Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)
2 курс бакалавр ИППО ГАОУ ВО МГПУ
г. Москва
andrianovaak@mgpu.ru
Научный руководитель: к.п.н., доцент Афанасьева Ж.В.
В статье описывается применение искусственного интеллекта при создании продукта проекта младших школьников. Представлена организация проектно-исследовательской деятельности по методике А. И. Савенкова, особое внимание в статье уделено специфике организации работы детей с ИИ.
This article examines the application of artificial intelligence in project product development by elementary school students. It presents the organization of research-based project activities following A.I. Savenkov’s methodology, with particular emphasis on the specifics of facilitating children’s engagement with AI technologies, including prompt engineering fundamentals.
В современном мире цифровизация становиться глобальным трендом в образовании. Одним из перспективных направлений является использование нейронных сетей, которые позволяют автоматизировать процессы создания визуального контента. Использование таких технологий в обучении стимулирует навык работы в команде, креативного мышления и способствует повышению общего уровня цифровой грамотности.
Целью данной статьи является описание использования нейронных сетей в исследовательской деятельности младших школьников для ознакомления обучающихся с принципами работы искусственного интеллекта в образовательном процессе, а также выработка рекомендаций для эффективного использования цифровых технологий в педагогической практике.
Нейронные сети стали для учителей и учеников мощными инструментами для создания и генерации контента. Существует большое количество нейросетей для генерации как текстовых данных (Chat GPT, DeepSeek и пр.), так и визуального контента (Midjourney, Stable Diffusion, Шедеврум и пр.). Современные технологии позволяют педагогам создавать методические разработки и готовиться к урокам, наполняя их визуальной составляющей. Таким образом, нейронные сети не только упрощают процесс создания контента, но и делают обучение более интерактивным и увлекательным.
В рамках исследовательской деятельности по системе А.И. Савенкова [1] с учениками четвёртого класса университетской школы СОШ МГПУ мы в течение семестра готовили проект на тему «По следам маскотов: исследуем талисманы и создаём верного спутника нашей школы!».
В ходе проекта с помощью нейронных сетей мы создавали маскота – символ, который используется для идентификации учебного заведения или образовательной программы. В образовательной сфере маскоты играют важную роль, стимулируя мотивацию обучающихся и визуализируя идеи образовательного учреждения. Они помогают создать атмосферу доверия и открытости, что способствует более тесному взаимодействию между учащимися и преподавателями. Примеры успешного использования маскотов можно увидеть в различных образовательных проектах, где персонажи становятся «лицом» мероприятий, привлекая внимание и создавая позитивный имидж: например, сова Софи –маскот «Школы № 1220»; красная панда – маскот Института естествознания и спортивных технологий МГПУ. Маскоты могут символизировать различные нравственные или образовательные ценности, такие как дружба, сотрудничество и стремление к знаниям и др.
При работе с нейронными сетями важно учитывать возрастные особенности младших школьников. С одной стороны, детская любознательность делает детей открытыми ко всему новому: «Ни для кого не является секретом, что, что детская потребность в исследовательском поиске обусловлена биологически. Всякий здоровый ребенок рождается исследователем. Неутолимая жажда новых впечатлений, любознательность, стремление наблюдать и экспериментировать, самостоятельно искать новые сведения о мире, традиционно рассматриваются как важнейшие черты детского поведения» [1: с. 5]. С другой стороны, младшему школьнику при освоении навыка цифровой грамотности необходимы:
— поддержка / сопровождение учителя / педагога/ тьютора,
— доступность изложения,
— игровая форма деятельности.
Работа над проектом включала несколько этапов. Опишем их подробнее.
- Концепция и обсуждение.
Ученики с помощью педагога определили на занятии основные характеристики маскота, познакомились с развитием талисманов в истории, изучили символы в культуре. Был проведён опрос среди сотрудников школы и учеников, чтобы определить ведущие качества, которые послужили основой для выбора символа. По итогам результатов ответов респондентов мы выбрали в качестве маскота школы муравья, символизирующего порядок, добро, патриотизм, трудолюбие и мудрость.
