Тема: ИНТЕГРАЦИЯ НА ИЗКУСТВЕНИЯ ИНТЕЛЕКТ В УЧИЛИЩНИЯ МЕНИДЖМЪНТ – РОЛЯТА НА ДИРЕКТОРА ЗА ПРОМЯНА НА ОБРАЗОВАТЕЛНИТЕ МЕТОДИ И ПОДКРЕПА НА УЧИТЕЛИТЕ В ПРОЦЕСА НА ИНОВАЦИЯ
.
Автор: Анелия Невска
Месторабота: Природоматематическа гимназия „Св.Кл.Охридски“, Силистра
.
Резюме: Внедряването на изкуствения интелект (ИИ) има потенциал да трансформира образованието, като предоставя нови инструменти за учене и управление. Въпреки това, успешната интеграция на ИИ в училищата изисква преодоляване на различни предизвикателства, свързани с етиката, приемането и техническата инфраструктура. Направените изследвания подчертават важността на балансиран подход, който да включва както технологичните иновации, така и човешкия фактор в процеса на образование. Директорът на училището играе ключова роля в реализирането на иновационни проекти и в подкрепата на учителите при адаптирането им към нови технологии и методики. Темата на изследването подчертава важността на лидерството в процеса на интеграция на ИИ и предоставя рамка за изследване на начините, по които директорът може да съдейства за успешната промяна на учебните методи и подкрепата на учителите в този процес.
1. Теоретична /концептуална/ постановка на експерименталното изследване
1.1. Историческо развитие на ИИ в българската образователна система
1.1.1.Първи стъпки и ранни приложения (1990-те – 2000-те)
• Начало на компютърното обучение: В края на 90-те и началото на 2000-те години компютрите започват да навлизат в българските училища, което поставя основите за бъдещото развитие на ИИ в образованието.
• Първи проекти: През този период започват и първите проекти за използване на софтуерни решения и компютърни програми за обучение, макар че те все още не включват истински ИИ технологии.
1.1.2. Развитие на технологиите и първите ИИ приложения (2010-те години)
• Въвеждане на адаптивни учебни системи: През 2010-те години започват да се използват първите адаптивни учебни системи, които използват базови ИИ алгоритми за персонализиране на учебния процес.
• Онлайн платформи за обучение: С развитието на интернет технологиите се появяват онлайн платформи за обучение, които предлагат индивидуализирани учебни материали и автоматизирано оценяване.
1.1.3.Настоящи приложения на ИИ в образованието (2020-те години)
Държавни и частни организации започват да инвестират в разработването и внедряването на ИИ решения за образованието. Това включва проекти за създаване на интелигентни учебни системи и платформи за обучение. Съвременните приложения на ИИ в образованието включват адаптивни учебни системи, интелигентни учебни асистенти, системи за автоматизирано оценяване и анализ на данни за подобряване на учебния процес. Ето някои примери:
Адаптивни учебни системи
• Knewton: Тази платформа използва ИИ за предоставяне на адаптивно обучение, което се приспособява към индивидуалните нужди на всеки ученик. Knewton анализира учебните данни и предлага персонализирани учебни материали и задачи, които помагат на учениците да усвояват материалите по-ефективно.
• DreamBox: DreamBox е онлайн платформа за математика, която използва ИИ за анализ на действията на учениците в реално време. Системата предлага персонализирани уроци и упражнения въз основа на прогреса и нуждите на учениците, като по този начин подпомага тяхното развитие и мотивация.
Интелигентни учебни асистенти
• Jill Watson: Виртуалният асистент, създаден от Georgia Tech, използва ИИ за да подпомага студентите в онлайн курсове. Jill Watson отговаря на често задавани въпроси и предоставя подкрепа при решаването на задачи, което намалява натоварването на преподавателите и подобрява студентското изживяване.
• Socratic by Google: Socratic е мобилно приложение, което използва ИИ за да помага на учениците да решават задачи по различни предмети. Потребителите могат да снимат задача, а приложението предоставя обяснения и насоки, като използва база данни от учебни материали и алгоритми за разпознаване на изображения.
