کاربرد هوش مصنوعی در آموزش و یادگیری

هوش مصنوعی به عنوان شاخه ای از علم معرفی شده است که سعی میکند روش هایی را که انسان برای حل مسائل خود از آنها بهره می گیرد، شبیه سازی کند. متخصصان هوش مصنوعی سعی میکنند به ماشین یاد بدهند مثل انسان عمل کند. اصطلاح هوش به عنوان صلاحیت یا قابلیت در حل مسئله تعریف میشود و مصنوعی یعنی هرگونه روش نظام مند انسانی که ممکن است هدف های حل مسئله را به انجام برساند. در بافت آموزش، هوش مصنوعی به شبیه سازی حل مسئله انسان دلالت ندارد، بلکه هرگونه ابزار عقلانی و منطقی را در بر میگیرد که ممکن است از آنها به منظور بهبود و ارتقای حل مسئله استفاده شود. 

هوش مصنوعی شاخه ای از علوم رایانه است که با خودکارسازی رفتارهای هوشمندانه سر و کار دارد. بخش سخت ماجرا این است که از آنجا که خود هوش را نمیتوانیم به درستی تعریف کنیم، امکان تعریف دقیق هوش مصنوعی هم وجود ندارد. به طور کلی، اصطلاح هوش مصنوعی برای تشریح سیستم هایی بکار میرود که هدف آنها استفاده از ماشین برای تقلید و شبیه سازی هوش انسانی و رفتارهای مرتبط با آن است.

کاربرد هوش مصنوعی در آموزش و یادگیری

تاثیرات کاربرد هوش مصنوعی در آموزش، با معلمان آنلاین و سنجش وضعیت تحصیلی به صورت هوشمند، محقق شده است؛ هوش مصنوعی تحولات شگفت انگیزی در بخش آموزش ایجاد کرده است که هم برای دانش آموزان و هم برای مدارس و مؤسسات آموزشی مفید است. هوش مصنوعی اکنون بخشی از زندگی عادی ما شده است. ما توسط این فناوری از سیستم های پارک خودکار، سنسور های هوشمند برای گرفتن عکس های دیدنی و کمک شخصی احاطه شده ایم. 

به همین ترتیب، هوش مصنوعی در آموزش تأثیرگذار است و روش های سنتی، به شدت در حال تغییر هستند. تاثیرات کاربرد هوش مصنوعی در آموزش، موجب شکل گیری آموزش راحت تر و شخصی تر میشود. از زمانی که مواد آموزشی از طریق دستگاه های هوشمند و رایانه ها در دسترس همه قرار میگیرد، این روش یادگیری افراد را تغییر داده است. امروزه دانش آموزان تا زمانی که کامپیوتر و اینترنت دارند، نیازی به شرکت در کلاس های حضوری برای درس خواندن ندارند و تحول در نظام آموزش با معلمان آنلاین و سنجش وضعیت تحصیلی رقم خورده است.

هوش مصنوعی همچنین امکان اتوماسیون وظایف اداری را فراهم میکند و به مؤسسات اجازه میدهد زمان مورد نیاز برای انجام کارهای دشوار را به حداقل برسانند تا مربیان بتوانند زمان بیشتری را با دانش آموزان بگذرانند. اکنون زمان بحث در مورد تحولات ایجاد شده توسط هوش مصنوعی در آموزش است. یافته های علم هوش مصنوعی توسعه ابزارهای متعددی را در پی داشته است که برخی از آنها تحت هدایت انسان و برخی دیگر به طور مستقل و بدون مداخله و نظارت انسان کار میکنند. به نمونه هایی از کاربرد هوش مصنوعی در آموزش و یادگیری می پردازیم: 

الف) ربات های آموزگار: هدف برنامه های آموزشی جدید درگیر کردن، تشویق و فعال کردن کودکان است. ربات آموزگار یکی از جدیدترین موارد استفاده از هوش مصنوعی در آموزش است. در دبستانی در فنلاند، از ربات آموزگاری به نام «الیاس» برای آموزش زبان و از رباتی به نام «اُوُبات» برای آموزش ریاضی به کودکان استفاده میکنند. این ربات ها به نرم افزاری مجهزند که میتوانند میزان درک دانش آموزان را تشخیص دهند و نیاز آن ها را درک کنند . در نتیجه، به شیوه ای رفتار میکنند که دانش آموزان را به یادگیری تشویق میکند و در همین حال، آموزگار را از مشکلات مطلع می کنند.

همچنین، ربات قصه گویی موسوم به «تیگا» هم اکنون در ۱۲ کلاس درس در ایالات متحده کار میکند. هدف اصلی از حضور این ربات در کلاس درس، تشویق کودکان به یادگیری سریع تر، افزایش مهارت های زبان آموزی و افزایش مهارت های سخن گفتن است. این ربات می تواند به کودکان کمک کند بر اعتماد به نفس خود بیفزایند. این ربات هوش مصنوعی قدرتمندی دارد و میتواند بر اساس محتوای کلاس قصه هایی را تعریف کند. افزون بر اینها می تواند با کودکان ارتباط کلامی برقرار و آنان را بعد از جلسات درسی به گفتگو دعوت کند.

