وقتی صحبت از هوشمصنوعی می‌شود ناخودآگاه همه به‌یاد سرویس‌ها و خدماتی می‌افتند که برای راحتی انسان‌ها، توسط سرویس‌دهنده‌های سخت‌افزاری، مغزافزاری و نرم‌افزاری ارائه می‌شود. یکی از هزاران خدمتی که هوشمصنوعی در حال ارائه به بشر در قرن جدید است، سرویس‌ها و خدمات هوشمصنوعی در حوزه آموزشوپرورش است که یکی از مهم‌ترین و شاید اثرگذارترین خدمات آن در جهان فعلی باشد. براین اساس سعی خواهم کرد در این نوشته به صورت خلاصه هوشمصنوعی را تعریف کنم، تاریخچه و پنج نسل اصلی آن را بیان و ارتباطش را با آموزشوپرورش به‌خصوص آموزش دانش‌آموزان و مراحل آموزش هوشمصنوعی مطرح کرده، اقدامات در حال انجام در جهان در این زمینه را به صورت عام معرفی و نحوه و مدل‌های استفاده از هوشمصنوعی در ایران برای آموزش دانش‌آموزان را بررسی کنم. چالش‌های آن را مورد نقد و بررسی قرار داده و زیرساخت‌های موجود مبتنی‌بر هوشمصنوعی فعلی فعال در کشور را معرفی و اثرات وضعیت اقتصادی کشور بر یادگیری هوشمصنوعی را بیان کنم. اولین مساله‌ای که برای ورود به بحث هوشمصنوعی وجود دارد این است که اصلا هوشمصنوعی چیست؟
به گزارش اقتصاددان به نقل از جهان صنعت ، در یک تعریف عمومی می‌توان گفت که هوشمصنوعی به مجموعه‌ای از توانمندی‌های فناورانه گفته می‌شود که انسان‌ها با سرعت و دقت خیلی زیاد و خطای بسیار کم، بتوانند با استفاده از کامپیوتر و تجهیزات و ماشین‌های محاسباتی و اطلاعاتی، فعالیت‌هایی را انجام دهند که نیاز به استفاده از هوش انسانی دارد مانند یادگیری، حل مساله و تصمیم‌گیری. بنابراین با این حساب به صورت خیلی زیرپوستی و بدون توجه به سایر خدمات قابل ارائه توسط هوشمصنوعی، می‌توان گفت که هوشمصنوعی اولین خدمتی که می‌تواند ارائه دهد، یادگیری است آن هم با چند ویژگی مهم مانند سرعت و دقت به‌شدت بالا و خطای خیلی کم.
حال که فهمیدیم هوشمصنوعی خدمات مورد نیاز ما که همان یادگیری با ویژگی خاص را ارائه می‌دهد، بهتر است با تاریخچه هوشمصنوعی آشنا شویم. براساس اطلاعات موجود در جهان تاریخچه هوشمصنوعی را به صورت کلی می‌توان در پنج نسل جمع‌بندی کرد:
نسل اول: شروع ایده هوشمصنوعی
این نسل در حقیقت از دهه 1950میلادی آغاز شده است. در این دهه مفهوم هوشمصنوعی توسط یک دانشمند بریتانیایی به نام تورینگ در سال 1950 در مقاله‌ای به نام «آیا ماشین‌ها فکر می‌کنند» بیان شد. این دانشمند در ادامه مقاله خود روشی را برای سنجش توانایی‌های یک ماشین برای نمایش هوش انسانی پیشنهاد کرد که بعدها به «آزمون تورینگ» معروف شد.بد نیست بدانید که در سال بعد جان مکارتی عبارت «هوشمصنوعی» را در ایالت دارتموث آمریکا مورد استفاده قرار داد و این سرآغازی بود برای شروع رسمی استفاده از اصطلاح «هوشمصنوعی» در جهان.نسل دوم: برنامه هوشمصنوعی
استفاده از کامپیوترهای بزرگ و توسعه برنامه‌نویسی در جهان منجر به برنامه‌هایی مبتنی‌بر هوشمصنوعی در سال‌های پایانی دهه 1950 میلادی شد. این برنامه‌ها سعی می‌کردند با استفاده از نگرش هوشمصنوعی مسائل منطقی و ریاضی را حل و پاسخ را با استفاده از نگرش هوشمصنوعی با ویژگی‌های پیش گفته بیان کنند.
یکی از برنامه‌هایی که در اوایل دهه1960میلادی طراحی و پیاده‌سازی شد الایزا (ELIZA) نام داشت که مانند یک روانشناس ساده با انسان‌ها صحبت کند.
نسل سوم: سیستم‌های خبره (Expert Systems)
توسعه برنامه‌سازی مبتنی بر نگرش‌های ایجاد شده قبلی و با تولید سیستم‌های خبره (Expert Systems) موجب ایجاد نسل جدیدی از این مدل تولید برنامه شد. در این نسل که تقریبا دو دهه طول کشید، برنامه‌های تولید شده به صورت یک سیستم توانستند دانش متخصصان در زمینه‌های خاص مانند پزشکی یا مهندسی را شبیه‌سازی کنند. یکی از معروف‌ترین سیستم‌های خبره (Expert Systems) تولید شده، سیستم Mycin بود که در اویل دهه 1990 میلادی می‌توانست با نگرش‌های مبتنی‌بر هوشمصنوعی، تشخیص پزشکی را با خطای خیلی کم انجام دهد.
