ЦИФРОВИЗАЦИЯ СФЕРЫ КУЛЬТУРЫ И ОБРАЗОВАНИЯ: ТЕХНОЛОГИИ ЗЕРОКОДИНГА И НЕЙРОСЕТИ КАК СРЕДСТВО СОЗДАНИЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ В МОБИЛЬНОМ ПРИЛОЖЕНИИ

АННОТАЦИЯ

Цифровая трансформация сферы культуры и образования открывает новые возможности для создания интерактивных и персонализированных обучающих платформ. Данная статья рассматривает возможности использования технологий зерокодинга и нейросетей для создания интерактивных образовательных сред в мобильных приложениях. Особое внимание уделяется анализу преимуществ зерокодинговых платформ и интеграции нейронных сетей для персонализации образовательного контента.

Ключевые слова: зерокодинг, нейросети, интерактивное обучение, мобильное приложение, персонализация образования, цифровизация.

Цифровизация сферы культуры и образования становится ключевым фактором развития современного общества. Традиционные методы обучения и культурного просвещения все чаще дополняются цифровыми технологиями, которые позволяют создавать гибкие, адаптивные и интерактивные платформы. Однако разработка таких решений требует значительных ресурсов.  Суть цифровой трансформации заключается в том, чтобы эффективно и гибко применять новейшие технологии для перехода к персонализированному и ориентированному на результат образовательному процессу [1].

Современное образование требует инновационных подходов, способных адаптироваться к индивидуальным потребностям пользователей. Традиционные методы разработки образовательных приложений часто сталкиваются с высокими затратами, длительными сроками реализации и необходимостью привлечения узких специалистов. Технологии зерокодинга, позволяющие создавать программные продукты без написания кода, и нейросети, обеспечивающие интеллектуальную обработку данных, открывают новые возможности для решения этих проблем.

Цель данной статьи — продемонстрировать, как сочетание no-code платформ и нейросетей может быть использовано для разработки мобильных приложений, обеспечивающих персонализированное и интерактивное обучение и принимающих участие в цифровизации образовательной сферы.

Цифровизация культуры и образования — это процесс интеграции цифровых технологий в различные сферы жизни, включая культуру и образование. В образовании это проявляется в создании онлайн-курсов, виртуальных лабораторий и интерактивных платформ. В культуре — в оцифровке архивов, создании виртуальных музеев и интерактивных выставок.

Рассмотрим понятие «технологии зерокодинга» или «безкодинга», которые представляют собой платформы и инструменты, позволяющие создавать приложения с минимальным программированием или вовсе без него. Примеры таких платформ включают в себя Adalo, Bubble и Glide. Эти платформы предлагают гибкость и экономию времени, благодаря чему они популярны среди стартапов и малых образовательных учреждений. (см. рис. 1)

Рисунок 1. Платформы и инструменты зерокодинга

Основные преимущества зерокодинга:

- Ускорение процесса разработки

- Доступность для разработчиков без технического образования

- Возможность быстрого прототипирования и тестирования идей.

Также важно упомянуть и о возможных недостатках данного средства создания мобильных приложений:

- Ограничения по функциональности: не все идеи могут быть реализованы из-за ограничений платформы.

- Безопасность данных: необходимость учитывать вопросы безопасности при разработке приложений.

- Лицензионные ограничения: некоторые платформы могут устанавливать ограничения на использование созданных приложений.

Основатель Zerocoder.ru — первого в СНГ онлайн-университета зерокодинга Вадим Михалев повествует о популярных инструментах зерокодинга, всесторонне обозревая преимущества и недостатки безкодовых платформ. Автор акцентирует внимание на том, что подобное направление становится все более востребованным, акцентируя внимание на том, что этим подходом интересуется все больше разработчиков. Так они экономят время на рядовых задачах. При этом инструментов зерокодинга так много и появляются они так часто, что нужные легко пропустить [2].