از مزایای استفاده از ربات در آموزش این است که دانش آموزان بدون هراس از اشتباه کردن و مسخره شدن میتوانند بارها و بارها نکات را تمرین کنند. این ربات های آموزگار از تکرار خسته نمیشوند. البته باید توجه داشت، با وجود توانایی این ربات ها در تدریس، آنها قادر به برقراری نظم و ترتیب در کلاس های درسی با دانش آموزان شلوغ و پر حرف نیستند. بنابراین، همچنان حضور آموزگاران در چنین کلاسهای درسی الزامی است.

ب) سیستم های خبره: از مزایای فناوری های نوین گشوده شدن راههای جدید تعامل برای دانش آموزان با نیاز های ویژه آموزشی است. در این میان، یکی از موثرترین روش ها، استفاده از تکنیک های مبتنی بر هوش مصنوعی است که کیفیت زندگی این دانش آموزان را بهبود میبخشد.

یکی از این روش ها استفاده از «سیستم های خبره» است. سیستم های خبره از قدیمی ترین زیر مجموعه های هوش مصنوعی هستند که از مصداق های آنها در حوزه آموزش میتوان به ارائه مشاوره به داوطلبان کنکور در انتخاب رشته اشاره کرد. از سیستم های خبره در تشخیص اختلالات یادگیری مربوط به یادگیری زبان و ریاضی نیز میتوان بهره گرفت. این سیستم، دانش و تجربه یک یا چند فرد خبره را رایانه ای میکند و کاربر را در مشاوره با سیستم در مورد مسئله و یافتن دلایل بروز مسئله و راه حل های آن توانمند می کند. مجموعه سخت افزارها و نرم افزارهای تشکیل دهنده سیستم خبره سوالاتی طرح و پاسخ های کاربر را دریافت میکند. سپس با مراجعه به پایگاه دانشی (تجربه های قبلی) و استفاده از یک روش منطقی برای نتیجه گیری، راه حل ارائه میکند.

از شاخه های دیگر هوش مصنوعی، سیستم های آموزشی هوشمند مبتنی بر وب هستند که میتوان از آن ها در آموزش به دانش آموزان «اُتیسم» بهره گرفت. در این روش، مسئله ای در اختیار دانش آموز قرار میگیرد و پاسخ وی ارزیابی میشود. سیستم به تعامل با دانش آموز می پردازد و به این نکته توجه میکند که دانش آموز به چه چیزی نیاز دارد و در مرحله بعدی چه چیز و چگونه باید برایش تدریس شود.

بررسی های جدید نشان میدهد، میتوان با هوش مصنوعی به افراد معلول و فلج امکان دارد با ذهنشان دست خط هایی کاملا شخصی خلق کنند. با کاشت الکترودهایی در مغز افراد فلج، آنها در تکان دادن نشانگر های رایانه ای و انتخاب حروف به نمایش درآمده در صفحه رایانه و در نهایت نوشتن متون شخصی موفق شده اند. محققان بر این باورند که در آینده نزدیک میتوان از این روش برای شبیه سازی دقیق مسیر حرکت فرضی دست های افراد معلول استفاده کرد و حتی دست خط خاص آن ها را نیز با استفاده از هوش مصنوعی بازسازی کرد. در آزمایش اولیه ای به همین شیوه، فردی با معلولیت از گردن به پایین، توانسته است تجربه شخصی نگارش حروف انگلیسی را با ذهنش و از طریق هوش مصنوعی باز آفرینی کند. نتیجه کار بعد از طراحی رایانه ای نمایش داده شده است. در این روش، دقت هوش مصنوعی برای بازآفرینی دستخط شخصی افراد فلج به ۹۵ درصد رسیده و البته سرعت تایپ با این روش ۶۶ کاراکتر در دقیقه است. انتظار می رود ابداع این فناوری، زندگی بسیاری از افراد فلج را که برای برقراری ارتباط با دیگران مشکلات بسیار زیادی دارند، تا حد زیادی تغییر دهد.

شکستن موانع زبان آموزشی با هوش مصنوعی در آموزش

ابزارها و کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش، به کلاس های درس جهانی، فارغ از زبان یا ناتوانی هایشان کمک کرده است. برای مثال، Presentation Translator یک پلاگین پاورپوینت رایگان است که زیرنویس همزمان را از آنچه معلم می گوید ایجاد میکند. همچنین هوش مصنوعی در آموزش، به دانش آموزان غایب و همچنین دانش آموزانی که در هنگام یادگیری به سرعت یا سطح متفاوتی نیاز دارند کمک میکند. مدیریت نوین آموزشی با استفاده از هوش مصنوعی در آموزش، موانعی را برداشته که هرگز در گذشته امکان پذیر نبوده است.