نسل چهارم: نزدیکی سخت‌افزار و سیستم‌های خبره و پیشرفت شگرف هوشمصنوعی
یکی از موضوعات مهم و اساسی در نیمه‌دوم دهه 1990 میلادی، نزدیکی بسیار زیاد سخت‌افزار شامل پردازشگرها با سیستم‌های خبره بود که موجب شد پیشرفت شگرفی در علم هوشمصنوعی ایجاد شود. مهم‌ترین و بارزترین نمود توسعه، تولید سیستم یکپارچه‌ای به نام Deep Blue متشکل از یک کامپیوتر بزرگ و سیستم توسعه‌یافته خبره توسط شرکت «ای‌بی‌ام» امریکا بود که موفق شد در یک بازی شطرنج بر گری کاسپاروف قهرمان نامدار شطرنج جهان در سال ۱۹۹۷ پیروز شود. ویژگی اصلی این نسل ایجاد بازی‌های بسیار پیچیده و استراتژیک با استفاده از هوشمصنوعی در آن زمان بود.
نسل پنجم: یادگیری ماشین و یادگیری عمیق
با شروع هزاره دوم میلادی و طی یک دهه هوشمصنوعی از یک علم اختصاصی به یک علم بین‌بخشی توسعه پیدا کرد. اصلی‌ترین دلیل آن هم ظهور تکنیک‌های جدیدی در هوشمصنوعی مانند یادگیری ماشین و یادگیری عمیق بود.
دو تکنیک یادگیری ماشین و یادگیری عمیق به کامپیوترها و ماشین‌های مجازی این امکان را می‌دهند که داده‌های دریافتی را با استفاده از الگوریتم‌ها و متدولوژی‌های محاسباتی بررسی و ارزیابی کرده و روش‌ها و فرآیندهای ایجاد، اصلاح، توسعه، اصلاح، بهینه‌سازی و حتی انحراف معیارهایی یاد بگیرند و براساس یادگیری ماشین پایه خود، این اطلاعات را به صورت لایه‌بندی و عمقی در چند محور نگهداری و براساس آن، اطلاعات جدید را تجزیه و تحلیل کنند. با استفاده از این دو تکنیک بسیار مهم و کارا، هوشمصنوعی توانست در ترجمه همزمان زبان‌ها بهم، تشخیص چهره، رانندگی خودروهای خودران و حتی انجام بازی‌های ویدئویی موفق شود.
نسل ششم: هوشمصنوعی در دهه فعلی
در دهه دوم هزاره میلادی هوشمصنوعی توانسته است خود را به بخش جدایی‌ناپذیر از زندگی انسان‌ها تبدیل کند. دیگر در جهان کسی نیست که از امکانات هوشمصنوعی استفاده نکند.
هوشمصنوعی در حال حاضر از ارائه خدمات دستیاری شاید در بیشترین خدمات روزانه انسان‌ها تا شناخت انواع بیماری‌های خیلی نادر در انسان‌ها و یا پاکسازی ژن‌های معیوب قبل از تولد ما را به خود وابسته کرده است.
حال که با تاریخچه هوشمصنوعی آشنا شدیم می‌خواهیم ارتباط هوشمصنوعی را با آموزش دانش‌آموزان بررسی کنیم.
به نظر شما دانش‌آموزان از چه زمانی باید وارد یادگیری هوشمصنوعی شوند. البته به نظر می‌رسد اگر سوال را اینگونه بپرسیم که یادگیری هوشمصنوعی از چه سنی و با چه شرایطی برای دانش‌آموزان باید شروع شود بهتر می‌توان به آن پاسخ داد.
تجربه کشورهای پیشرو در هوشمصنوعی این است که دانش‌آموزان از زمان ورود به مدرسه باید با هوشمصنوعی آشنا شوند. نکته مهم این موضوع این است که در هر دوره‌ای باید سطح و نوع محتوا با سن و توانایی‌های شناختی دانش‌آموزان تطبیق داده شود.
سه مرحله برای یادگیری هوشمصنوعی دانش‌آموز بیان شده است:
آموزش در سنین ابتدایی (6 تا 10 سال)
آموزش هوشمصنوعی در این بازه سنی باید به‌صورت غیرمستقیم و ساده باشد و بیشتر بر مفاهیم پایه‌ای علوم کامپیوتر و تفکر محاسباتی متمرکز شود. کودکان در این سن می‌توانند از طریق بازی‌ها و فعالیت‌های تعاملی با اصول اولیه هوشمصنوعی آشنا شوند که مهم‌ترین و معروف‌ترین ابزار جهانی در این زمینه Scratch است که به کودکان کمک می‌کند منطق برنامه‌نویسی و مفاهیم تصمیم‌گیری خودکار را درک کنند.
آموزش در دوره اول متوسطه (11 تا 14 سال)
دانش‌آموزان در این بازه سنی برای آموزش هوشمصنوعی می‌توانند با مفاهیم پیشرفته‌تر آن آشنا شوند و مهارت‌های برنامه‌نویسی خود را توسعه دهند. در این دوره سنی دانش‌آموزان می‌توانند با الگوریتم‌ها آشنا شده و نحوه کار الگوریتم‌ها و مثال‌هایی از الگوریتم‌های مورد استفاده در هوشمصنوعی مانند مرتب‌سازی، جست‌وجو و شناسایی الگو یاد بگیرند. معرفی مفاهیم مربوط به داده‌ها و اهمیت آنها در هوشمصنوعی مانند جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها بخش بعدی یادگیری آنها می‌تواند باشد و ساخت ربات‌های ساده و برنامه‌نویسی آنها، با مفاهیم هوشمصنوعی در دنیای واقعی تعامل کنند و در نهایت نیز از زبان‌های برنامه‌نویسی مانند Python که برای توسعه پروژه‌های ساده هوشمصنوعی مناسب است استفاده کنند.
