أمثلة على تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم

على الرغم من أن تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم لم تصبح معياراً في المدارس إلا أنّها شيء جدير بالذكر منذ ظهورها في الثمانينات من القرن الماضي.

ومن عدّة نواح، يبدو أن الاثنين قد صُنعا لبعضهما البعض – الذكاء الاصطناعي والتعليم – فنحن نستخدم التعليم كوسيلة لتطوير العقول القادرة على التوسع والاستفادة من المعرفة، في حين يوفر الذكاء الاصطناعي أدوات لتطوير صورة أكثر دقة وتفصيلاً عن كيفية عمل العقل البشري.

كما توفر الطبيعة الرقمية والديناميكية للذكاء الاصطناعي أيضاً فرص مشاركة للطلاب لا يمكن العثور عليها في الكتب المدرسية القديمة، أو في بيئة الفصول الدراسية ذات الأربعة جدران.

بمعنى أو بآخر، تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم تجعل كلاً منهما يدفع الآخر نحو الأمام وتسرّع من اكتشاف حدود تعلم جديدة وإنشاء تقنيات مبتكرة.

ويوجد بالفعل عدد من تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم مثل أنظمة التدريس الذكية ITS التي حققت أكبر تقدم خلال العشرين سنة الماضية، كأحد المفاهيم الأصلية لتطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم.

لكن بالنظر إلى نظم الذكاء الاصطناعي الموجودة حالياً يمكن الجزم بأنها مازالت في مرحلة البدائية نسبياً، لكن وجودها بأي حال يعني المساعدة في تشكيل جيل جديد يستجيب أكثر لأدوات التعليم.

تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم

المحتوى الذكي

يجري في الوقت الحالي إنشاء “المحتوى الذكي” من الأدلة الرقمية إلى الكتب المدرسية إلى واجهات التعلم الرقمية القابلة للتخصيص على جميع المستويات، من المرحلة الابتدائية إلى مرحلة ما بعد الثانوية إلى بيئات الشركات.

كما ابتكرت شركة Content Technologies Inc. -وهي شركة تطوير ذكاء اصطناعي متخصصة في أتمتة العمليات التجارية وتصميم التعليم الذكي – مجموعة من خدمات المحتوى الذكي للتعليم الثانوي وما بعده.

Cram101 على سبيل المثال، يستخدم تقنيات الذكاء الاصطناعي للمساعدة في نشر محتوى الكتب المدرسية عبر دليل الدراسة الذكي الذي يتضمن ملخصات الفصول واختبارات الممارسة الصحيحة والاختيارات المتعددة.

كما تمتلك JustTheFacts101 غرض مماثل وإن كان أكثر بساطة حيث يتم إبراز ملخصات نصية محددة لكل فصل، ويتم أرشفتها بعد ذلك إلى مجموعة رقمية وإتاحتها على موقع أمازون.

تقوم شركات أخرى بإنشاء منصات محتوى ذكية كاملة مع تقديم المحتوى، وتمارين الممارسة، والتقييم في الوقت الفعلي.

على سبيل المثال، يتيح برنامج Netex Learning للمعلمين تصميم المناهج الرقمية والمحتوى عبر الأجهزة ودمج الوسائط المتعددة مثل الفيديو والصوت، بالإضافة إلى التقييم الذاتي أو عبر الإنترنت.

كما توفر Netex منصة سحابية تعليمية مخصصة ومصممة لأماكن العمل الحديثة، حيث يمكن لأصحاب العمل تصميم أنظمة تعليمية قابلة للتخصيص مع وجود التطبيقات، والمحاكاة، والدورات الافتراضية، والتقييمات الذاتية، ومؤتمرات الفيديو وغيرها من الأدوات.

وقد تم تصميم منصات التعلم لمكان العمل الحديث للسماح للموظفين بإتقان مهارات إضافية وتلقي ردود الفعل المستمرة بطريقة آلية، والتي عندما تستخدم بشكل استراتيجي لديها القدرة على المساعدة في تحسين الأداء وزيادة الإنتاج.

نظم الدروس الذكية

مجموعة من المبادئ المرتبطة إلى حد كبير بعمل عالم النفس التربوي بنيامين بلوم في السبعينات من القرن الماضي، حيث تدعم فعالية التدريس الفردي والتدريس في الفصل الدراسي.