یادگیری متمایز و فردی با هوش مصنوعی در آموزش

تنظیم یادگیری بر اساس نیاز های خاص دانش آموزان برای سالها اولویت مربیان بوده است. با این حال هوش مصنوعی در آموزش این کار را آسان تر کرده است. بسیاری از شرکت ها مانند Content Technologies و Carnegie Learning در حال حاضر در حال توسعه یک برنامه آموزش هوشمند و پلتفرم دیجیتالی هستند که از هوش مصنوعی برای یادگیری، آزمایش و بازخورد دادن به دانش آموزان از سطح پیش دانشگاهی تا سطح دانشگاه استفاده می کنند. این برنامه ها نقطه ضعف های دانش آموزان را شناسایی میکند و هر زمان که مناسب باشد؛ آنها را به موضوعات جدید هدایت می کند.

محتوای هوشمند با هوش مصنوعی در آموزش 

روش دیگری که هوش مصنوعی از طریق آن صنعت آموزش را متحول می کند؛ افزودن رویکرد های جدید برای دستیابی به موفقیت دانش آموزان است. محتوای هوشمند یک اصطلاح بسیار محبوب در بین مربیان، سازمان ها و دانش آموزان است؛ زیرا یادگیری را ساده تر می کند. هنگامی که ما به محتوای هوشمند اشاره می کنیم؛ در واقع انواع مختلفی از محتوای مجازی را شامل می شود که شامل راهنمای دیجیتالی کتاب های درسی، کنفرانس های ویدئویی و همچنین سخنرانی های ویدئویی میباشد. اکنون می توان تجربه یادگیری ربات ها را با توسعه رابط های یادگیری قابل تنظیم و محتوای دیجیتالی که برای دانش آموزان مقاطع مختلف قابل استفاده است؛ بهبود داد. درک محتوای درسی با تفکیک آن به بخش های منسجم، روشن کردن مطالب یکپارچه درس و همچنین خالصه کردن نکات اصلی آسان می شود. همچنین می توان محتوای صوتی و تصویری ایجاد کرد.  از این طریق، دانش آموزان می توانند به راحتی به تمام مطالب مهم دسترسی پیدا کنند و مطالب را سریعتر درک کنند و به اهداف تحصیلی خود برسند.

هوش مصنوعی چگونه موجب تحول صنعت آموزش و پرورش می شود؟ 

در حال حاضر در کشور های توسعه یافته، کاربرد هوش مصنوعی در بخشی از زندگی عادی شده است. از این تکنولوژی در سیستم های پارکینگ اتوماتیک، سنسورهای هوشمند برای گرفتن عکس های دیدنی و دستیار شخصی استفاده می کنند. به طور مشابهی، کاربرد هوش مصنوعی در آموزش و پرورش نیز احساس می شود، و روش های تدریس سنتی به طور چشمگیری در حال تغییر هستند. با توجه به کاربردهای فراوان هوش مصنوعی در صنعت آموزش و پرورش، حضور در دنیای آکادمیک راحت تر و شخصی تر می شود. کاربرد هوش مصنوعی در آموزش، نحوه یادگیری را تغییر داده است، زیرا با آن، مواد آموزشی برای همه از طریق دستگاه های هوشمند و رایانه ها قابل دسترس می باشند. امروزه دانش آموزان برای تحصیل نیازی به حضور فیزیکی در کلاس ها ندارند، تا زمانی که کامپیوتر و اتصال به اینترنت داشته باشند. هوش مصنوعی خودکار سازی وظایف اداری را ممکن می کند زمان لازم برای انجام وظایف دشوار برای موسسات را به حداقل می رساند، به طوری که مربیان می توانند زمان بیشتری را برای دانش آموزان صرف کنند. خب اجازه دهید در مورد تحولاتی که توسط AI در آموزش و پرورش ایجاد شده است صحبت کنیم.

ساده سازی وظایف اداری با کاربرد هوش مصنوعی در آموزش 

هوش مصنوعی می تواند با خودکار کردن کارها، وظایف اداری را برای معلمان و موسسات آموزشی آسان کند. مدرسان زمان زیادی را صرف تصحیح امتحان ها، ارزیابی تکالیف و ارائه پاسخ های صحیح به دانش آموزان خود می کنند. اما می توان از تکنولوژی برای خودکار سازی کارهایی مثل تصحیح آزمون آنلاین و نمره دهی استفاده کرد که در آن چندین آزمون هم زمان و بدون دردسر تصحیح شوند. این به این معنی است که اساتید به جای صرف زمان زیاد برای نمره دهی، وقت بیشتری برای دانش آموزان خود خواهند داشت. البته ما بیشتر از این از هوش مصنوعی انتظار داریم. در واقع، ارائه دهندگان نرم افزار، روش های بهتری برای نمره دهی به پاسخ های کتبی و مقالات نرم افزاری در چنته دارند. اداره دیگری که از هوش مصنوعی به میزان زیادی بهره می برد، کادر مدیریت پذیرش مدرسه است. هوش مصنوعی انجام خودکار کارهای طبقه بندی و پردازش کار های کاغذی را ممکن میکند.