Автоматизирано оценяване
• Grammarly: Този инструмент за проверка на граматиката и стила използва ИИ, за да анализира текстове и предлага корекции и подобрения. Grammarly не само поправя грешки, но и предоставя подробни обяснения, които помагат на потребителите да подобрят писмените си умения.
• Turnitin: Turnitin е система за проверка на плагиатството и оценяване на есета, която използва ИИ за да анализира текстовете на учениците и студентите. Тя предлага обратна връзка и оценка на качеството на съдържанието, като същевременно помага за откриването на несъответствия и препратки.
Виртуални и разширени учебни среди
• zSpace: Тази платформа използва виртуална и разширена реалност, за да създава интерактивни учебни среди за различни предмети, включително биология, физика и химия. Учениците могат да извършват виртуални експерименти и да изследват триизмерни модели, което подобрява тяхното разбиране и интерес към учебния материал.
• ClassVR: ClassVR предоставя възможности за използване на виртуална и разширена реалност в класната стая. Учителите могат да създават интерактивни уроци и преживявания, които помагат на учениците да учат чрез опит и практика.
• Google Expeditions: Приложение, което използва разширена реалност, за да предостави виртуални екскурзии и учебни преживявания на учениците. Това позволява на учениците да „посещават“ различни места и да научават за тях по интерактивен начин.
Анализ на учебни данни
• Edmentum: Edmentum е платформа, която използва ИИ за анализ на учебните данни и предоставяне на препоръки за подобряване на обучението. Системата събира данни за напредъка на учениците и ги анализира, за да помогне на учителите да идентифицират слабите места и да предложат подходящи учебни материали.
• Edmodo: Социална мрежа за учители и ученици, която използва ИИ за анализ на учебните данни и предоставяне на прозрения и препоръки за подобряване на учебния процес.
• BrightBytes: Платформа за анализ на данни в образованието, която използва ИИ за събиране и анализ на данни за успеваемостта на учениците и предоставяне на препоръки за подобряване на учебните резултати.
.
Заключение
Историческото развитие на ИИ и неговото приложение в образованието в България показва, че макар и внедряването на тези технологии да е в начален етап, има значителен потенциал за развитие и подобрение на учебния процес. Примерите за успешни практики демонстрират как ИИ може да допринесе за персонализирано обучение, подкрепа на учителите и по-ефективно управление на училищата. Въпреки съществуващите предизвикателства, интеграцията на ИИ в образователната система на България има потенциал да доведе до значителни положителни промени.
1.2. Ролята на училищния директор при въвеждане на ИИ в образователните процеси
Директорът играе ключова роля в процеса на иновация, като организира и подкрепя обучението на учителите, внедрява нови технологии и насърчава култура на иновация и креативност в училището. Ето някои ключови роли и отговорности:
1. 2.1. Стратегическо планиране
• Разработване на визия и стратегия за интегриране на иновации: Директорът трябва да има ясна визия за това как ИИ може да подобри образователните процеси и да разработи стратегия за неговото въвеждане.
• Идентифициране на нуждите: Анализ на специфичните нужди на училището и учениците, които ИИ може да посочи.
• Определяне на цели и приоритети за иновационните инициативи.
• Управление на ресурсите за подкрепа на иновациите.
1.2.2. Осигуряване на ресурси
• Финансови ресурси: Осигуряване на финансиране за закупуване и внедряване на ИИ технологии.
• Технологични ресурси: Осигуряване на подходяща инфраструктура, като компютри, интернет връзка и софтуер.
1.2.3. Подкрепа и развитие на учителите
• Обучение на учителите: Осигуряване на професионално развитие и обучение за учителите, за да могат ефективно да използват ИИ в класната стая.
• Насърчаване на учителите да експериментират с нови методи и технологии .
• Осигуряване на менторство и подкрепа за учителите.
• Наемане на специалисти, които да подпомагат внедряването и поддръжката на ИИ системите.
1.2.4. Етика и сигурност
• Етични въпроси: Управление на етичните аспекти на използването на ИИ, включително поверителност на данните и справедливо третиране на всички ученици.