Как сообщает MarketsandMarkets, ожидается, что объем рынка технологий No-code разработки увеличится с $9,5 млрд в 2020 году до $45,8 млрд к 2025 году, при среднем годовом темпе роста 37,3% в указанный период. Джейсон Блумберг, глава компании Intellyx, предсказывает, что индустрия low-code/No-code активно разовьется в 2023 году, что положительно скажется на разработке программ для корпоративного сектора. Согласно прогнозам компании Gartner, к 2024 году 65% всех приложений будут создаваться с помощью no-code инструментов. Также Gartner считает, что к 2024 году 75% компаний будут задействовать как минимум четыре no-code средства [3].

Современное образование переживает трансформацию благодаря внедрению информационных технологий, позволяющих обучаться в любое время и в любом месте. Мобильные приложения становятся одними из основных инструментов обучения, предоставляя доступ к разнообразным курсам и ресурсам.

Нейросети позволяют существенно расширить возможности образовательных приложений за счёт персонализации учебного контента и автоматизации процессов анализа данных. Используя глубокое обучение, приложения могут предлагать адаптированные курсы, анализировать результаты пользователей и давать рекомендации по дальнейшему обучению.

Skillbox.ru — современная образовательная платформа, предоставляющая широкий спектр онлайн-курсов по различным направлениям, среди которых курсы по IT, дизайну и программированию, провела подробный анализ в сфере нейросетей и искусственного интеллекта [4].

Нейросеть (или искусственная нейронная сеть) — это математическая модель, вдохновленная принципами работы биологических нейронных сетей, таких как человеческий мозг. Она состоит из множества взаимосвязанных элементов, называемых нейронами, которые организованы в слои. Эти слои обрабатывают информацию, обучаясь на данных и выявляя сложные закономерности.

Основные компоненты нейросети:

-Нейроны: базовые единицы, которые принимают входные данные, обрабатывают их и передают результат следующему слою.

Слои:

-Входной слой: получает исходные данные (например, текст, изображения, числа).

-Скрытые слои: выполняют основную обработку данных, выявляя закономерности.

-Выходной слой: выдаёт конечный результат (например, классификацию, прогноз или рекомендацию).

-Веса и смещения: Параметры, которые настраиваются в процессе обучения для минимизации ошибок.

Рассмотрим принцип работы нейросети:

нейросеть анализирует большие объемы данных, корректируя свои параметры (веса и смещения) для минимизации ошибок. После обучения сеть может обрабатывать новые данные, выдавая результаты на основе выявленных закономерностей. (см. рис. 2)

Рисунок 2. Принцип работы нейронной сети

Преимущества нейросетей:

- Способность обрабатывать сложные и неструктурированные данные.

- Высокая точность в задачах классификации и прогнозирования.

- Возможность самообучения и адаптации.

Таким образом, нейросети — это мощный инструмент для анализа данных и автоматизации сложных задач, который находит применение в самых разных областях, включая образование.

Варианты применения нейросетей в интерактивной образовательной среде мобильного приложения:

1. Персонификация: Адаптация учебных материалов под индивидуальные нужды студента.
2. Автоматизация оценивания: Автоматическая проверка домашних заданий и тестов.
3. Прогнозирование и аналитика: Определение трудностей учащихся и прогнозирование их академической успеваемости.
4. Умные ассистенты: Голосовые помощники.

Примеры внедрения искусственного интеллекта на приложениях аналогах:

- Duolingo: использование нейросетевых алгоритмов для создания адаптивных языковых курсов.

- Khan Academy: анализ данных с целью определения трудностей студентов и предложения индивидуализированных уроков.

Интеграция зерокодинга и нейросетей обеспечивает комбинированный подход к разработке образовательных приложений, сочетая простоту и мощь инструментария. Это позволяет создавать адаптивные приложения, которые способны мгновенно реагировать на изменения потребностей пользователей.