 محتوای هوشمند 

هوش مصنوعی در آموزش و پرورش در کنار هم پیش می روند و تکنیک های جدید می تواند همه آن چیزی باشد که مطمئن شویم تمام دانش آموزان خواهند توانست به نهایت موفقیت علمی و تحصیلی خود برسند. محتوای هوشمند یکی از موضوع های داغ امروز است. این تکنولوژی در حال حاضر به یک محیط کلاس رسیده است. محتوای هوشمند همچنین شامل محتوای مجازی مانند ویدئو کنفرانس و سخنرانی های ویدئویی است. سیستم های هوش مصنوعی از برنامه های سنتی برای ایجاد کتاب های درسی برای موضوعات مختلف استفاده می کنند. در نتیجه، کتاب های درسی دیجیتالی می شوند و برای آموزش دانش آموزان مختلف با هر سطحی و نمره ای و تمام سنین تحصیلی ایجاد می شوند. یک نمونه از این مکانیزم ها، Cram می باشد که از کاربرد هوش مصنوعی استفاده می کند تا محتوای کتاب ها را قابل فهم کند و با خلاصه کردن فصل ها، فلش کارت ها و آزمون های کاربردی یادگیری را آسان می کند. رابط کاربری دیگر، AI Netex Learning است که اساتید را قادر می سازد تا برنامه های آموزش الکترونیکی و اطلاعات آموزشی را بین هزاران دستگاه ایجاد کنند. . Netex شامل برنامه های کمکی آنالین، طنز و فیلم های تصویری می باشد.

یادگیری شخصی سازی شده 

برنامه های درسی سنتی با توجه به میانگین جمعیت خدمت رسانی کنند. برنامه درسی به گونه ای طراحی می شود که تا جای ممکن برای ۸۰ درصد از متوسط دانش آموزان مناسب باشد. با این حال، دانش آموزانی که در ۱۰ درصد بالا قرار دارند، به سختی می توانند از همه پتانسیل خود استفاده کنند و به نهایت هدف خود برسند. اما وقتی هوش مصنوعی معرفی شود، لزوما جایگزین معلم ها نمی شوند، اما آنها می توانند با ارائه توصیه های شخصی به هر دانش آموز، بسیار بهتر عمل کنند. هوش مصنوعی تکالیف کلاسی و همچنین امتحانات نهایی را برای هر دانش آموز سفارشی سازی می کند تا مطمئن شویم که دانش آموزان بهترین کمک ممکن را دریافت می کنند.

تحقیقات نشان می دهد که بازخورد فوری یکی از کلید های آموزش موفق است. از طریق برنامه های آموزش مبتنی بر هوش مصنوعی، دانش آموزان پاسخ هایی هدفمند و سفارشی از معلمان خود دریافت می کنند. معلمان می توانند مباحث درس را در راهنماهای مطالعه ای هوشمند و فلش کارت ها بگنجانند. آنها همچنین می توانند با توجه به چالش های یادگیری آنلاینی که در هنگام مطالعه مواد درس با آنها روبرو هستند، به دانش آموزان آموزش دهند. بر خالف گذشته، دانش آموزان کالج دسترسی دانش آموزان به اساتید گسترده تر می شود. با استفاده از کاربرد هوش مصنوعی در آموزش، سیستم های آموزشی هوشمند، مانند Carnegie Learning، می توانند بازخوردی سریع ارائه دهند و به طور مستقیم با دانش آموزان کار کنند. حتی اگر این روش ها هنوز در مراحل ابتدایی خود باشند، آنها به زودی به معلمان دیجیتال کامل تبدیل خواهند شد تا به دانش آموزان با هر نیاز آموزشی کمک کنند.

 یادگیری جهانی

آموزش و پرورش هیچ محدودیتی ندارد و هوش مصنوعی می تواند به از بین بردن مرزها کمک کند. فناوری، با تسهیل یادگیری هر درس از هر نقطه در سراسر جهان و در هر زمان، تحولات شدیدی را با خود به ارمغان می آورد. کاربرد هوش مصنوعی در آموزش، دانشجویان را با مهارت های اساسی IT تجهیز می کند. با اختراعات و ابتکارات بیشتر، دوره های گسترده ای از دوره های آموزش آنالین در دسترس خواهد بود و با کمک هوش مصنوعی، دانش آموزان از هر کجا که باشند، خواهند توانست به یادگیری بپردازند.

کارایی های جدید با کاربرد هوش مصنوعی در آموزش 

هوش مصنوعی فرآیندهای فناوری اطلاعات را بهبود میبخشد و کارایی های جدیدی ایجاد می کند. به عنوان مثال، برنامه ریزی های شهری می توانند از آن برای کاهش حمل و نقل و بهبود ایمنی عابران پیاده استفاده کنند. به طور مشابه، مدارس بزرگ می توانند با کمک آن روش های مناسبی را برای جلوگیری از گم شدن دانش آموزان در جمعیت در راهرو ها را به کار گیرند. هوش مصنوعی همچنین می تواند در مدل سازی داده های پیچید مورد استفاده قرار گیرد تا به بخش عملیات امکان ساخت پیش بینی های مبتنی بر داده ها را داشته باشند. 

