабатывает цифровой инструмент для школ на основе искусственного интеллекта. Он будет называться «Цифровой тьютор» и, как ожидается, облегчит школьникам выполнение домашних работ, не вторгаясь в сами уроки. Мы расспросили Андрея, что это за штука, чем конкретно она будет полезна, какой реакции на ИИ-тьютора он ожидает от родителей учеников и нормально ли вообще, что дети будут общаться с роботом.

Почему «Цифровой тьютор», а не «ИИ‑учитель»

— Как появился проект по созданию ИИ-тьютора?

— С июля текущего года меня пригласили работать в образовательную вертикаль группы компаний «Самолёт». Это новое направление для девелопера, но довольно важное, так как помимо домов «Самолёт» строит и школы. Одна из наиболее распространённых проблем современного школьного обучения — большие классы. В них дети не могут получить индивидуальный подход, не справляясь порой с домашними работами, накапливают эффект педагогической запущенности и вынуждены прибегать к помощи репетиторов, что, безусловно, влияет на семейный бюджет.

Мне предложили создать цифровое решение для этих проблем, используя ансамбль алгоритмов на основе генеративных нейросетей, который изначально создавался моей лабораторией для нужд корпоративного обучения.

— Почему вы решили создавать именно цифрового репетитора, а не помощника для учителя, например?

— Встраивать генеративные алгоритмы на основе искусственного интеллекта непосредственно в урок будет неправильно и даже более того — вредно.

Есть известная проблема двух сигм Бенджамина Блума: между образовательными результатами, достигнутыми с репетитором, и результатами, достигнутыми учениками большого класса в стандартной школе, существует разрыв в два стандартных отклонения. То есть в школе дети достигают результатов в два раза хуже. К старшим классам у многих детей возникает педагогическая запущенность, накопленные ошибки в понимании. Как закрыть этот разрыв — между индивидуальным и массовым подходом? Вот эту проблему мы и стали решать.

— Кто, по вашему замыслу, будет пользоваться ИИ-тьютором и как это будет происходить?

— Наш пилотный проект — тьюторская поддержка по обществознанию в 8–9‑х классах. Мы будем работать на связке «подросток — учитель». Процесс будет выстроен так. Учитель регистрируется в ИИ-тьюторе (он будет представлен в виде веб-сайта, а также как чат-бот в мессенджерах) и выдаёт ученикам там домашнее задание. Точнее, на самом деле это могут быть несколько заданий с разным уровнем сложности. Стандартный уровень, углублённый для тех, кто готовится к ЕГЭ по предмету, и самый сложный для олимпиадников. Учитель определяет, какой уровень задать каждому конкретному ученику, плюс может загрузить дополнительно свои материалы, скомбинировав их с материалами, предложенными ИИ-тьютором.

— То есть ученики будут получать домашнее задание прямо через этот новый инструмент и в нём же его выполнять?

— В целом, да, причём работать с цифровым тьютором можно будет в двух режимах. Первый режим — беседа. Он заключается в общении с ИИ-тьютором на заданную учителем тему. При этом программа сама задаёт проблематизирующие вопросы, связанные с темой, и фактически сподвигает ребёнка мыслить. Задача не в том, чтобы пересказать учебник, а в том, чтобы через наводящие вопросы подвести ученика к самостоятельному осмыслению и пониманию.

— Режим беседы будет в аудиоформате или в виде переписки?

— ИИ-тьютор работает в аудио, мы будем побуждать детей проговаривать ответы, а не писать. Я давно занимаюсь применением ИИ-алгоритмов в образовании, и исследования моей лаборатории показали, что в таких инструментах визуал никому не нужен — люди не хотят видеть «цифровых людей». Плюс дети обычно не очень охотно пишут или печатают большие тексты, да и говорение в школе зачастую развивается недостаточно. В общем, наша задача — развивать мышление и речь.

— Хорошо, первый режим работы с тьютором — беседа. А второй какой?