آموزش در دوره دوم متوسطه (15 تا 18 سال)
دانش‌آموزان در این دوره آماده یادگیری مفاهیم پیشرفته‌تر هوشمصنوعی و کاربردهای واقعی آن هستند. این آموزش‌ها می‌تواند شامل معرفی مفاهیم پایه‌ای یادگیری ماشین، انواع یادگیری (نظارت‌شده، نظارت‌نشده و تقویتی) و کاربردهای آن، پردازش زبان طبیعی و توضیح اینکه چگونه سیستم‌های هوشمند می‌توانند زبان انسانی را درک و پردازش کنند، بینایی ماشین و آشنایی با فناوری‌هایی که به کامپیوترها امکان تحلیل تصاویر و ویدئوها را می‌دهد و در نهایت نیز اجرای پروژه‌های عملی هوشمصنوعی و تشویق دانش‌آموزان به ساخت پروژه‌های هوشمصنوعی ساده مانند یک برنامه یادگیری ماشین که بتواند تصاویر یا متن‌ها را تشخیص دهد، می‌تواند باشد.
یکی از امتیازات هوشمصنوعی استفاده از دو تکنیک یادگیری ماشین و یادگیری عمیق است. یادگیری ماشین در هوشمصنوعی موجب می‌شود که روش‌های یادگیری با استفاده از یادگیری ماشین توسعه بهبود یافته و همزمان با استفاده از یادگیری عمیق بهینه‌سازی شود. این اقدامات را می‌توان در کاربردهای مورد اشاره دسته‌بندی کرد:
آموزش شخصی‌سازی شده
شخصی‌سازی روش‌های آموزشی براساس دسته‌بندی مختلف اقلیمی، تنوع فرهنگی، نگرش‌های توسعه‌ای و تولید محتوا براساس این دسته‌بندی‌ها و همچنین سرعت یادگیری، توانایی ذهنی و فکری و نیازهای دانش‌آموزان توسعه آموزش و یادگیری عمیق در آنها را موجب می‌شود.
دستیارهای آموزشی
دستیارهای آموزشی تولید شده مبتنی‌بر هوشمصنوعی می‌توانند به دانش‌آموزان کمک کنند تا بتوانند به‌سرعت پاسخ سوالات خود را دریافت کنند و پیچیدگی ذهن ایجاد شده را در دانش‌آموز کاهش داده و موجب حذف خیلی از مشکلات دانش‌آموزان شوند. این دستیارها به صورت 24 ساعت هر روز، هفت روز هفته و 365 روز سال در دسترس باشند و سوالات دانش‌آموزان را پاسخ گفته و با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین مدل‌های ذهنی دانش‌آموزان را شناخته و براساس آن پاسخ آنها را با استفاده از مدل ذهنی آنان پاسخ دهند تا یادگیری کامل اتفاق بیفتد.
یادگیری تطبیقی هوشمند
هوشمصنوعی می‌تواند براساس ارزیابی هوش هر یک از دانش‌آموزان، مدل‌های آموزشی سطح‌بندی شده‌ای را ارائه دهد که موجب می‌شود دانش‌آموز باهوش یادگیری را در مسیر راحت‌تر طی کرده و دانش‌آموز با سطح پایین‌تر هوشی با استفاده از چندین مثال و یا حتی با استفاده از فناوری‌های واقعیت مجازی و واقعیت افزده، مسیر یادگیری خود را به پیش ببرد.
ارزیابی‌های خودکار و هوشمند
یکی از موضوعات دارای چالش فراوان در یادگیری دانش‌آموزان، مدل‌های ارزیابی یادگیری جمعی و یک یا چند دوره‌ای است که هوشمصنوعی با استفاده از تکنیک‌های موجود خود می‌تواند به دانش‌آموزان کمک کند تا به صورت خودکار و هوشمند ارزیابی‌ها را به صورت همزمان انجام و استرس‌ها و نگرانی‌های موجود در ارزیابی‌های سنتی را به‌شدت کاهش دهد.
این موضوع نه‌تنها کار یادگیری را تسهیل می‌کند بلکه فعالیت نظارتی و ارزیابی معلمان فیزیکی را هم بهبود داده و ارزیابی‌ها را دقیق‌تر و قابل استنادتر کرده است و براساس علایق و شناخت می‌توان از توانمندی هر دانش‌آموز با استفاده از هوشمصنوعی به صورت خیلی دقیق و قابل استناد استفاده کرد.
شناسایی و حمایت از دانش‌آموزان ویژه
یکی از ویژگی‌های هوشمصنوعی این است که می‌تواند با استفاده از تکنیک‌های خود، دانش‌آموز ویژه را شناسایی و مسیر اختصاصی یادگیری را براساس سطح بندی هوش آن طراحی و ارائه کند.
توسعه مهارت‌های خودآموزی
هوشمصنوعی می‌تواند مهارت‌های خودآموزی را در دانش‌آموزان با استفاده از تمرینات خودکار و تعاملی توسعه دهد. این موضوع در یک ساختار بزرگ به‌شدت می‌تواند سطح هزینه‌های آموزشی را کاهش دهد. این موضوع موجب شده است که یادگیری مجازی در دهه 1970میلادی با استفاده از هوشمصنوعی رایج شود و اکنون نیز کلاس‌های مجازی در جهان با استفاده از هوشمصنوعی به‌شدت طرفدار دارد.