این به نوبه خود، اجازه برنامه ریزی مناسب برای آینده، به عنوان مثال تعیین صندلی ها در کارهای مدرسه و یا سفارش غذا از کافه تریاهای محلی را می دهد. همچنین، مدارس می توانند از مشکلات ناشی از برقراری نظم افراطی اجتناب کنند و هزینه ها صرفه جویی کنند. با این کارایی های جدید، هوش مصنوعی می تواند در حوزه آموزش و پرورش نقش داشته باشد. حقیقت این است که فناوری های نوین با هزینه های اولیه ای برای نصب و آموزش همراه هستند. اما در نهایت، این هزینه ها در مقابل نتایجی که آن ها به ارمغان می آورند ناچیز هستند. فناوری در طول زمان ارزان تر می شود.

یک مطالعه منتشر شده توسط School News نشان می دهد که تا سال ،۲۰۲۱ میزان استفاده از هوش مصنوعی در آموزش و یادگیری به میزان ۴۷.۵ درصد افزایش خواهد یافت. تاثیر این تکنولوژی از پایین ترین سطح تحصیلات تا موسسات آموزش عالی احساس خواهد شد. کاربرد هوش مصنوعی در آموزش ، تکنیک های یادگیری سازگار با ابزار های سفارشی برای بهبود تجربیات یادگیری را ایجاد خواهد کرد. هوش مصنوعی ممکن است به دانش آموزان به گونه ای کمک کند که مسیرهای شغلی خود را بسته به اهدافشان چگونه در نظر بگیرند و به آنها کمک می کند تا به آن ها فراتر از دانشگاه ها کمک کنند.

کاربردهای هوش مصنوعی 

آموزش، پایه و اساس نسل های آینده بشر را بنا میکند. بنابراین منطقی است از هوشمندانه ترین و پیشرفته ترین فناوری ها برای این حوزه استفاده شود. گسترش کاربرد های هوش مصنوعی در آموزش، تغییرات شگرفی را ایجاد کرده است. پذیرش جهانی این فنّاوری در آموزش، نحوه آموزش و یادگیری را دگرگون کرده است. به عبارت دیگر، هوش مصنوعی، تغییرات مثبتی را در سیستم های آموزشی ایجاد کرده و توانسته فواید قابل توجهی از قبیل بهبود نحوه یادگیری و آموزش و افزایش جذابیت آن، تسهیل ارزیابی و برنامه ریزی تحصیلی و تدوین محتوای آموزشی را ایجاد کند. بنابراین به واسطه هوش مصنوعی، قابلیت های قابل توجهی در نحوه یادگیری محصلین و همچنین تدریس مدرسین به وجود آمده که در این بخش به معرفی آنها پرداخته میشود.

دسته بندی حوزه آموزش 

آموزش را از منظر جوانب مختلف از قبیل نحوه حضور شرکت کنندگان (آموزش حضوری، از راه دور و یا الکترونیکی)، رده سنی محصلین (مقاطع ابتدایی، راهنمایی و آموزش عالی) و نوع مخا طب (محصل، مدرس، افراد کم توان و یا ناتوان) میتوان دسته بندی نمود. با توجه به بررسی اثرات هوش مصنوعی در حوزه آموزش، تمرکز این بخش به سه دسته ذیل میباشد:

انواع کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش/ یادگیری

هوش مصنوعی، کلیه امور مرتبط به آموختن و پروراندن افراد را تحت تاثیر قرار داده است. ایجاد رغبت و انگیزه در محصلین و ارتقای سطح علمی آنها از فواید اصلی هوش مصنوعی در این دسته میباشد. از طرف دیگر، کاهش حجم کاری معلمین و استادان در کنار بهبود کیفیت تدریس، از دیگر اثرات هوش مصنوعی در دسته آموزش/یادگیری است. از جمله کارکردهای هوش مصنوعی در این دسته میتوان به موارد زیر اشاره کرد: 

• ایجاد بستر یادگیری بدون محدودیتهای زمانی و مکانی 
• شخصی سازی و ارائه آموزش تطبیق پذیر
•  افزایش جذابیت آموزش
• شناسایی افراد دارای اختلالات یادگیری و آموزش به آن ها
•  تسهیل فرآیند یادگیری به ویژه برای افراد کم توان و یا ناتوان

در ادامه، هر یک از کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش/ یادگیری شرح داده میشود. 