Интерактивная среда в мобильном приложении — это система, которая обеспечивает активное взаимодействие пользователя с контентом, элементами управления и другими участниками процесса, что повышает вовлеченность и эффективность обучения. В контексте образования интерактивная среда создается для повышения вовлеченности, улучшения усвоения материала и адаптации обучения под индивидуальные потребности пользователя.

Основные характеристики интерактивной среды:

- Двустороннее взаимодействие: пользователь не просто потребляет информацию, но и активно взаимодействует с системой, получая обратную связь.

- Адаптивность: среда подстраивается под уровень знаний, предпочтения и стиль обучения пользователя.

- Мультимедийность: использование различных форматов контента — текста, аудио, видео, анимации, игровых элементов.

- Мгновенная обратная связь: пользователь сразу видит результаты своих действий, что способствует более эффективному обучению.

Такая среда является естественной в коммуникации современного молодого человека и может активно применяться в процессе обучения. Так, например, мобильные приложения позволяют быстро и качественно проводить опросы, активизируя тем самым позицию студента на, выявляя проблемные области усвоения студентами учебной программы [5].

Рассмотри возможные элементы интерактивной образовательной среды:

- Адаптивные тесты и задания: Задачи, которые меняют сложность в зависимости от успехов пользователя.

- Чат-боты и виртуальные тьюторы: Программы на основе искусственного интеллекта, которые помогают пользователю разобраться в сложных темах

- Геймификация: Использование игровых элементов (баллы, уровни, награды) для повышения мотивации.

- Интерактивные симуляции: Моделирование реальных ситуаций для практического обучения.

- Социальные элементы: Возможность взаимодействия с другими пользователями (обсуждения, совместные проекты).

Интерактивная среда — это современный подход к обучению, который делает процесс более гибким и эффективным. Благодаря интеграции технологий, таких как нейросети и зерокодинг, подобные среды становятся доступными для массового использования, обеспечивая персонализированный и адаптивный опыт для каждого пользователя.

Имеется немало примеров успешного внедрения технологий искусственного интеллекта для непосредственной цифровизации обучения. Одним из них является образовательное приложение Khan Academy, которое предоставляет интерактивные уроки. С его помощью учащиеся могут работать с виртуальными преподавателями, самостоятельно изучать видеоматериалы и участвовать в онлайн-тестированиях. (см. рис. 3)

Рисунок 3. Образовательная платформа Khan Academy

В данной платформе используются технологии нейросетей для оценки уровня знаний учащегося и предоставления персонализированных рекомендаций по дальнейшему учебному процессу. Кроме того, зерокодовые инструменты обеспечивают возможность быстрого обновления контента и введения новых функций.

Методы Khan Academy, используемые для успешной реализации платформы: персонализированное обучение. Каждый ученик занимается в своём собственном темпе, сначала восполняя пробелы в понимании материала, а затем углубляя свои знания. Проверенные материалы. Библиотека Академии Хана состоит из созданных экспертами уроков по математике, естественным наукам, истории и другим предметам. Все они бесплатны для учащихся и учителей. Инструменты для расширения возможностей учителей. Академия Хана поможет учителям выявить пробелы в знаниях учеников и составить индивидуальный план для каждого учащегося [6].

Рассмотрим перспективы использования искусственного интеллекта в российском образовании. Для эффективного использования нейросетей в российском образовании необходимо учесть ряд важных аспектов. Во-первых, нужно обеспечить образовательные учреждения современной компьютерной техникой и надежным интернет-соединением, а также разработать или интегрировать платформы, поддерживающие работу с инструментами машинного обучения и нейросетями.

Во-вторых, важно внедрить программы обучения для педагогов по работе с нейросетями, а также предоставлять возможности для повышения квалификации через курсы и семинары. В учебные программы следует интегрировать темы, связанные с нейронными сетями и искусственным интеллектом, разрабатывая специальные курсы и программы для углубленного изучения.