Для визуализации нашей работы мы могли выбрать традиционный вариант – рисунок, но мы отдали предпочтение искусственному интеллекту. На наш выбор повлияли несколько факторов:
1) ограниченное количество времени: на проект было отведено всего 8 занятий, и вариант использования генеративных нейронных сетей позволил ускорить процесс создания продукта нашего проекта;
2) невысокий уровень концентрации учеников младшего школьного возраста: работа с искусственным интеллектом помогает удерживать внимание обучающихся, благодаря интерактивной составляющей;
3) многообразие пожеланий учеников-участников проекта по оформлению фона и внешнего вида талисмана: использование современных технологий позволило учесть пожелания всех членов группы и избежать конфликтных ситуаций;
4) широкие возможности современного генеративного искусственного интеллекта: DALL-E, Stable Diffusion, Midjourney позволяют создавать реалистичные и креативные изображения, что значительно расширяет возможности для творчества.
- Работа с нейросетью.
Для визуализации идеи учащихся мы использовали генеративные модели Шедеврум, Kandinsky 3.1, Stable Diffusion; последнюю мы выбрали в качестве основной. Перед началом работы с нейросетями мы в доступной форме ознакомили учеников с принципами функционирования новых технологий: с помощью сайта «Teachable Machine» школьники ознакомились с процессом создания модели машинного обучения, что позволило продемонстрировать основные алгоритмы работы нейронных сетей.
На следующем этапе мы сконцентрировались на формировании у обучающихся навыка написания промптов – запросов для нейронных сетей. Создание грамотного промпта является ключевым фактором, влияющим на результат генерации; в частности, помогает избегать галлюцинаций. Галлюцинации нейросетей — это явление, при котором модель генерирует изображения с искажёнными, нелогичными или избыточными деталями, не соответствующими запросу пользователя. Например, нейросеть может добавить лишние конечности персонажу, исказить пропорции объектов или создать фоновые элементы, которые не имеют смысла в контексте сцены. Это происходит из-за особенностей работы генеративных моделей, которые интерпретируют запросы буквально или «додумывают» недостающую информацию на основе своих обучающих данных.
Прежде чем получить желаемый результат, обучающиеся изменили промпт несколько раз, обращаясь к справочным материалам. Главными ошибками детей было использование отрицательных конструкций, отсутствие чёткой цели и технического задания (недостаточное описание деталей), поэтому мы рекомендуем обращать на эти аспекты повышенное внимание учеников.
Приведём финальный вариант запроса для нейросети, который позволил получить нам желаемое изображение: «Дружелюбный улыбающийся муравей-талисман в школьной форме и круглых очках, в мультяшном стиле, стоящий на школьном дворе с деревьями и школьным зданием на заднем плане. Яркие цвета, миниатюрные пропорции, большие выразительные глаза, весёлая атмосфера, детально проработанная анимация в стиле Диснея, мягкие тени и игривый дизайн». С помощью переводчика Яндекс был создан вариант промтпа на английском языке языке: «Friendly smiling ant mascot wearing a school uniform and round glasses, cartoon style, standing in a schoolyard with a trees, and a school building in the background. Bright colors, cute proportions, large expressive eyes, cheerful atmosphere, highly detailed, Disney-inspired animation, soft shading, and a playful design.»
У нас получился такое изображение:
Рисунок 1 – Изображение маскота школы
Участие педагога в процессе работы с нейросетями играет ключевую роль. Он выступает в качестве наставника, помогая учащимся освоить алгоритмы работы искусственного интеллекта, сформулировать концепцию, определить текстовые запросы и проанализировать результаты работы нейронной сети. Именно педагог может объяснить, как интерпретировать полученные изображения и внести необходимые изменения.
Интеграция работы с нейросетями в процесс исследовательской деятельности открыла возможность для повышения общего уровня цифровой грамотности младших школьников. Они осознали, что искусственный интеллект представляет собой не мистическое явление, которое может ответить на любой вопрос, а доступный инструмент, требующий приобретения специальных навыков для его эффективного использования.
Более того, учащиеся получили представление о том, что искусственный интеллект охватывает не только сложные математические алгоритмы, но и творческие аспекты. Они узнали о применении нейросетей в различных областях, включая науку, искусство и дизайн. Это расширило их понимание возможностей искусственного интеллекта и стимулировало интерес к дальнейшему изучению этой области.
В результате проведённой работы были разработаны практические рекомендации, которые позволят эффективно интегрировать в процесс образования.
- Уделите время изучению теории о работе нейросетей.