ایجاد بستر یادگیری بدون محدودیت های زمانی و مکانی 

در سیستم های سنتی، یادگیری و رفع اشکال، تنها با حضور معلمین و استادان در جلسات درس، مقدور است. به واسطه حضور اینترنت که منجر به ایجاد روش آموزش های الکترونیکی گردید، محدودیت مکانی برداشته شد و محصلین می توانند در کلاس های آموزشی مختلف بدون در نظر گرفتن مکان برگزاری آنها شرکت نمایند. در این زمینه، سیستمهای هوش مصنوعی بر بهبود کیفیت تماس های ویدئویی تمرکز کرده است. مواردی از قبیل فیلتر صداهای آزاردهنده محیط، تغییر زاویه صورت کاربر در صورت نیاز و ترجمه در لحظه از جمله کاربردهای هوش مصنوعی در زمینه بهبود تماس های ویدئویی در آموزش های از راه دور و الکترونیکی است. قابلیت پردازش زبان طبیعی در حذف محدودیت زمانی، بسیار موثر بوده است؛ چرا که به کمک تبلت های موجود در این زمینه، محصلین می توانند در هر ساعت از شبانه روز مسائل و مشکالت خود را رفع نمایند. به عنوان نمونه، به کمک معلم انگلیسی هوشمند که مجهز به سرویس تشخیص گفتار میباشد، میتوان در لحظه، تلفظ و یا دستور زبان فرد را اصلاح کرد و با ارائه مشاوره تحصیلی آنلاین به او، یادگیری زبان انگلیسی را تسهیل نمود.

شخصی سازی و ارائه آموزش تطبیق پذیر 

محصلین، دارای مدلهای یادگیری و شرایط و تواناییهای مختلف هستند .بدون شک، ارائه یکسان یک محتوای آموزشی برای تمامی افراد، بهترین نتیجه را به همراه نخواهد داشت. بدین منظور راهکاری تحت عنوان ”آموزش تطبیق پذیر “ایجاد شده که در آن هر محصول با توجه به مدلهای یادگیری و توانایی هایش، خدمات آموزشی مورد نیازش را دریافت میکند. هوش مصنوعی توانسته در این زمینه به واسطه شخصی سازی محتوا و آموزش، قدم تأثیرگذاری بردارد. در کنار آموزش تطبیق پذیر، مربیان میتوانند به کمک سیستم های مجهز به هوش مصنوعی، در جریان مرحله به مرحله فرآیند یادگیری محصل قرار بگیرند .بنابراین، این امکان فراهم میشود تا مدرسین از اشتباهات و نقاط ضعف محصلین آگاهی پیدا کنند. همچنین به کمک فناوری بینایی ماشین، میتوان حالت چهره محصلین در هنگام فراگیری درس را مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و در صورت انطباق حالت چهره آنها با الگوهای عدم یادگیری، به مدرسین هشداری ارسال کرد. بدین صورت مدرسین در لحظه متوجه عملکردشان در تدریس خواهند شد.

افزایش جذابیت آموزش 

یکی از جذاب ترین کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش استفاده از واقعیت مجازی و واقعیت افزوده در کنار رباتیک است که می تواند تاثیر قابل توجهی در بهبود یادگیری و ایجاد علاقه و انگیزه فرد داشته باشد. در فنّاوری واقعیت مجازی، کاربر، یک محیط تعاملی و نزدیک به واقعیت را در یک فضای مجازی تجربه میکند. تلفیق واقعیت مجازی با قابلیت های هوش مصنوعی در آموزش، به خصوص در مواردی که مستلزم آشنایی با موقعیت های خطرناک و یا هزینه بر است میتواند بسیار مفید باشد زیرا فرد در یک محیط شبیه سازی شده نزدیک به واقعیت قرار میگیرد و میتواند پاسخ هر عمل را در لحظه مشاهده کند. به عنوان نمونه، قرارگیری دانشجویان پزشکی در یک اتاق عمل در حضور بیمار، ابزارآلات و یا حتی خون موجود در صحنه که همگی مجازی هستند، می تواند یک تجربه یادگیری نزدیک به واقعیت را برای آنها ایجاد نماید. این امر می تواند علاوه بر بهبود یادگیری، افزایش سرعت تصمیم گیری فرد و کاهش ترس و اضطراب را همراه داشته باشد.

واقعیت افزوده نیز با تصویرسازی مجازی عوامل آموزشی در دنیای واقعی، می تواند جذابیت آموزش را چندین برابر کند و درک یادگیرنده را از موارد آموزشی افزایش دهد. در کنار واقعیت مجازی و واقعیت افزوده، ربات ها نیز در آموزش مسائل مختلف از قبیل زبان، کد نویسی و اطلاعات عمومی به افراد مؤثر هستند. به عنوان نمونه، ربات انسان نمای انیشتن که الهام گرفته از پروفسور آلبرت انیشتن است از طریق اتصال به وایفای حرکت نموده و انواع آزمونهای هوش را به مخاطب یاد میدهد. تلفیق فناوری هوش مصنوعی این امکان را میدهد تا ربات، درک خود را در مورد سوالات هر فرد افزایش داده و بتواند به سوالات افراد در مورد مسائل مختلف علوم پاسخ های دقیق و مناسب دهد.

