infojournalИнформатика и образованиеInformatics and education0234-04532658-7769Publishing House Education and Informatics10.32517/0234-0453-2022-37-2-50-63infojournal-826Research ArticleПЕДАГОГИЧЕСКИЕ КАДРЫPEDAGOGICAL STAFFФормирование профессиональной готовности будущих учителей информатики к применению технологий искусственного интеллектаFormation of professional readiness of future informatics teachers for using artificial intelligence technologieshttps://orcid.org/0000-0001-5231-8035РозовК. В.RozovK. V.

Розов Константин Владимирович, старший преподаватель кафедры информационных систем и цифрового образования

г. Новосибирск

Konstantin V. Rozov, Senior Lecturer at the Department of Information Systems and Digital Education

Novosibirsk

konstantin_dubrava@mail.ruНовосибирский государственный педагогический университетРоссияNovosibirsk State Pedagogical UniversityRussian Federation2022150720223725063Copyright © Розов К.В., 20222022Розов К.В.Rozov K.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://info.infojournal.ru/jour/article/view/826

В статье представлены разработанные автором организационно-педагогические условия подготовки будущих учителей информатики к применению современных технологий искусственного интеллекта. Их реализация позволила модернизировать процесс освоения студентами технологий искусственного интеллекта через изменение содержания учебной дисциплины, направленное на формирование навыков и представлений будущего учителя информатики в области искусственного интеллекта, обеспечение включения в учебный процесс построения индивидуальных траекторий обучения. Приведены критерии и оценочнодиагностический инструментарий для определения уровня профессиональной готовности. Представлены основные результаты опытно-экспериментальной работы по апробации организационно-педагогических условий через реализацию авторского экспериментального практико-ориентированного курса «Технологии искусственного интеллекта», внедренного в образовательный процесс Новосибирского государственного педагогического университета. В эксперименте участвовали 127 студентов бакалавриата 3-го и 4-го курсов направлений 44.03.01 «Педагогическое образование» и 44.03.05 «Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)», профилей: «Информатика и информационно-коммуникационные технологии», «Информатика и информационно-коммуникационные технологии и Экономическое образование», «Математика и Информатика», «Физика и Информатика». Эксперимент проводился с 2018 по 2021 год (четыре учебных года) и показал эффективность использования выделенных организационно-педагогических условий для профессиональной подготовки будущих учителей информатики к применению технологий искусственного интеллекта. Результаты исследования могут представлять интерес для преподавателей вузов, осуществляющих профессиональную подготовку студентов непрофильных специальностей в области искусственного интеллекта, и исследователей, изучающих вопросы профессиональной подготовки педагогов к применению технологий искусственного интеллекта в образовании.

The article presents the organizational and pedagogical conditions for training future informatics teachers for using modern artificial intelligence technologies. Their implementation made it possible to modernize the process of mastering artificial intelligence technologies by students through changing the content of the academic discipline, aimed at developing the skills and ideas of the future informatics teacher in the field of artificial intelligence, ensuring the inclusion in the educational process of creating individual learning trajectories. Criteria as well as evaluation and diagnostic tools for determining the level of professional readiness are given. The main results of experimental work on approbation of organizational and pedagogical conditions through the implementation of the author’s experimental practice-oriented course “Artificial intelligence technologies”, introduced into the educational process of Novosibirsk State Pedagogical University, are presented. The experiment involved 127 bachelor students of the 3rd and 4th years of the directions 44.03.01 “Pedagogical education” and 44.03.05 “Pedagogical education (with two training profiles)”, profiles: “Informatics and Information and Communication Technologies”, “Informatics and Information and Communication Technologies and Economic Education”, “Mathematics and Informatics”, “Physics and Informatics”. The experiment was conducted from 2018 to 2021 (4 academic years) and showed the effectiveness of using the identified organizational and pedagogical conditions for the professional training of future informatics teachers in the use of artificial intelligence technologies. The results of the study may be of interest to university teachers who provide professional training for students of non-core specialties in the field of artificial intelligence, and researchers studying the issues of professional training of teachers in the application of artificial intelligence technologies in education.