• Сигурност на данните: Осигуряване на защита на личните данни на учениците и спазване на законодателството за защита на личните данни.
Основните принципи за управление на данни и сигурност в контекста на използването на изкуствения интелект включват следните аспекти:
1.Законност, справедливост и прозрачност: Всички данни, които се използват за обучението на системите на изкуствения интелект, трябва да бъдат събирани и обработвани в съответствие със законите за защита на личните данни. Прозрачността в процеса на събиране, обработка и използване на данни е от съществено значение, за да се гарантира справедливост и доверие в системата.
2.Ограничение на достъпа: Данните, които се използват за обучението на системите на изкуствения интелект, трябва да бъдат защитени срещу неоторизиран достъп. Ефективни мерки за сигурност, като криптиране на данни, множествени слоеве на защита и контрол върху достъпа, трябва да бъдат внедрени, за да се предотврати неразрешен достъп до данните.
3.Анонимност и персоналност: Чувствителните данни трябва да бъдат анонимни и персонални, където е възможно, преди да бъдат използвани за обучение на системите на изкуствения интелект. Това намалява риска от нарушение на поверителността на данните и непозволен достъп до лична информация.
4.Прозрачност на алгоритмите: Алгоритмите, използвани от системите на изкуствения интелект, трябва да бъдат прозрачни и разбираеми за потребителите. Това включва ясност по отношение на начина, по който системите вземат решения и какви данни се използват за тях.
5.Отговорност и отчитане: Отговорността и отчитането са ключови принципи в управлението на данни в контекста на използването на изкуствения интелект. Отговорността за правилното използване на данните и защитата на личната неприкосновеност трябва да бъде ясно определена, а механизмите за отчитане и отговорност трябва да бъдат вградени в системата.
6.Непрекъсната оценка и подобрение: Процесът на управление на данни и сигурност трябва да бъде непрекъснато оценяван и подобряван. Това включва редовен мониторинг на сигурността, актуализации на политиките и процедурите за управление на данни, както и приспособяване към променящата се законодателна рамка и технологични иновации.
.
Планът за защита на данните и управление на риска в училищното управление трябва да включва следните стъпки:
1.Идентифициране на данните и рисковете: Преглед на всички видове данни, които се събират и обработват в училищната среда, включително лични данни на ученици, учители и административен персонал. Оценка на потенциалните рискове за сигурността на данните, като например неоторизиран достъп, загуба на данни или нарушение на поверителността.
2.Оценка на уязвимостта: Анализ на съществуващите системи и процеси за съхранение и обработка на данни, за да се идентифицират възможните уязвимости и слаби места в сигурността. Това включва оценка на хардуерната и софтуерната инфраструктура, процедурите за управление на достъпа и защита на данните, както и обучението на персонала.
3.Разработване на стратегии за защита на данните: Създаване на политики и процедури за защита на данните, които да включват мерки за киберсигурност, криптиране на данни, контрол на достъпа, системи за мониторинг и откриване на инциденти, както и планове за възстановяване при бедствия.
4.Изготвяне на план за управление на риска: Определение на потенциалните рискове и тяхната вероятност, както и на възможните последствия за училищната общност в случай на нарушение на сигурността на данните. Разработване на стратегии за намаляване на риска и управление на възможните инциденти, включително изготвяне на планове за реагиране и възстановяване.
5.Обучение на персонала: Провеждане на обучения и насоки за персонала относно политиките и процедурите за защита на данните, както и за разпознаване и предотвратяване на потенциални рискове за сигурността на данните.
6.Редовен мониторинг и преглед: Провеждане на редовни оценки и прегледи на сигурността на данните, за да се уверите, че политиките и мерките за защита на данните са ефективни и актуални. Актуализиране на плана за управление на риска при необходимост, за да се отговори на променящите се заплахи и изисквания.
1.2.5. Интеграция и адаптация на учебните програми
• Адаптиране на учебните програми: Внедряване на ИИ в учебните програми и адаптиране на съдържанието, за да отговаря на новите технологии.
• Персонализация на обучението: Използване на ИИ за персонализиране на обучението според нуждите и възможностите на всеки ученик.