— Второй — это собственно само домашнее задание. В архитектуре ИИ-тьютора есть модуль «Экзаменатор», которому ученик может сдать свою выполненную домашнюю работу для проверки с обратной связью в виде формирующего оценивания. Если задание было письменным, то ребёнок зачитывает то, что написал, а цифровой тьютор задаёт ему вопросы на рассуждение.

— То есть на этом этапе тоже будет происходить диалог?

— Да, ИИ-тьютор воспринимает, как ребёнок мыслит и говорит, в зависимости от этого задаёт дополнительные вопросы, учитывает ответы. К ансамблю нейросетей, которые составляют ИИ-тьютор (это в основном Llama 2, обученная на нашем датасете) добавлена достаточно серьёзная промпт-инженерия. Благодаря ей цифровой тьютор чётко знает, на какие вопросы он может ответить, а на какие нет. Например, нельзя давать ответы на те самые вопросы, которые значатся в домашнем задании, потому что ребёнок должен ответить на них сам.

В итоге инструмент даёт оценку от двойки до пятёрки с развёрнутой формирующей обратной связью. И если ребёнку эта оценка не нравится, он может пересдать домашнюю работу до семи раз. Причём за счёт адаптивности и гибкости больших языковых моделей при пересдачах ИИ-тьютор не повторяет одни и те же вопросы, а перефразирует их.

Как будет развиваться инструмент

— У вашего ИИ-тьютора есть аналоги? Если да, то существуют ли уже на основе опыта их применения доказательства, что обучение с цифровым репетитором даёт результаты, подобные тем, что и работа с репетитором-человеком?

— В общих чертах наш цифровой тьютор похож на чат-бот Khanmigo, внедрённый в Академии Хана. Вообще, Академия Хана — крупнейшая в мире онлайн-площадка по школьному образованию, но для оценки результатов ИИ-тьютора Khanmigo прошло ещё недостаточно времени.

Ещё есть интересный вариант, основанный на разработках DARPA (управления перспективных исследовательских проектов Минобороны США), — игровые тренажёры с ИИ. Они хороши в математике, физике, химии, то есть там, где задание можно представить в виде головоломки. Работают они в формате перевёрнутого класса — сначала ученик пытается решить задачу, а потом GPT-система объясняет всю теорию, которой ему не хватило. Но здесь, как и в Khanmigo, ещё идёт наработка исследовательской базы и сбор данных образовательного опыта. Делать выводы пока рано.

— Хоть где-то выводы уже есть?

— Больше всего доказательств эффективности — у китайского инструмента Squirrel AI. Он готовит детей к гао-као (государственный экзамен, китайский аналог ЕГЭ) со второго класса. Правда, там нет никакой свободы для ребёнка — все идут одним образовательным маршрутом, фактически это полная замена школьной программы с помощью нейросетей. Но и такой подход показывает существенный прирост в эффективности достижения образовательных результатов. Гао-као — сложный экзамен с очень большой значимостью для будущего китайских школьников. И у тех групп, кто обучался со Squirrel AI, на 30–40% больше позитивных оценок, чем в среднем по тем, кто не пользовался таким ИИ-инструментом. Серьёзный показатель, особенно учитывая количество детей, сдающих гао-као.

— А в вашем ИИ-тьюторе разве есть свобода действий для ребёнка, если учитель сам решает, задание какого из трёх уровней сложности дать ученику?

— Наш ИИ‑тьютор всё-таки работает с мышлением, с индивидуальностью ребёнка. Он смотрит, как конкретный ученик справляется с задачами, и предлагает необходимую помощь.

К тому же мы планируем внедрить геймификацию и рассчитываем, что в цифровом тьюторе будет, как в играх, прогресс-бар и при его заполнении до определённого уровня будет выпадать приз: мерч, какие-то поездки, возможности, а может быть, и денежные стипендии.