در ادامه سعی می‌کنیم اقدامات کشورهای مختلف در جهان برای استفاده از هوشمصنوعی که در بهبود سیستم‌های آموزشی انجام داده‌اند را مورد بررسی قرار دهیم. بد نیست بدانید اکنون در جهان کشوری وجود ندارد که از هوشمصنوعی در بهبود سیستم‌های آموزشی استفاده نکند. بحث در این است که کشورها با چه نگرشی از هوشمصنوعی برای توسعه سطح آموزش دانش‌آموزان خود استفاده می‌کنند.
در پنج قاره جهان، قاره کهن آسیا در این زمینه پرچمدار است. کشورهای چین، سنگاپور، هند و کره‌جنوبی در این قاره اقداماتی را به شرح زیر انجام داده‌اند:
1- در بسیاری از مدارس و دانشگاه‌های پرجمعیت‌ترین کشور جهان یعنی چین، سیستم‌های آموزشی هوشمند فعال شده و دارای کاربردهایی مانند استفاده از هوشمصنوعی برای تحلیل داده‌های مربوط به عملکرد دانش‌آموزان و ارائه بازخوردهای دقیق به معلمان، سیستم‌های یادگیری هوشمند که براساس نیازها و توانایی‌های هر دانش‌آموز مسیرهای یادگیری مختلفی را پیشنهاد می‌دهند، استفاده از فناوری تشخیص چهره برای نظارت بر حضور دانش‌آموزان و حتی تحلیل رفتارهای آنها در کلاس استفاده می‌شود. جالب است بدانید چین در حال توسعه ابزارهای هوشمصنوعی شبیه‌سازی‌های آموزشی برای دانش‌آموزان و حمایت از یادگیری زبان‌های خارجی توسط هوشمصنوعی است.
2- هوشمصنوعی برای شخصی‌سازی یادگیری و بهبود مدیریت کلاس‌ها در کشور سنگاپور مورد استفاده قرار گرفته و دانش‌آموزان با استفاده از این سیستم‌ها به منابع آموزشی متناسب با سطح درسی خود هر دانش‌آموز دسترسی داشته و از محتوای یادگیری براساس پیشرفت خود استفاده می‌کنند.
3- هوشمصنوعی در کشور پرجمعیت و پهناور هند برای بهبود دسترسی به آموزش در مناطق دورافتاده و کم‌برخوردار مورد استفاده قرار می‌گیرد. تکنولوژی هوشمصنوعی برای ارائه آموزش‌های شخصی‌سازی شده شامل میلیون‌ها دانش‌آموز در کشور می‌شود که با استفاده از پلتفرم‌های مبتنی‌بر هوشمصنوعی، داده‌های یادگیری دانش‌آموزان را تحلیل کرده و براساس آنها مسیرهای یادگیری خاصی را به آنها ارائه داده و تصحیح خودکار آزمون‌ها و مدیریت یادگیری آنلاین در مدارس و دانشگاه‌ها برای کاهش هزینه‌های آموزشی و کارآمد کردن و مقرون به صرفه کردن سیستم آموزشی خود انجام می‌دهد.
4- یکی از کشورهای پیشرو در استفاده از هوشمصنوعی در امر آموزش، کره‌جنوبی است. این کشور از هوشمصنوعی برای توسعه پلتفرم‌های یادگیری شخصی‌سازی شده، بهبود تجربه آموزشی در کلاس‌های درس، مدیریت یادگیری از راه دور و آموزش مجازی و در نهایت تقویت یادگیری زبان‌های خارجی و ارائه بازخوردهای سریع و دقیق به دانش‌آموزان استفاده می‌کند. این کشور فناوری‌های هوشمصنوعی را به‌خصوص در علوم، فناوری و ریاضیات به کار گرفته است تا بتواند سطح فعلی این علم را در آن کشور ارتقا دهد.
5- در سایر قاره‌ها نیز هوشمصنوعی به‌شدت در حال توسعه است. این موضوع در آمریکای شمالی به‌شدت طرفدار دارد و در حال توسعه بوده و پلتفرم‌های مختلفی در صنایع آموزشی در حال فعالیت است. این پلتفرم‌ها براساس توانایی‌ها و عملکرد دانش‌آموزان، مسیرهای یادگیری شخصی‌سازی شده ارائه می‌دهند و به معلمان کمک می‌کنند تا پیشرفت هر دانش‌آموز را بهتر درک کنند. هوشمصنوعی در دانشگاه‌ها، دانشسراها و حتی مدارس این قاره به‌شدت توسعه یافته‌اند و با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین می‌توانند تجزیه و تحلیل داده‌ها برای بهبود عملکرد سیستم آموزشی را انجام داده و تکالیف و آزمون‌ها را به صورت خودکار تصحیح کنند.
6- در قاره اروپا نیز اکثر کشورهای این قاره استفاده از هوشمصنوعی را براساس مصوبات اتحادیه اروپا در اولویت اجرا قرار داده‌اند. یکی از کشورهای قاره اروپا در این زمینه کشور بریتانیاست. این کشور هوشمصنوعی در بخش‌های مختلف آموزش، به‌ویژه در زمینه یادگیری آنلاین و ابزارهای آموزشی دیجیتال به کار گرفته و از آن برای ارائه آموزش‌های تطبیقی به دانش‌آموزان استفاده و براساس توانایی‌های فردی هر دانش‌آموز یا دانشجو، مسیرهای یادگیری مناسب را ارائه می‌دهند.