1.2.6. Мониторинг и оценка
• Проследяване на резултатите: Мониторинг на ефективността на ИИ технологиите и тяхното въздействие върху ученето и преподаването.
• Анализ на данни: Използване на данни и анализи за подобряване на образователните процеси и вземане на информирани решения.
• Осигуряване на устойчивост и продължаване на успешните инициативи.
• Адаптиране на бъдещите стратегии.
1.2.7. Връзка с общността
• Комуникация с родителите: Информиране на родителите за ползите и предизвикателствата на ИИ в образованието и включване на тяхното мнение.
• Сътрудничество с други институции: Работа с други образователни и технологични институции за обмен на опит и ресурси.
Заключение
Ролята на училищния директор при въвеждането на ИИ в образователните процеси е многопластова и изисква стратегическо планиране, ресурси, етика и сигурност, адаптация на учебните програми, мониторинг и връзка с общността. Успешното внедряване на ИИ може значително да подобри качеството на образованието и да подготви учениците за бъдещето.
1.3. Модели на училищен мениджмънт с интегриран ИИ.
Интеграцията на изкуствения интелект (ИИ) в училищния мениджмънт предлага множество възможности за подобряване на управлението на училищата, оптимизиране на административните процеси и подпомагане на учебния процес. Съществуват различни модели и подходи за внедряване на ИИ в училищния мениджмънт, които могат да се класифицират според техните функции и приложения.
1.3.1. Административни модели
1.Автоматизация на административните процеси:
◦ Използване на ИИ за автоматизиране на рутинни административни задачи, като управление на документи, разпределение на ресурси и планиране на учебния график. Това намалява административното натоварване и освобождава време за учителите и администрацията.
2.Управление на персонала:
◦ ИИ системи за управление на персонала включват анализ на данни за представянето на учителите, управление на трудови договори и планиране на професионалното развитие. Чрез анализ на данните за представяне, системата може да предложи индивидуални планове за обучение и развитие.
3.Управление на финанси и ресурси:
◦ Интелигентни системи за управление на бюджета и ресурсите, които оптимизират разпределението на средства и ресурси в училището. ИИ може да анализира разходите и да предложи начини за оптимизация и спестяване.
1.3.2. Образователни модели
1.Персонализирано обучение:
◦ ИИ системи за персонализирано обучение анализират данни за учениците и адаптират учебния материал спрямо техните индивидуални нужди и нива на знания. Това води до по-ефективно и ангажиращо обучение.
2.Анализ на учебните резултати:
◦ Използване на ИИ за анализ на учебните резултати на учениците, идентифициране на слабости и предоставяне на препоръки за подобрение. Това помага на учителите да се фокусират върху специфични нужди на учениците.
◦ Интелигентни системи за подкрепа на учителите включват помощ при планирането на уроци, предоставяне на ресурси и материали, както и анализ на ефективността на различни педагогически подходи. Това подпомага учителите в тяхната работа и насърчава иновациите в преподаването.
1.3.3. Управленски модели
1.Стратегическо планиране и вземане на решения:
◦ ИИ системи за стратегическо планиране помагат на училищните ръководители да вземат информирани решения, базирани на анализ на големи обеми данни. Това включва анализ на тенденции, прогнозиране на бъдещи нужди и оптимизация на ресурсите.
2.Управление на връзките с обществеността:
◦ ИИ може да се използва за управление на комуникациите с родители, ученици и общността. Това включва автоматизиране на известия и съобщения, анализ на обратната връзка и подобряване на комуникационните стратегии.
◦ Интелигентни системи за кризисно управление включват анализ на данни за идентифициране на потенциални рискове и разработване на планове за действие. Това помага на училищата да реагират бързо и ефективно в случай на извънредни ситуации.
1.3.4. Интегрирани модели
1.Обединени платформи за училищен мениджмънт:
◦ Интегрирани платформи, които съчетават различни ИИ приложения за управление на училището в една система. Това включва административни, образователни и управленски функции, които работят заедно за оптимизация на всички аспекти на училищния живот.