يتم تنظيم المناهج الدراسية حول تقدم الطالب، بالإضافة إلى التغذية المرتدة المستهدفة في الوقت المناسب، والفرص الفورية للممارسة الصحيحة، وأنشطة التعزيز، وكلها ممارسات تعلم أساسية.

إن تطوير نظام تعليمي فردي يشمل تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم ويمكنه أن يوفر هذه العناصر، كان دائماً هدفاً مرغوباً لباحثي تقنية الذكاء الاصطناعي منذ سبعينات وثمانينات القرن الماضي.

حققت نُظم الدروس الذكية الكثير من التقدم منذ ظهورها في وقت مبكر، وعلى الرغم من أن أنظمة اليوم – كما شرحها شودري وآخرون (2013) – ليست في سيجما المستوى الثاني (أي مستويين من المدرسين البشريين) إلا أن هناك أدلة تشير إلى أن أنظمة الدروس الذكية تعمل بشكل جيد – إن لم يكن أفضل – من المدرسين الخصوصيين للعديد من الطلاب.

على سبيل المثال، تستخدم برامج “ميكا” من كارنيجي للتعلم العلوم المعرفية وتقنيات الذكاء الاصطناعي لتقديم دروس ذكية وتعليقات في الوقت الحقيقي لطلاب التعليم ما بعد الثانوي، وخاصة الطلاب الجدد بالجامعات الذين يحتاجون إلى دورات خاصة، وتعتبر بذلك أحد تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم.

وتشير كارنيجي إلى أن تكلفة النوع الآخر من التعلّم (الدروس الخصوصية) يكلّف طلاب الجامعات حوالي 6.7 مليار دولار سنوياً، مع نسبة نجاح 33 في المائة فقط بالنسبة لدورات الرياضيات.

في حين توفر أنظمة الدروس الذكية للطلاب إمكانية الوصول بشكل أكثر ملائمة إلى أساليب التعلم المرنة والشخصية بشكل مستمر.

وتشير Pearson بالتعاون مع University College London Knowledge Lab، إلى أن الأنظمة التكيفية القائمة على النماذج اليوم ضمن تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم تتسم أيضاً بالشفافية بشكل متزايد، مما يسمح للمعلمين بفهم كيف توصل النظام إلى قرار الخطوة التالية، ويُظهر لهم المزيد من الأدوات الفعالة للتدريس في الفصل الدراسي.

على سبيل المثال، تطبيق iTalk2Learn system16 وهو نظام تم اختباره وتجربته من قبل جامعة كارينجي ميلون لتقييم تأثيره على الطلاب في تعلم الكسور يُعتبر أحد تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم ، وقد قام بتطبيق نموذج المتعلم الذي تضمن صراحةً معلومات حول معرفة الفرد للرياضيات، والاحتياجات المعرفية، والحالة العاطفية، بالإضافة إلى التغذية المرتدة وردود الطلاب.

المسهلات الافتراضية وبيئات التعلم

من الواضح جداً للجميع أنّه لا أحد يرغب في استبدال المعلم البشري بالمعلم الافتراضي، ولكن فكرة إنشاء أدلة وموجهات افتراضية لاستخدامها في مجموعة متنوعة من البيئات التعليمية والعلاجية هي مجال واعد للتنمية.

وعلى الرغم من أنّ الأمر ليس حقيقة بعد، فإن الهدف النهائي في هذا المجال هو إنشاء شخصيات شبيهة بالإنسان يمكن أن تفكر وتعمل وتتفاعل بطريقة طبيعية، وتستجيب إلى كل من الاتصال اللفظي وغير اللفظي.

كما يعتبر معهد جامعة جنوب كاليفورنيا (USC) للتقنيات الإبداعية رائداً في إنشاء البيئات والتطبيقات الافتراضية الذكية التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي، والألعاب ثلاثية الأبعاد، ورسومات الكمبيوتر لتطوير شخصيات افتراضية حقيقية وتفاعلات اجتماعية واقعية.

الباحثون في جامعة جنوب كاليفورنيا لديهم عدد من المشاريع الجارية في هذا الإطار والتي تشير إلى قدوم الكثير من تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم خلال العقدين المقبلين.