کشور دیگری که در قاره اروپا در این زمینه حرفی برای گفتن دارد، کشور فنلاند است. این کشور باوجود دارا بودن سیستم آموزشی پیشرفته، از هوشمصنوعی برای ارتقای سطح آموزشی خود دنبال می‌کند. این کشور از هوشمصنوعی برای حمایت از یادگیری مستقل دانش‌آموزان و بهبود آموزش‌های شخصی‌سازی شده بهره می‌برد. سیستم‌های هوشمند آموزشی طراحی شده در کشور فنلاند به معلمان کمک می‌کنند تا براساس نیازهای فردی دانش‌آموزان، محتوای درسی مناسب را ارائه داده و مدیریت کلاس‌های آنلاین و تعامل بهتر بین معلمان و دانش‌آموزان را بهبود ببخشد.
کشورهای دیگری نیز در قاره اروپا مانند استونی و لتونی باوجود وسعت کوچک آن کشورها، برنامه‌های مختلفی را برای بهره‌گیری از هوشمصنوعی جهت شخصی‌سازی آموزش، بهبود روش‌های یادگیری دانش‌آموزان در مدارس، یادگیری از راه دور و ادغام آن در برنامه‌های آموزشی آنلاین، ارزیابی برخط دانش‌آموزان، بهبود فرآیندهای آموزشی و بهبود کیفیت آموزش در حال اجرا دارند.
حال که با برنامه‌های سایر کشور برای استفاده از هوشمصنوعی در روندهای آموزشی آشنا شدیم، بهتر است نگاهی به کشور خودمان بیندازیم. باوجود اینکه ایران در سال‌های اخیر نیم‌نگاهی به استفاده از هوشمصنوعی در حوزه آموزش داشته است اما هنوز نتوانسته مانند کشورهای پیشرفته، برنامه‌های منظم و قاعده‌مندی را به صورت ثابت پیش ببرد و دلیلش موانع مختلفی است که بر سر راه این پیشرفت بیان شده است که در جای خود قابل بررسی و تجزیه و تحلیل خواهد بود.
برخی کاربردهای هوشمصنوعی در آموزش دانش‌آموزان در کشور را می‌توان در چند بخش دسته‌بندی کرد:
پلتفرم‌های یادگیری برخط
استفاده از پلتفرم‌های یادگیری آنلاین که از هوشمصنوعی برای بهبود تجربه یادگیری بهره می‌برند در کشور در حال توسعه و گسترش است. از ویژگی‌های مهم و اساسی این پلتفرم‌ها می‌توان به شخصی‌سازی محتوا و مسیرهای یادگیری دانش‌آموزان، جمع‌آوری داده‌های مربوط به پیشرفت و عملکرد دانش‌آموزان توسط این سیستم‌ها و ارائه پیشنهاد محتوای آموزشی مناسب را بیان کرد.
سیستم‌های تطبیقی یادگیری
تعدادی از دانشگا‌ها، موسسات آموزشی و حتی برخی از مدارس غیر‌انتفاعی در کشور از سیستم‌های تطبیقی یادگیری مبتنی‌بر هوشمصنوعی استفاده می‌کنند. طراحی این سیستم به طوری انجام شده است که محتوای آموزشی هر دانش‌آموز براساس توانایی‌های فردی او، به طور خودکار تنظیم، تولید و ارائه شود تا دانش‌آموز بتواند با سرعت و روش‌های مناسب براساس توانایی خود یادگیری را انجام دهد.
سیستم تشخیص دانش‌آموزان ویژه
سیستم تشخیص دانش‌آموزان ویژه با استفاده از هوشمصنوعی در ایران می‌تواند با استفاده از تکنیک‌های خود دانش‌آموز ویژه را شناسایی و مسیر اختصاصی یادگیری را براساس سطح‌بندی هوش آن طراحی و ارائه کند.
سیستم آموزش هوشمند زبان
سیستم آموزش هوشمند زبان در بعضی از موسسات آموزش زبان با استفاده از هوشمصنوعی برای بهبود فرآیند یادگیری زبان مورد استفاده قرار می‌گیرد. هوشمصنوعی این امکان را به دانش‌آموزان می‌دهد تا با استفاده از تمرین‌های تطبیقی، مهارت‌های گفتاری، شنیداری ، نوشتاری و خواندن زبان خود را به صورت خودکار تقویت کنند.
سیستم ارزیابی هوشمند و خودکار
هوشمصنوعی با استفاده از تکنیک‌های موجود خود می‌توانند به دانش‌آموزان کمک می‌کند تا با استفاده از مدل‌های ارزیابی یادگیری جمعی و یک یا چند دوره‌ای در یادگیری دانش‌آموزان مبتنی‌بر تکنیک‌های یادگیری ماشین و به صورت خودکار و هوشمند ارزیابی‌های دانش‌آموزان را به صورت همزمان انجام دهد و استرس‌ها و نگرانی‌های موجود در ارزیابی‌های سنتی را به‌شدت کاهش دهد.
توسعه مهارت‌های خودآموزی
هوشمصنوعی می‌تواند مهارت‌های خودآموزی را در دانش‌آموزان با استفاده از تمرینات خودکار و تعاملی توسعه دهد. این موضوع در یک ساختار بزرگ به‌شدت می‌تواند سطح هزینه‌های آموزشی را کاهش دهد.