Работу на разных уровнях сложности тоже можно геймифицировать. Например, если учитель задал стандартное домашнее задание, а ученик считает, что способен сделать более сложное, он может запросить его у ИИ-тьютора — педагог увидит и результат, и факт проявленной учеником инициативы.

— Как вы планируете внедрять ИИ-тьютор в школы?

— Пилотный проект мы представим на конференции AI Journey в конце ноября. Пользоваться им будут ученики школ, уже построенных «Самолётом»: 51‑я школа в Люберцах, школа «Старт» в Видном, инженерно-технологический лицей в Люберцах, школа «Вершина», частная «Самолётум школа» в ЖК «Спутник».

Параллельно будут обучаться нейросети по другим предметам. Для обучения Llama нужны очень большие датасеты.

— Насколько большие?

— Например, объём собранного датасета по обществознанию составляет 1,8 гигабайта чистого текста, причём с правильными развесовками по изучаемым темам. Материалы должны быть очень свежими, не старше 2020 года, и тексты нужны разных типов — по обществознанию это и учебники, и креативные задания, и статьи, и нормативные акты. Сбором этого датасета занимались шесть профессиональных методистов, а потом ещё шёл этап промпт-инженерии — тоже ручной процесс, его нельзя автоматизировать.

— Кстати, а почему вы выбрали для пилота именно обществознание? Всё‑таки цифровые инструменты чаще ориентируют на предметы, где нужна рутинная тренировка отдельных навыков, как в математике и иностранных языках.

— Мне, как исследователю, очень важно перед началом серьёзной работы провести анализ осуществимости. И в данном случае анализ осуществимости подразумевает, что я должен посмотреть на все возможные уязвимости больших языковых моделей. Одна из главных уязвимостей — «деменция» ИИ: снижение качества выдаваемого моделью материала. Со стороны может показаться, как будто нейросеть «глупеет».

Почему это происходит? Проблемой может быть, например, обучение на датасетах, составленных другими нейросетями, а не людьми. Но самый частый источник «деменции» ИИ — «подтекание» датасетов. Это феномен смешения данных внутри датасета, в случае если они различаются по тематике. Обществознание очень полифонично — оно включает социологию, философию, религиоведение, экономику и так далее. Потому на его материале я могу провести анализ осуществимости именно в разноплановой области, проверить, как технология будет работать с разнообразием тематик.

Почему не стоит бояться общения с цифровым тьютором

— Вы упоминали, что учителя не хотят, чтобы инструменты на основе ИИ как‑то внедрялись непосредственно в уроки. Думаете, родители отнесутся к подобному инструменту, помогающему детям в домашней работе, с энтузиазмом?

— Их отношение мы сейчас выясняем в одном эксперименте. ИИ‑тьютор — сложная система, и под неё надо подготовить почву, собирая данные образовательного опыта, цифровой след. И в школах мы начинаем работу в первую очередь со сбора и анализа цифрового следа ребёнка.

И мы должны собрать данные, связанные с тем, как учащийся мыслит и как себя ведёт, какие интересы у него есть. Таким образом мы сможем описать и картировать его потенциал.

— То есть вы собираете дополнительные данные о том, как дети учатся?

— Да, в этом заключается наш эксперимент. В будущем ИИ-тьютор станет одним из источников таких данных, но пока школы по умолчанию фиксируют в цифре очень мало информации. Чтобы получить больше данных, мы запустили чат-бот в Telegram для сбора формирующего, ролевого и критериального оценивания, которое учителя дают конкретным ученикам. Называется он «Штурман педагога», потому что на основе проанализированных данных чат-бот сможет выдавать педагогу дополнительные рекомендации по каждому учащемуся.

Эксперимент со сбором данных цифрового следа у нас проходит в трёх школах и, естественно, только для тех детей, чьи родители дали согласие. По сути, мы анализируем критериальное оценивание и формирующую обратную связь, которую педагог выдал в аудиосообщении. ИИ обрабатывает каждое сообщение и в итоге формирует рекомендации.