2.Холистичен подход към управление на данните:
◦ ИИ системи, които събират и анализират данни от различни източници, за да предоставят цялостна картина на представянето на училището. Това помага за по-добро разбиране на нуждите на учениците и персонала, както и за стратегическо планиране.
Заключение
Моделите на училищен мениджмънт с интегриран ИИ предлагат широк спектър от възможности за подобряване на управлението и ефективността на училищата. Чрез автоматизиране на административните процеси, персонализиране на обучението и подпомагане на учителите и ръководителите, ИИ може да допринесе значително за развитието на съвременното образование. Въпреки предизвикателствата, свързани с внедряването на ИИ, потенциалните ползи от неговото приложение правят тези модели изключително обещаващи.
1.4. Предизвикателства и перспективи при внедряването на ИИ в училищния мениджмънт
1.4.1. Предизвикателства:
• Технологични ресурси: Липсата на достатъчно технологични ресурси, стабилна интернет връзка и специализиран софтуер затруднява широкото внедряване на ИИ технологии. За ефективното използване на ИИ в образованието е необходима адекватна техническа инфраструктура. Това включва не само хардуер и софтуер, но и постоянна поддръжка и актуализации .
• Поддръжка и обновяване: Осигуряването на постоянна поддръжка и редовно обновяване на технологичната инфраструктура е също предизвикателство.
• Разходи за внедряване: Внедряването на ИИ технологии може да изисква значителни финансови инвестиции за закупуване на оборудване, лицензии за софтуер и обучение на персонала.
• Липса на знания и умения: Учителите и административният персонал може да нямат необходимите знания и умения за използване на ИИ технологии, което изисква допълнително обучение и професионално развитие.
• Съпротива срещу промени: Внедряването на ИИ в училищата изисква промени в учебната програма и обучението на учителите. Някои учители и администратори може да са скептично настроени към новите технологии и да проявяват съпротива срещу промени в установените практики. Приемането на новите технологии може да се преодолее, само ако е съпроводено с подходяща подкрепа и обучение.
• Етика и поверителност: Използването на ИИ в образованието повдига въпроси относно етичната употреба на данни и защита на личната информация на учениците. Необходимо е да се разработят политики и стандарти, които да гарантират сигурността и етичността на ИИ приложенията. Осигуряването на защита на личните данни на учениците и спазването на законодателството относно поверителността е сериозно предизвикателство.
• Промяна на организационната култура: Успешната интеграция на ИИ изисква промяна в организационната култура на училището, която трябва да бъде отворена към иновации и нови технологии.
• Лидерство и управление на промяната: Ефективното лидерство и управление на промяната са от съществено значение за преодоляване на културните и организационни бариери.
• Съвместимост с текущите системи: Новите ИИ технологии трябва да бъдат съвместими с вече съществуващите информационни системи и платформи в училището.
• Интеграция в учебния процес: Внедряването на ИИ трябва да бъде интегрирано по начин, който допълва и подобрява съществуващите учебни методи и подходи.
• Оценка на ефективността: Измерване на резултатите: Оценката на ефективността на ИИ технологиите и техния принос към учебния процес е комплексна задача, която изисква използването на подходящи методи за измерване и анализ.
• Адаптация на подходите: При необходимост, подходите и стратегиите за използване на ИИ трябва да бъдат адаптирани въз основа на резултатите от оценката.
• Обучение на учителите: Учителите и персоналът трябва да бъдат обучени за работа с новите технологии, което изисква време и усилия.
• Сигурност и поверителност на данните: Управлението на големи обеми данни изисква специални мерки за осигуряване на сигурността и поверителността на информацията.
Заключение:
Внедряването на изкуствения интелект (ИИ) има потенциал да трансформира образованието, като предоставя нови инструменти за учене и управление. Въпреки това, успешната интеграция на ИИ в училищата изисква преодоляване на различни предизвикателства, свързани с етиката, приемането и техническата инфраструктура. Направените изследвания подчертават важността на балансиран подход, който да включва както технологичните иновации, така и човешкия фактор в процеса на образование.