تا اینجای بحث به این آگاهی رسیدیم که کشورمان برای بهره‌گیری از هوشمصنوعی برنام‌هایی را در حال اجرا دارد. حال اگر بخواهیم این برنامه‌ها را در وزارت آموزشوپرورش عملیاتی کنیم به چه زیرساخت‌هایی نیاز داریم. در ادامه سعی خواهم کرد به صورت خلاصه برخی از زیرساخت‌های اصلی مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در این وزارتخانه را بیان کنم:
زیرساخت ارتباطی پرسرعت، پایدار و امن
اولین زیرساخت موردنیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش وجود زیرساخت‌های ارتباطی پرسرعت، پایدار و امن است. شاید عمده فناوری‌های مبتنی‌بر هوشمصنوعی از طریق اینترنت و شبکه یکپارچه با ویژگی‌های پیش گفته کار کند. بنابراین دسترسی سراسری به اینترنت پرسرعت در تمام مدارس به ویژه در مناطق روستایی و محروم از اولین الزامات توسعه هوشمصنوعی در این وزارتخانه کلیدی است و اولویت دوم در این زمینه نیز ارتقای زیرساخت‌های شبکه‌های ارتباطی برای پشتیبانی از حجم بالای داده‌های آموزشی که توسط هوشمصنوعی پردازش می‌شود، خواهد بود.
مراکز داده استانی و ملی استاندارد
باتوجه به اینکه هوشمصنوعی به حجم وسیعی از پردازش داده‌ها در لبه سرویس نیاز دارد، باتوجه به وسعت کشور، ساخت مراکز داده استاندارد و مقیاس‌پذیر استانی برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش الزامی خواهد بود.
ایجاد مرکز داده استاندارد و مقیاس‌پذیر اصلی وزارتخانه به همراه مرکز داده استاندارد و مقیاس‌پذیر پشتیبان و مرکز داده استاندارد و مقیاس‌پذیر بازیابی بعد از بحران برای استقرار و سرویس‌دهی به تمام استان‌ها توسط پلتفرم‌های اصلی سرویس‌دهنده مبتنی‌بر هوشمصنوعی دومین الزام مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش است.
زیرساخت خدمات ابری پرسرعت، پایدار و امن
ایجاد زیرساخت خدمات ابری با استفاده از زیرساخت‌های سرویس‌دهی مراکز داده استانی و ایجاد ابر آموزشی در کشور، اولین زیرساخت خدمات ابری مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش است.
دومین الزام این زیرساخت ایجاد روندهای مربوط به امنیت سایبری مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش است.
پلتفرم‌های بومی‌سازی شده مبتنی‌بر هوشمصنوعی
یکی دیگر از الزامات مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش موضوع ایجاد پلتفرم‌های بومی‌سازی شده براساس هوشمصنوعی در کشور است که خوشبختانه در این زمینه بخشی از فعالیت‌ها آغاز شده اما قطعاً نیاز کشور خیلی فراتر از این اقدامات است، این پلتفرم‌ها باید حداقل قابلیت ارائه یادگیری شخصی‌سازی شده را برای هر دانش‌آموز، انجام تحلیل داده‌های آموزشی برای بهبود روش‌های تدریس و فراهم‌سازی یادگیری و تعاملات آموزشی هوشمند و ارزیابی‌های خودکار را داشته باشند. در ضمن سازگار‌سازی پلتفرم‌های در حال فعالیت و همچنین توسعه نرم‌افزارهای آموزشی هوشمند با نیازها و شرایط بومی ایران باید طی یک برنامه مشخص با زمان‌بندی دقیق انجام شود.
آموزش معلمان و توسعه مهارت‌های دیجیتال آنها
از دیگر الزامات مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش، آموزش فناورمحور معلمان فعلی و تربیت معلمان مبتنی‌بر نگرش‌های هوشمصنوعی در دانشگاه‌های اختصاصی وزارت آموزشوپرورش و ارائه طرح درس مورد نیاز با تاکید بر یادگیری مهارت‌های دیجیتال و فناوری‌های هوشمند توسط این وزارتخانه به وزارت علوم برای تغییر محتوای درسی معلمان در حال تحصیل در سایر دانشگاه‌هاست.
این الزام باید منجر به یادگیری استفاده از ابزارهای هوشمصنوعی و پلتفرم‌های آموزشی هوشمند توسط معلمان، آماده‌سازی معلمان فعلی و آتی برای تدریس با استفاده از فناوری‌های نوین و پشتیبانی مستمر آموزشی جهت روزآمد‌سازی معلمان و دانش‌آموزان برای استفاده بهینه از فناوری‌های هوشمصنوعی شود.
زیرساخت‌ها و تجهیزات سخت‌افزاری مدرن
از دیگر الزامات مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش، وجود زیرساخت‌ها و تجهیزات سخت‌افزاری مدرن در مدارس است که در یک برنامه توسعه‌ای انجام و در دوره‌های سه ساله باید روزآمد‌سازی شود.
این تجهیزات حداقل شامل کامپیوترها و تبلت‌ها برای معلمان، مدیران و دانش‌آموزان در مدارس، تخته‌های هوشمند و اتاق‌های تدریس درس به صورت مجازی و سنسورها و تجهیزات هوشمند برای تحلیل عملکرد و رفتار دانش‌آموزان در کلاس‌های مجازی خواهد بود.