شناسایی افراد دارای اختلالات یادگیری و آموزش به آن ها 

برخی از یادگیرندگان دارای اختلالات متعددی مانند خواندن، نوشتن، انجام محاسبات و بیش فعالی-کم توجهی در زمینه یادگیری هستند که میتوان به کمک هوش مصنوعی به این افراد کمک کرد تا مسیر یادگیری خود را بهتر طی کنند .اولین مرحله در آموزش این افراد، شناسایی آنهاست. به کمک روش هایی مانند نقشه های شناختی فازی، سیستم های خبره و شبکه های عصبی در کنار قابلیت پردازش گفتار میتوان با انجام مکالمه ای کوتاه با یادگیرنده و پرسش مجموعه ای از سوالات مشخص، داده های مرتبط را جمع آوری و پردازش نمود. 

پس از شناسایی اختلال موردنظر، به کمک سیستم های هوشمند و فراهم نمودن آموزش تطبیق پذیر میتوان بهترین راهکار آموزشی را ارائه و فرآیند یادگیری به خصوص آموزش مهارتهای اجتماعی برای کودکان با سطح یادگیری پایین را به میزان قابل توجهی بهبود داد. به عنوان نمونه، با گسترش کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش این افراد می توان بر اساس میزان سطح اختلال، با انجام مواردی از قبیل جداسازی کلمات و جملات، برجسته نمودن و خواندن متن با صدای بلند به آموزش مؤثرتر آنها کمک کرد. رباتهای هوشمند نیز در این زمینه به خصوص برای کودکان کم توان و یا ناتوان مانند افراد دارای اوتیسم بسیار مفید واقع شده اند.

تسهیل فرآیند یادگیری به ویژه برای افراد کم توان و یا ناتوان 

هوش مصنوعی در راستای بهبود آموزش به افراد کم توان و یا ناتوان نیز تاثیر شایان توجهی داشته است. قابلیت زیرنویس خودکار در آموزشهای از راه دور و یا آموزش الکترونیکی به افراد ناشنوا و یا کم شنوا در فهم محتوای آموزشی یاری می رساند. همچنین با استفاده از توانایی خواندن متن با صدای بلند توسط سیستمهای هوشمند و یا توصیف محیط و اشیای اطراف، به افراد نابینا و یا کم بینا کمک میگردد. علاوه بر این، به کمک فناوری اینترنت اشیا در حوزه آموزش، محیطی تعاملی و هوشمند برای کودکان معلول، قابل طراحی است تا مهارتهای ارتباطی و زبانی در آنها ایجاد و تقویت گردد. این سیستمها بر مبنای بازی و یادگیری محیطی بوده که از تکنولوژی هایی مانند RFID جهت آشنا نمودن کودک با اشیای مختلف استفاده می نمایند. به عنوان نمونه، افراد ناشنوا می توانند به کمک اشیای دارای برچسب RFID زبان اشاره را بیاموزند. بدین صورت که پس از اسکن اشیا توسط دستگاه بارکد خوان، اطلاعات آنها به رایانه منتقل میشود. اطلاعات ورودی به کمک نرم افزارهای مجهز به الگوریتمهای هوش مصنوعی تبدیل به انیمیشن شده که نحوه بیان آن به صورت زبان اشاره در می آید.

ارزیابی و برنامه ریزی تحصیلی

فرآیند ارزیابی و برنامه ریزی تحصیلی، یکی از اصلی ترین و در عین حال زمانبر ترین فرآیندها در حوزه آموزش است که حجم کاری زیادی بر مدرسین و معلمین تحمیل مینماید. از طرف دیگر یادگیرندگان به کمک آزمونهای شبیه سازی شده و ارائه بازخورد در لحظه، می توانند عملکرد خود را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند. از جمله کارکردهای هوش مصنوعی در دسته ارزیابی و برنامه ریزی تحصیلی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

 ارزیابی محصلین 

به کمک نرم افزارها و سایتهای مجهز به هوش مصنوعی این امکان برای استادان و معلمین فراهم میشود تا تکالیف و آزمون ها بطور خودکار ارزیابی و نمره دهی شوند. قابلیت پردازش تصویر هوش مصنوعی، توانایی پردازش پاسخ ها را فراهم کرده است. به کمک این سیستم ها، پاسخ ها مرتب و گروه بندی میشوند و عملکرد فرد از جوانب مختلف بررسی می گردد و در قالب داشبوردی در اختیار مدرس قرار میگیرد. این امر زمان ارزیابی را به میزان قابل توجهی کاهش میدهد که میتواند برای محصل/ مدرسه مفید واقع شود. علاوه بر این، سیستم های هوشمند به واسطه قابلیت پردازش کلان داده ها، عملکرد محصل را پیشبینی مینمایند و نتایج را به مدرسین اطلاع میدهند.

ارزیابی عملکرد مدرسین 

مدرسین به منظور بهبود عملکرد نیاز دارند تا روشهای تدریس خود را ارزیابی نمایند. هوش مصنوعی با بررسی نتایج محصلین و استفاده از قابلیت دادهکاوی به کشف الگوی نهفته در داده های عملکردی محصلین می پردازد و نتایج حاصل را در اختیار مدرسین قرار میدهد. در صورت وجود نقاط ضعف مشترک بین محصلین، معلم از نقاط نیازمند بهبود در تدریس خود، آگاهی می یابد.