Некоторые родители не понимают, какие именно данные и зачем собираются. Дело в том, что пока рекомендации не сложились в траекторию профессионального самоопределения, подходящую под специфику потенциала именно твоего ребёнка, не так-то просто осознать, чем полезны собираемые данные. Потому я и рассказываю о своих проектах на разных конференциях.

— Как вы думаете, какие возможны психологические последствия того, что ученики будут много общаться с искусственным интеллектом?

— Здесь можно идти от обратного. Могу сказать, что есть довольно серьёзные психологические последствия того, что дети мало общаются в принципе. Эти последствия видят и нейрофизиологи, и логопеды, и педагоги.

Я исхожу из очень простой максимы: человек — социальное животное. Наш мозг в первую очередь обрабатывает социальные взаимодействия, то, как выглядит другой человек, какой у него язык тела, мимика и так далее. Хотим мы или нет, но основная вычислительная мощность мозга направлена именно на это. Потому индивидуальное обучение человека контрпродуктивно.

Поэтому общение с искусственным интеллектом не должно восприниматься как замена живому общению. Это всего лишь инструмент, упрощающий обучение, но общение с ним никогда не заменит живой человеческий диалог.

— А как применение ИИ-тьютора связано с обучением в группах?

— Мы неслучайно собираемся использовать его не на уроках, а в домашних работах. Если применяется ИИ-тьютор, то до занятия учителю приходит дашборд, на котором подробно расписано, как и каким образом большая часть учеников прошли домашнюю работу. А значит, на уроке учителю не придётся 20–25 минут спрашивать у детей домашние задания.

Что же учителя будут делать в освободившееся время? Можно заняться как раз групповой работой — и для этого мы их будем снабжать методичками. Например, по ротации станций, по проектному обучению, по игропрактике, по STEAM и кейс-методу. Тогда то, что ИИ-тьютор помог детям наработать дома в плане мышления и речи, они смогут опробовать в группах на уроке.

— Нередко можно услышать такой мрачный прогноз: скоро очное образование станет совсем элитарным и малодоступным, а массовым будет только онлайн-ширпотреб. Вы с этим согласны?

— Я полностью разделяю этот прогноз, но с рядом оговорок. Во-первых, я такое будущее не считаю мрачным. Онлайн-ширпотреб есть и сейчас, есть огромное количество инфобизнесменов. Благодаря нейросетям таких людей станет только больше, и производимого ими — тоже. Причём их продукт станет качественнее, потому что GPT-инструменты как минимум смогут сделать материал более качественно, чем тот, что продают сейчас на рынке инфобизнеса.

Во-вторых, в чём разница между ширпотребом в образовании и условным VIP-продуктом? Она в том, как мы относимся к потребностям конкретного учащегося, и насколько мы развиваем его личный метапредметный инструментарий. А это во-первых, мышление (достаточное для того, чтобы превратить полученные знания в собственное понимание), во-вторых, речь, а третье и самое главное — так называемая самоактуализация.

— Под самоактуализацией вы имеете в виду какой-то набор навыков?

— Её я считаю самым главным софт-скиллом, который определяет, насколько человек успешен в жизни. Это смесь из осознанности, управления волевой сферой, инициативы и адаптивности.

Самоактуализация отвечает за позиционирование себя как действующего субъекта и за движение от желания или мечты к планированию, действию и анализу результата. Завершение цикла — радость от того, что получилось, а потом идёт новый виток желаний и так далее.

То есть самоактуализация делает нас эффективными людьми, и именно она — самое мощное, что мы должны развить в образовании. На мой взгляд, элитарное образование может быть и бесплатным, суть не в деньгах, а в том, что оно развивает. Как работает с потенциалом учащегося и каков эффект для мышления, речи и самоактуализации. Это всё помимо понятных образовательных результатов в виде знаний или «хардовых» навыков.

А теперь давайте через призму этого посмотрим на сегодняшние школы и вузы — и скажем, что сейчас можно назвать элитарным образованием.