تدوین قوانین و سیاستگذاری‌های حمایتی
از دیگر الزامات مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش، موضوع تدوین قوانین و سیاستگذاری‌های حمایتی مورد نیاز برای حفاظت از زیرساخت‌ها، سرویس‌ها و همچنین داده‌های تولید شده در سامانه‌ها و حذف قوانین مبتنی‌بر سیستم سنتی و ایجاد استانداردهای جدید برای حوزه‌های مختلف مانند حوزه اخلاقی، ورزشی و… و همچنین روش‌های پرداخت حقوق و مزایای معلمان و سایر عوامل در سیستم‌های ارائه خدمات آموزشی مبتنی‌بر هوشمصنوعی است.
دسترسی و توزیع عادلانه به فناوری
از دیگر الزامات مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش، دسترسی و توزیع عادلانه به فناوری برای همه معلمان و دانش‌آموزان در سراسر کشور است. این الزامات باید بتواند امکانات و تجهیزات آموزشی در مناطق روستایی و محروم تامین کرده و شکاف دیجیتال بین دانش‌آموزان از نظر دسترسی به اینترنت و توزیع ابزارهای هوشمند را به صورت معناداری کاهش دهد.
سیستم‌های ارزیابی هوشمند معلمان و دانش‌آموزان
از دیگر الزامات مورد نیاز برای توسعه هوشمصنوعی در وزارت آموزشوپرورش، موضوع ارزیابی هوشمند معلمان و دانش‌آموزان است. این سیستم هوشمند باید بتواند عملکرد دانش‌آموزان را به صورت مداوم بررسی کرده و بازخوردهای دقیق را برای توسعه روندهای آموزشی ارائه دهد.
این سیستم هوشمند باید بتواند آزمون‌های تطبیقی براساس توانایی‌های فردی هر دانش‌آموز ایجاد کرده و بازخوردهای شخصی‌سازی‌شده و قابل درک ارائه داده و تحلیل داده‌های پیشرفت تحصیلی برای کمک به بهبود فرآیند یادگیری و تدریس را به معلم ارائه کند. همچنین این سیستم باید روند ارزیابی برخط خود معلم را مبتنی‌بر هوشمصنوعی انجام داده و توصیه‌های لازم برای بهبود تدریس معلمان را ارائه کند.
حال بهتر است وضعیت وزارت آموزشوپرورش در حوزه توسعه هوشمصنوعی مورد بررسی قرار گیرد. این وزارتخانه در کجا ایستاده است. البته که من به‌عنوان کسی که به اطلاعات به‌روز و به‌هنگام در این زمینه دسترسی ندارم قطعا صلاحیت اعلام نظر هم در این زمینه را ندارم ولی از آنجایی که اطلاعات منتشر شده موجود در کشور قدری در این زمینه مشخص است سعی می‌کنم براین‌اساس و با استفاده از تجربه خود مواردی را بیان کنم. توانمندی‌های این وزارتخانه برای توسعه هوشمصنوعی در این ز مینه را می‌توان چنین بیان کرد:
شبکه آموزشی دانش‌آموز(شاد)
شبکه آموزشی دانش‌آموز(شاد) یکی از نخستین پلتفرم‌ها در کشور است که براساس الزامات ابجاد شده در زمان همه‌گیری کرونا در کشور ایجاد و بستری برای آموزش آنلاین و ارتباط بین دانش‌آموزان و معلمان فراهم کرد. هرچند این سامانه مبتنی‌بر هوشمصنوعی نیست ولی قابلیت ادغام با پلتفرم‌های مبتنی‌بر هوشمصنوعی را داراستشد. این پلتفرم برای رسیدن به سطح مورد نظر باید بتواند امکان تحلیل داده‌های آموزشی برای بهبود کیفیت تدریس و شناسایی نیازهای آموزشی دانش‌آموزان، شخصی‌سازی محتوای آموزشی با استفاده از هوشمصنوعی برای دانش‌آموزان مختلف براساس نیازهای فردی و همچنین توسعه سیستم‌های تطبیقی یادگیری و آزمون‌های هوشمند را در پلتفرم خود توسعه دهد.
پلتفرم‌های یادگیری برخط خصوصی
براساس شناختی که من در حوزه آموزش بخش‌خصوصی دارم چندین پلتفرم‌های یادگیری برخط خصوصی در کشور فعال بوده و در حال ارائه خدمات آموزش دیجیتال هستند. این پلتفرم‌ها در حال توسعه زیرساخت‌های خود مبتنی‌بر هوشمصنوعی هستند و با کمک به بدنه فنی وزارت آموزشوپرورش، موجب شده‌اند تا این وزارتخانه تجربیات خود را در زمینه هوشمصنوعی بهبود ببخشد.
طرح هوشمند‌سازی مدارس
طرح هوشمند‌سازی مدارس یکی از طرح‌های خوب در زمینه حرکت به سمت استفاده از هوشمصنوعی در مدارس کشور است که تحت‌نظارت وزارت آموزشوپرورش در حال اجراست، گو اینکه با تجهیز مدارس با تخته‌های هوشمند، تبلت‌ها و کامپیوترها امکان استفاده از سیستم‌های هوشمصنوعی را در بعضی از فرآیندهای یادگیری فراهم می‌کنند، قطعا این اقدام نیز باید در کل کشور انجام شده و همچنین توسعه هوشمصنوعی نیازمند توسعه فعالیت‌ها در سایر حوزه‌های آن را هم الزامی خواهد کرد.