Юридическая и этическая база играют особо значимую роль, поэтому необходимо обеспечить адекватное законодательное регулирование в области защиты персональных данных и авторских прав, а также обсудить и утвердить этические нормы использования нейросетей в образовательном процессе. Поддержка исследовательской деятельности через финансирование и гранты также важна для разработки инновационных проектов в применении нейросетей в образовании. Эти шаги помогут создать благоприятную среду для внедрения и использования нейросетей, что неминуемо приведет к повышению качества обучения и подготовки студентов к современным вызовам [7].

Таким образом, активное внедрение технологий зерокодинга и нейросетей в сферу образования и культуры открывает новые возможности для создания инновационных и эффективных решений. В России цифровизация образовательной системы идет полным ходом, что способствует улучшению качества контента и его доступности. Интерактивные платформы и приложения делают обучение более инклюзивным и доступным вне зависимости от географического положения. Платформы, поддерживающие технологии зерокодинга позволяют создавать образовательные продукты без необходимости в глубоких технических знаниях, что дает возможность преподавателям фокусироваться на содержании учебных программ, а не на технических аспектах разработки. Это особенно важно в условиях, когда востребованы быстрые адаптации и обновления учебных материалов.

Нейросети играют ключевую роль в анализе больших объёмов данных и персонализации процесса обучения. Они способны адаптировать образовательные материалы под каждого учащегося, учитывать его сильные и слабые стороны, строить индивидуальные траектории обучения и прогнозировать результаты. Разработка интерактивных образовательных приложений трансформирует процесс обучения, делая его более адаптивным и ориентированным на индивидуальные потребности учащихся. Это позволяет развивать навыки критического мышления, анализа данных и работы в команде — все те компетенции, которые необходимы в условиях цифрового будущего.

Дополнительно, цифровизация образования в России поддерживается на государственном уровне через программы, направленные на развитие цифровой инфраструктуры и внедрение инновационных методов в образовательный процесс. В конечном итоге, такие технологии способствуют подготовке новых поколений к вызовам и возможностям, которые приносит век цифровизации, позволяя России занять достойное место на глобальной образовательной арене.

Список литературы:

1. Восковская А.С. Применение инновационных стратегий обучения в условиях цифровизации современного образования / А.С. Восковская, Т.А. Карпова // Наука и образование: новое время. – 2019. – №1 (30). – С. 738–746.
2. 5 инструментов зерокодинга, которые пригодятся программисту // Tproger: всё о программировании URL: https://tproger.ru/articles/5-instrumentov-zerokodinga-kotorye-prigodjatsja-programmistu (дата обращения: 03.02.2025).
3. Why Low-Code Platforms Are the Developer Shortage Solution People Aren't Talking About // .entrepreneur.com URL: https://www.entrepreneur.com/science-technology/why-low-code-platforms-are-the-developer-shortage-solution/390569 (дата обращения: 03.02.2025).
4. Что такое нейросеть и как она работает // skillbox.ru URL: https://skillbox.ru/media/code/chto-takoe-neyroset-i-kak-ona-rabotaet/ (дата обращения: 03.02.2025).
5. Прохоренко, О. Г. Потенциал мобильных технологий в создании интерактивной лекции / О. Г. Прохоренко, О. А. Воробьева // Актуальные проблемы гуманитарного образования : Материалы VI Международной научно-практической конференции, Минск, 17–18 октября 2019 года / Редколлегия: С.А. Важник [и др.]. – Минск: Информационно-вычислительный центр Министерства финансов Республики Беларусь, 2019. – С. 378-381.
6. Академия Хана: бесплатные курсы, уроки URL: https://ru.khanacademy.org (дата обращения: 03.02.2025).
7. Бушуева, Е. В. Зачем нужна цифровизация образования: понятие и задачи цифровизации / Е. В. Бушуева // Педагогика, психология, общество: от теории к практике : Материалы IV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Чебоксары, 20 сентября 2022 года / Гл. редактор Ж.В. Мурзина. – Чебоксары: Общество с ограниченной ответственностью «Издательский дом «Среда», 2022. – С. 81-82.