Ефективність адаптивних навчальних систем на основі штучного інтелекту у STEM-дисциплінах

Анотація

Метою статті є узагальнення механізмів функціонування адаптивних навчальних систем на основі штучного інтелекту у STEM-дисциплінах, визначення їхнього впливу на результати навчання та виявлення основних обмежень педагогічного застосування. Методи. Методологічну основу становили аналіз, порівняння, узагальнення та систематизація сучасних наукових публікацій, присвячених адаптивному навчанню, інтелектуальним навчальним системам, персоналізованому освітньому середовищу та використанню штучного інтелекту у STEM-освіті. Для інтерпретації результатів застосовано аналітичний підхід, який дав змогу порівняти різні наукові позиції, виокремити повторювані закономірності та визначити умови, за яких адаптивні системи демонструють найвищу результативність. Результати. В аналізі показано, що результативність адаптивних систем визначається не суто використанням штучного інтелекту, а точністю поєднання його діагностичних, коригувальних і пояснювальних функцій у межах єдиного освітнього середовища. Найбільш значущими механізмами дії адаптивних навчальних систем на основі штучного інтелекту визначено діагностику прогалин у знаннях здобувачів освіти, адаптацію послідовності та складності завдань до індивідуальних можливостей і потреб, надання персоналізованого зворотного зв’язку та формування аналітичних даних для викладача. Найвиразніший ефект простежено у тих STEM-дисциплінах, де навчальний матеріал має чітку логічну послідовність і високий рівень залежності між темами, насамперед у математиці, програмуванні та суміжних напрямах. Узагальнення результатів засвідчило, що адаптивні навчальні системи на основі штучного інтелекту передусім підвищують точність виконання завдань, якість засвоєння базових понять, сприяють послідовнішому просуванню в навчанні та дають змогу своєчасно коригувати типові помилки. Водночас виявлено, що вплив на мотиваційні показники та загальну залученість є менш вираженим, ніж вплив на опанування навчального матеріалу та формування практичних навичок. Висновки. Адаптивні навчальні системи на основі штучного інтелекту доцільно розглядати як дієвий інструмент підвищення ефективності STEM-навчання за умови їхнього методично виваженого й педагогічно контрольованого впровадження. Практична цінність таких систем полягає у поєднанні персоналізації, своєчасного коригування навчальної траєкторії та наданні викладачеві аналітичних інструментів для педагогічного супроводу навчання. Перспективи подальших досліджень пов’язані із поглибленим вивченням довготривалого впливу адаптивних систем у різних STEM-дисциплінах, порівнянням їхньої результативності на різних рівнях освіти та аналізом етичних і організаційних умов їхнього використання.