هوشمند‌سازی فرآیندهای ارزیابی
هوشمند‌سازی فرآیندهای ارزیابی در وزارتخانه بزرگی مثل آموزشوپرورش قطعا نیازمند برنامه‌ریزی دقیق برای استفاده از هوشمصنوعی در این زمینه و همچنین یکپارچه‌سازی نرم‌افزارهای جزیره‌ای ارزیابی معلمان و دانش‌آموزان در مدارس و تبدیل آنها به یک پلتفرم ارزیابی هوشمند مبتنی‌بر هوشمصنوعی در کل وزارتخانه مذکور است. در ضمن این پلتفرم باید بتواند تحلیل داده‌ها، پیش‌بینی نتایج و بهبود فرآیندهای مدیریتی در مدارس و ادارات آموزشوپرورش را به ارمغان آورد.
توسعه برنامه‌های آموزش معلمان
توسعه برنامه‌های آموزش معلمان در دو سطح معلمان فعلی و معلمان آتی تدوین شده‌اند که احتمالا با اولویت اول برای معلمان فعلی باید بهینه شده و اجرایی شود. برای معلمان آتی نیز در سطح دانشگاه‌های اختصاصی وزارتخانه و همچنین سایر دانشگا‌ها باید طرح درس دوره‌های کارشناسی براساس استفاده از هوشمصنوعی بهینه‌سازی شود تا در برنامه مشخصی وزارت آموزشوپرورش از پوسته سنتی خود خارج شده و خودش را متحول کند که این اقدام می‌تواند کشور را در زمینه هوشمصنوعی متحول کند.
سایر برنامه‌های توسعه‌ای
یکی از مشکلات این وزارتخانه عدم همخوانی نیروی انسانی فعلی با توان آموزشی در پهنه کشور است. برای حل این مشکل ساختاری تنها اقدام قابل انجام توسعه هوشمصنوعی است و این وزارتخانه باید تمام برنامه‌های توسعه خود را مسیر هوشمصنوعی دنبال کند و این اقدام اتفاق نمی‌افتد مگر اینکه معاونت طرح و برنامه این وزارتخانه تبدیل به معاونت توسعه هوشمصنوعی شود. اگر این معاونت چنین ماموریتی پیدا کند قطعا باید کسی سکان هدایت آن را به‌عهده بگیرد که متخصص هوشمصنوعی در حوزه آموزش باشد. اگر این اتفاق بیفتد می‌توان امیدوار بود این وزارتخانه کلیدی می‌تواند از گردنه به سلامت عبور کند و توسعه هوشمصنوعی را در کشور نهادینه کند.
در این زمینه چالش‌های فراوانی وجود دارد. این چالش‌ها را می‌توان در دسته‌بندی‌های مختلفی مانند اقتصادی، فرهنگی، قومی، اقلیمی جمعیتی و نابرابری آموزشی در سطح کشور و… قرار داد. یکی از چالش‌های اصلی که می‌تواند برنامه توسعه هوشمصنوعی را دچار مشکل کند موضوع تاثیر وضعیت اقتصادی کشور بر یادگیری هوشمصنوعی توسط دانش‌آموزان در کشور است. این موضوع می‌تواند حداقل شامل مواردی به شرح زیر باشد:
1- عدم دسترسی مکفی به تجهیزات فناورانه و همچنین زیرساخت ارتباطی در کشور
2- نابرابری آموزشی بین مناطق شهری و روستایی و همچنین مناطق پرامکانات و مناطق کم‌برخودار
3- کاهش بودجه‌های آموزشی و تحقیقات در حوزه هوشمصنوعی
4- مشکلات مالی خانواده دانش‌آموزان برای تامین زیرساخت تجهیزاتی مورد نیاز
5- عدم تامین مالی مورد نیاز توسط خانواده برای ثبت‌نام در دوره‌های تخصصی
6- کمبود نیروی انسانی متخصص و عدم اختصاص زمان کافی برای ارتقای سطح دانش آنها
7- نقش آموزش خصوصی در ایجاد و تشدید نابرابری آموزشی در بین دانش‌آموزان
یکی از چالش‌های مهم و شاید مخفی در زمینه توسعه هوشمصنوعی، نبود مراکز داده استاندارد که زیرساخت‌های پردازشی هوشمصنوعی را به‌عهده دارند است. سرمایه‌گذاری در راه‌اندازی مراکز داده استاندارد وزارتخانه نه یک برنامه توسعه‌ای بلکه یک الزام اولویت‌دار است. جایی که هر آن امکان دارد اطلاعات چندین میلیون نفر به علت عدم برنامه‌ریزی برای بهینه‌سازی مرکز داده وزارتخانه‌ای به این مهمی دچار مشکل شود.
و نکته نهایی در این زمینه این است که متاسفانه هنوز در کشور مدیران مدرسه حاضرند ساختمان 40ساله مدرسه خود را دو بار در سال رنگ کنند که هزینه‌بر است اما حاضر نیستند یک دستگاه سرور و یا یک دستگاه سوئیچ شبکه برای توسعه زیرساخت مدرسه خریداری کنند که سرمایه‌گذاری واقعی است و این درد بزرگی است.
با این همه به شخصه آرزو دارم که این اتفاق مهم و با اولویت در کشور در سایه تدبیر مدیران محترم اتفاق بیفتد و کشور از این خوان نعمت برخودار شود.
مخاطب گرامی، ارسال نظر پیشنهاد و انتقاد نسبت به خبر فوق در بخش ثبت دیدگاه، موجب امتنان است.
ع