1.4.2. Стратегии за преодоляване на предизвикателствата
• Техническа инфраструктура
• Оценка и планиране: Провеждане на цялостна оценка на съществуващата техническа инфраструктура и разработване на план за обновяване и разширяване, който включва необходимите технологични ресурси за внедряване на ИИ.
• Финансиране: Търсене на външни източници на финансиране като грантове, субсидии и партньорства с технологични компании за осигуряване на нужните технологични ресурси.
• Бюджетиране: Разработване на детайлен бюджет за внедряване на ИИ, който включва всички необходими разходи, като хардуер, софтуер, обучение и поддръжка.
• Партньорства: Установяване на партньорства с частни компании, университети и неправителствени организации за осигуряване на допълнителни ресурси и подкрепа.
• Професионално развитие и обучение
• Обучителни програми: Организиране на редовни обучения и семинари за учителите и административния персонал, насочени към използването на ИИ технологии в образованието и управлението.
• Подкрепа и менторство: Осигуряване на менторска подкрепа и консултации от експерти по ИИ, които могат да предоставят индивидуални и групови обучения.
• Етични и правни въпроси
• Политики за защита на данните: Разработване и внедряване на строги политики за защита на личните данни на учениците, които да отговарят на националните и международни стандарти и регулации.
• Етично използване на ИИ: Осигуряване на обучение за учителите и персонала относно етичното използване на ИИ и създаване на етична комисия за мониторинг и оценка на използването на ИИ технологии.
• Културни и организационни бариери
• Промяна на културата: Насърчаване на култура на иновации и приемане на нови технологии чрез комуникация на ползите от ИИ и включване на учителите и персонала в процеса на вземане на решения.
• Лидерство: Осигуряване на силно лидерство, което подкрепя промените и мотивира персонала да участва активно в процеса на внедряване на ИИ.
• Интеграция и съвместимост
• Анализ на съвместимостта: Провеждане на анализ на съвместимостта на новите ИИ технологии със съществуващите системи и разработване на план за интеграция.
• Етапно внедряване: Прилагане на етапен подход за внедряване на ИИ, който позволява тестиране и адаптиране на технологиите преди пълното им внедряване.
• Оценка на ефективността
• Измерване на напредъка: Разработване на формуляри за оценка на успеха на ИИ внедряването, които включват академични резултати, удовлетвореност на учителите и ефективност на управлението.
• Регулярна оценка: Провеждане на регулярни оценки на ефективността на ИИ технологиите и адаптиране на подходите въз основа на резултатите.
Заключение
Преодоляването на предизвикателствата при внедряването на ИИ в училищния мениджмънт изисква координирани усилия и стратегически подход. Чрез осигуряване на адекватна техническа инфраструктура, финансиране, професионално развитие, спазване на етичните и правни стандарти, управление на културните бариери, интеграция на технологиите и редовна оценка на ефективността, училищата могат успешно да интегрират ИИ технологии и да постигнат значителни подобрения в образователния процес и управлението.
1.4.3. Перспективи:
• Развитие на технологиите: Очаква се бъдещото развитие на ИИ технологии да предостави нови възможности за персонализирано обучение и подобряване на учебния процес.
• Инвестиции и подкрепа: Държавни и частни инвестиции в образователни технологии могат да ускорят внедряването на ИИ в училищата.
• Обучение и професионално развитие: Повишаването на квалификацията на учителите и администраторите ще улесни интеграцията на ИИ в образователния процес.
.
Литература:
Holmes, W., Bialik, M., & Fadel, C. (2019). Artificial Intelligence in Education: Promises and Implications for Teaching and Learning. Center for Curriculum Redesign.
Williamson, B. (2016). Big Data in Education: The digital future of learning, policy and practice. SAGE Publications Ltd.
Fullan, M. (2001). Leading in a Culture of Change. Jossey-Bass.
Николова, Н. (2017). Изкуственият интелект в образованието: Възможности и предизвикателства. София: Издателство на Софийския университет.
Иванов, Д. (2020). Приложение на изкуствения интелект в българското образование. Варна: Университетско издателство.
.
Контакти:
anelianevska@gmail.bg
.
.