Это не только заинтересует учеников, но и даст им базу для понимания процесса. Объясните основные принципы машинного обучения и генеративных моделей на простых примерах. Сайт «Teachable Machine» продемонстрировать основные алгоритмы работы нейронных сетей. Для закрепления материала целесообразно организовать практические упражнения, в ходе которых ученики самостоятельно генерируют изображения с помощью нейросетей, что способствует развитию их цифровой грамотности и пониманию принципов работы искусственного интеллекта.
- Используйте доступные инструменты.
Нейронные сети Stable Diffusion, Шедеврум, ChatGPT, Kandinsky 3.1 обладают понятным интерфейсом для пользователей без глубоких знаний в области IT. Однако важно объяснить обучающимся, что качество выходных данных напрямую зависит от точности и детализации входных запросов. Нейросети, основанные на архитектуре трансформеров или диффузионных моделях, требуют чётких и структурированных промптов для минимизации ошибок и галлюцинаций. Дополнительно необходимо предоставить ученикам информацию о составлении верных промптов, что позволит развить навык написания заданий для нейросети.
- Концентрируйтесь на процессе, а не только на результате.
Важно разъяснить школьникам, что искусственный интеллект не заменяет творческий процесс, а служит инструментом для его усиления. Можно предложить обучающимся подготовить рисунки на бумаге, чтобы на их основе создать промпт для нейросети. Рекомендуется включить элемент групповой работы, в ходе которой ученики могут обмениваться мыслями и предложениями по улучшению изображений, что способствуют развитию критического мышления и навыков коммуникации. Необходимо подчеркнуть, что каждый этап создания изображения, от формулировки идеи до финальной доработки, требует внимания и творческого подхода.
- Предоставьте ученикам больше свободы.
Не стоит ограничивать обучающихся в их идеях и экспериментах, позволяя им свободно выражать свои мысли и чувства. Рекомендуется поощрять учеников, экспериментировать с различными стилями, техниками и параметрами генерации, чтобы они могли найти свой уникальный подход к созданию изображений. Важно отметить, что свобода в выборе тем и стилей не только повышает мотивацию, но и способствует формированию у школьников уверенности в своих способностях.
В заключение статьи можно сделать следующие выводы:
- Использование нейронных сетей в исследовательской деятельности младших школьников представляет собой перспективное направление, сочетающее в себе развитие цифровой грамотности, креативного мышления и навыков командной работы. Проведённое исследование позволило сформулировать ряд рекомендаций, которые могут быть полезны для педагогов, родителей и исследователей, заинтересованных в интеграции современных технологий в обучение.
- Важно придерживаться ключевых аспектов успешного применения нейронных сетей в образовательном процессе: грамотного и полного обучения школьников принципам работы искусственного интеллекта, а также знакомство с основами промпт-инжиниринга. Это особенно важно в контексте минимизации галлюцинаций нейросетей, которые могут возникать из-за недостаточно чётких промптов. Рекомендуется использовать доступные инструменты с интуитивно понятным интерфейсом. Не следует ограничивать учеников в их творческих начинаниях, позволяя им свободно выражать свои мысли и чувства. Сделайте акцент на творческом процессе, а не только на конечном результате, что позволит ученикам осознать, что нейросети являются инструментом, а не заменой человеческого воображения.
- Таким образом, интеграция нейронных сетей в образовательный процесс младших школьников открывает новые возможности для развития цифровой грамотности, креативности и навыков командной работы. Результаты исследования демонстрируют, что при грамотной организации процесса и использовании современных инструментов нейросети могут стать эффективным средством для решения образовательных задач. Однако важно учитывать, что успешное применение технологий требует не только технической подготовки, но и внимания к педагогическим аспектам, таким как мотивация, обратная связь и поддержка творческой свободы учащихся.
Дальнейшие исследования в этой области могут быть направлены на разработку более специализированных методик обучения, адаптированных для разных возрастных групп, а также на изучение долгосрочного влияния работы с нейросетями на развитие когнитивных и творческих способностей обучающихся.
Литература
- Савенков А.И. Методика исследовательского и проектного обучения школьников. – Самара: Издательский дом «Фёдоров», 2016. – 128 с.
https://izvestia-ippo.mgpu.ru/andrianova-arina-konstantinovna-int/