جلوگیری از تقلب در آزمون 

هوش مصنوعی به کمک قابلیتهایی چون بینایی ماشین و تشخیص گفتار، می تواند احراز هویت شرکت کنندگان را انجام داده و از ورود افراد اشتباه به آزمون جلوگیری کند. نظارت بر محصلین در طول آزمون های حضوری به کمک دوربینهای مجهز به بینایی ماشین، باعث افزایش دقت و کاهش حجم کاری مراقبت های آزمون به میزان قابل ملاحظه ای شده است. در آزمونهای مجازی نیز به وسیله دوربینهای نصب شده بر روی رایانه های محصلین، می توان حرکت چشم و یا سر شرکت کنندگان را بررسی نمود تا در صورت وجود شناسایی الگوهای مشکوک، به مراقب آزمون هشدار داده شود.

مشاوره، برنامه ریزی تحصیلی و اخذ آزمون های آزمایشی آنلاین 

هوش مصنوعی در حوزه آموزش میتواند به عنوان یک مشاور تحصیلی در زمینه ارائه برنامه درسی، اخذ آزمون های آموزشی، بهبود یادگیری و معرفی افراد مرتبط عمل نماید. در این راستا، سیستمهای هوشمند با ارزیابی عملکرد محصلین و شناسایی نقاط قوت و ضعف آنها، برنامه های درسی سفارشی را جهت بهبود عملکرد فرد ارائه میدهند. همچنین این سیستم ها با ارائه آزمون های آزمایشی آنلاین و تجزیه و تحلیل عملکرد فرد، او را برای آزمون های اصلی آماده میکنند. در کنار برنامه ریزی و ارزیابی، اپلیکیشن ها و سایت های مجهز به هوش مصنوعی، تعامل دانش آموزان در سراسر دنیا را فراهم می نماید و با پیشنهاد دادن افراد مناسب مانند معلمین خبره و محصلین با مشکلات و دغدغه های مشابه باعث ارتقای تجربه کاربر میگردند.

تدوین محتوای آموزشی یکی از کارآمدترین کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش، تهیه محتوای آموزشی است. محتوای آموزشی، مجموعه ای از متون، عکس ها، فایل های صوتی و تصویری است که جهت آموزش از آنها بهره گرفته میشود. به کمک سیستم های هوش مصنوعی و با استفاده از قابلیت یادگیری عمیق میتوان این نوع از محتواها را ایجاد نمود. سرویسهای جستجوی معنایی و تشخیص کلمات حوزه فناوری پردازش زبان طبیعی، این امکان را به مدرس می دهد که با ورود اطلاعات از قبیل سرفصل آموزشی به این سیستم های هوشمند، محتواهای درسی متعددی مانند جزوات آموزشی و فایلهای ارائه با الگوهای مختلف دریافت نماید. این امر تاثیر قابل ملاحظه ای در صرفه جویی زمان و انرژی مدرس میگذارد. همچنین با توجه به مدلهای یادگیری متفاوت افراد و پیدایش مفهوم آموزش تطبیق پذیر، در بسیاری از مواقع نیاز است محتوای آموزشی نیز سفارشی گردد. بدین منظور سیستمهای هوش مصنوعی به کمک سرویس های استخراج کلمات کلیدی، ساخت ابر کلمات و خالص سازی متن، محتواهای متنی را به اجزای کوچکتر و قابل فهمتر تبدیل می نمایند. این سرویس ها، کتب درسی را به یک راهنما همراه با خلاصه فصل، فلش کارت ها، تست های چند گزینه ای و یا صحیح / غلط جهت فهم بهتر کاربر تبدیل میکنند.

نتیجه گیری

در آینده نه چندان دور، می توان انتظار داشت که هوش مصنوعی و یادگیری ماشین جایگاهی جدایی ناپذیر در عرصه آموزشی داشته باشد. کاربردهای هوش مصنوعی در آموزش، مزایای خود را در طیف گسترده ای از زمینه های آموزشی اثبات کرده است و باید دید که چگونه این فناوری، نتایج یادگیری را برای همه تقویت میکند. هوش مصنوعی تغییرات شگفت انگیزی در بخش آموزش و پرورش به ارمغان آورده است. هم دانش آموزان و هم موسسات آموزشی، از نتایج کاربرد هوش مصنوعی در آموزش بهره مند می شوند. AI یا هوش مصنوعی می تواند به طور چشمگیری بر آینده صنعت آموزش و پرورش ما تاثیر بگذارد.

ارائه دهندگان فناوری های مختلفی، محصولات هوش مصنوعی را معرفی می کنند تا نسل جدیدی از آموزش را گسترش دهند. اولین و مهمترین تغییری که همه تجربه میکنن، تغییر روش آموزش از برنامه درسی خطی به یادگیری پروژه محور/ مهارتی است. این امر باعث می شود که دانش آموزان مهارت هایی مانند حل مشکل، ارتباط موثر و غیره را که در زندگی کاری در آینده ضروری است، بیاموزند.