профессиональная подготовкаискусственный интеллекттехнологии искусственного интеллектаучитель информатикивысокие технологииPythonprofessional trainingartificial intelligenceartificial intelligence technologiesinformatics teacherhigh techPythonReferencesУказ Президента Российской Федерации от 10.10.2019 г. № 490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации» (вместе с Национальной стратегией развития искусственного интеллекта на период до 2030 года).Decree of the President of the Russian Federation of 10.10.2019 No. 490 “Development of Artificial Intelligence in the Russian Federation” (together with the National Strategy for the Development of Artificial Intelligence Up to the Year 2030 in the Russian Federation). (In Russian.) Available at: http://www.kremlin.ru/acts/bank/4473Каракозов С. Д., Маняхина В. Г. Python как базовый язык обучения программированию в школе. Информатика в школе. 2020;(1):26–30. DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-1-26-30Karakozov S. D., Manyahina V. G. Python as a basic language for teaching programming in school. Informatics in School. 2020;(1):26–30. (In Russian.) DOI: 10.32517/22211993-2020-19-1-26-30Босова Л. Л. Программирование как инструмент формирования вычислительного мышления обучающихся. Информатика в школе. 2020;(10):4–10. DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-10-4-10Bosova L. L. Coding as a tool for forming computational thinking of students. Informatics in School, 2020;(10):4–10. (In Russian.) DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-10-4-10Хеннер Е. К. Педагогическое сопровождение профессионального самоопределения старшеклассников на ИТ-профессии. Образование и наука. 2021;(8):37–60. DOI: 10.17853/1994-5639-2021-8-37-60Henner E. K. Pedagogical support for professional self-determination of high school students in it professions. Education and Science. 2021;(8):37–60. (In Russian.) DOI: 10.17853/1994-5639-2021-8-37-60Розов К. В. О необходимости изменения содержания профессиональной подготовки будущего учителя информатики в области искусственного интеллекта. Информатика и образование. 2020;35(4):12–26. DOI: 10.32517/02340453-2020-35-4-12-26Rozov K. V. About the need to change the content of professional training of a future informatics teacher in artificial intelligence. Informatics and Education. 2020;35(4):12–26. (In Russian.) DOI: 10.32517/0234-0453-2020-35-4-12-26Vazhayil A. et al. Focusing on Teacher Education to Introduce AI in Schools: Perspectives and Illustrative Findings. 2019 IEEE Tenth International Conference on Technology for Education (T4E). IEEE, 2019:71–77. DOI: 10.1109/T4E.2019.00021Vazhayil A. et al. Focusing on Teacher Education to Introduce AI in Schools: Perspectives and Illustrative Findings. 2019 IEEE Tenth International Conference on Technology for Education (T4E). IEEE, 2019:71–77. DOI: 10.1109/T4E.2019.00021Садыкова А. Р., Левченко И. В. Искусственный интеллект как компонент инновационного содержания общего образования: анализ мирового опыта и отечественные перспективы. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2020;17(3):201–209. DOI: 10.22363/2312-8631-2020-17-3-201-209Sadykova A. R., Levchenko I. V. Artificial intelligence as a component of innovative content of general education: analysis of world experience and domestic prospects. Bulletin of the Peoples’ Friendship University of Russia. Series: Informatization of education. 2020;17(3):201–209. (In Russian.) DOI: 10.22363/2312-8631-2020-17-3-201-209Chen L., Chen P., Lin Z. Artificial Intelligence In Education: A Review. IEEE Access. 2020;(8);75264–75278. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2988510Chen L., Chen P., Lin Z. Artificial Intelligence In Education: A Review. IEEE Access. 2020;(8);75264–75278. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2988510Gunawan K. D. H. et al. The responses to artificial intelligence in teacher integrated science learning training program. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2021;2098(1):1–5. DOI: 10.1088/1742-6596/2098/1/012034Gunawan K. D. H. et al. The responses to artificial intelligence in teacher integrated science learning training program. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2021;2098(1):1–5. DOI: 10.1088/1742-6596/2098/1/012034AI-ACADEMY Академия искусственного интеллекта для школьников. Режим доступа: https://ai-academy.ru/AI-ACADEMY Artificial Intelligence Academy for Schoolchildren. (In Russian.) Available at: https://ai-academy.ru/Программа Intel® AI for Youth «Технологии искусственного интеллекта для каждого». Режим доступа: https://ai.mob-edu.ru/Program Intel® AI for Youth «Artificial Intelligence Technologies for Everyone». (In Russian.) Available at: https://ai.mob-edu.ru/Левченко И. В., Садыкова А. Р. Системно-деятельностный подход к обучению искусственному интеллекту в основной школе. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2021;18(2):162–171. DOI: 10.22363/2312-8631-2021-18-2-162-171Levchenko I. V., Sadykova A. R. System and activity approach to learning artificial intelligence in basic school. Bulletin of the Peoples’ Friendship University of Russia. Series: Informatization of education. 2021;18(2):162–171. (In Russian.) DOI: 10.22363/2312-8631-2021-18-2-162-171Левченко И. В. Формирование информационных компетенций при освоении школьниками технологий искусственного интеллекта. Шамовские педагогические чтения научной школы Управления образовательными системами. Сборник статей XIII Международной научно-практической конференции. М.: Международная академия наук педагогического образования, 5 за знания; 2021:380–384.Levchenko I. V. Formation of information competencies in the development of artificial intelligence technologies by schoolchildren. Shamov Pedagogical Readings of the Scientific School of Educational Systems Management. Collection of articles of the XIII International Scientific and Practical Conference. Moscow: International Academy of Sciences of Pedagogical Education, 5 for knowledge; 2021:380–384. (In Russian.)Методические рекомендации по обучению искусственному интеллекту в основной школе: учебно-методическое пособие / И. В. Левченко [и др.]. М.: Образование и Информатика; 2021. 48 с.Levchenko I. V. et al. Methodological recommendations for teaching artificial intelligence in basic school: teaching aid. Moscow, Education and Informatics; 2021. 48 p. (In Russian.)Кондратьева В. А. Особенности обучения искусственному интеллекту в основной школе средствами языка программирования Python. Открытая наука 2021. Сборник материалов научной конференции с международным участием. М.; 2021:248–253. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_46273707_10873086.pdfKondrat’eva V. A. Features of teaching artificial intelligence in basic school using the Python programming language. Open Science 2021. Proceedings of a scientific conference with international participation, Moscow, 2021:248-253. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_46273707_10873086.pdfДаниленко С. В., Мартынюк Ю. М., Ванькова В. С. Содержание дисциплины «Системы искусственного интеллекта» в подготовке будущего учителя информатики. Актуальные проблемы методики обучения информатике и математике в современной школе. Материалы международной научно-практической интернет-конференции. Московский педагогический государственный университет. М.: 2020:83–86. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_44186173_77650735.pdfDanilenko S. V., Martynyuk Yu. M., Van’kova V. S. The content of the discipline “Artificial Intelligence Systems” in the preparation of the future teacher of informatics. Actual problems of teaching methods of computer science and mathematics in modern schools. Materials of the international scientific and practical Internet conference. Moscow State Pedagogical University, Moscow, 2020:83–86. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_44186173_77650735.pdfЖигалова О. П. К вопросу о подготовке учителя информатики в области искусственного интеллекта. Вестник педагогического опыта. 2019;44:97– 101. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_39267198_53914773.pdfZhigalova O. P. On the issue of training a teacher of informatics in the field of artificial intelligence. Pedagogical experience bulletin. 2019;44:97–101. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_39267198_53914773.pdfИсаева Г. Г. Подготовка будущего педагога профессионального обучения к использованию элементов искусственного интеллекта: на примере отрасли «Информатика, вычислительная техника и компьютерные технологии»: дис. ... канд. пед. наук. Махачкала, 2013. 194 с.Perm branch of the Scientific Council of the Russian Academy on the methodology of artificial intelligence. AI lab. Application to the educational-methodical complex. (In Russian.) Available at: http://www.lbai.ruШироких А. А. Методическая система подготовки учителя информатики по основам искусственного интеллекта: дис. ... канд. пед. наук. Пермь, 2007. 177 с.Isaeva G. G. Preparation of the future teacher of vocational training for the use of elements of artificial intelligence: The industry “Informatics, computer engineering and computer technology” as an example. Cand. ped. sci. diss. Makhachkala, 2013. 194 p. (In Russian.)Артюхина М. С., Артюхин О. И., Клешнина И. И. Аппаратная составляющая интерактивных технологий образовательного назначения. Вестник Казанского технологического университета. 2014;(8):308–314. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_21591273_93344705.pdfShirokikh A. A. Methodical training system for an informatics teacher on the basics of artificial intelligence. Cand. ped. sci. diss. Perm, 2007. 177 p. (In Russian.)Ильина Т. А. Проблемное обучение — понятие и содержание. Вестник высшей школы. 1976;(2):39–48. [Il’ina T. A. Problem-based learning — concept and content. Higher School Bulletin. 1976;(2):39–48. (In Russian.)]Artyuhina M. S., Artyuhin O. I., Kleshnina I. I. Hardware component of interactive educational technologies. Kazan Technological University Bulletin. 2014;(8):308–314. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_21591273_93344705.pdfКудрявцев Т. В. Психология технического мышления: процесс и способы решения технических задач. М.: Педагогика; 1975. 304 с. [Kudryavcev T. V. Psychology of technical thinking: the process and methods of solving technical problems. Moscow, Pedagogy; 1975. 304 p. (In Russian.)]Il’ina T. A. Problem-based learning — concept and content. Higher School Bulletin. 1976;(2):39–48. (In Russian.)Андреев В. И. Эвристика для творческого саморазвития. Казань: Центр инновационных технологий; 1994. 246 с.Kudryavcev T. V. Psychology of technical thinking: the process and methods of solving technical problems. Moscow, Pedagogy; 1975. 304 p. (In Russian.)Хуторской А. В. Практикум по дидактике и современным методикам обучения. СПб.: Питер; 2004. 541 с.Andreev V. I. Heuristics for creative self-development. Kazan, Center for Innovative Technologies; 1994. 246 p. (In Russian.)Хуторской А. В. Проблемное обучение: советский период. Вестник Института образования человека. 2017;(2):1–19. Режим доступа: https://eidos-institute.ru/journal/2017/200/Eidos-Vestnik2017-219-Khutorskoy.pdfHutorskoj A. V. Workshop on didactics and modern teaching methods. Saint Petersburg, Peter; 2004. 541 p. (In Russian.)Пак Н. И., Петрова И. А., Пушкарева Т. П. Электронный курс-конструктор как средство организации личностно-центрированного обучения студентов. Современные проблемы науки и образования. 2018;(2):1– 12. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_34954697_80291573.pdfHutorskoj A. V. Problem Learning: Soviet Period. Bulletin of the Institute of Human Education. 2017;(2):1–19. (In Russian.) Available at: https://eidos-institute.ru/journal/2017/200/Eidos-Vestnik2017-219-Khutorskoy.pdfСластенин В. А., Подымова Л. С. Готовность педагога к инновационной деятельности. Сибирский педагогический журнал. 2007;(1):42–49. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_11687141_95522744.pdfPak N. I., Petrova I. A., Pushkareva T. P. Electronic course-designer as a means of organization of personalcentered student training. Modern Problems of Science and Education, 2018;(2):1–12. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_34954697_80291573.pdfSlastenin V. A., Podymova L. S. The teacher’s readiness for innovation. Siberian Pedagogical Journal. 2007;(1):42– 49. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_11687141_95522744.pdfSlastenin V. A., Podymova L. S. The teacher’s readiness for innovation. Siberian Pedagogical Journal. 2007;(1):42– 49. (In Russian.) Available at: https://elibrary.ru/download/elibrary_11687141_95522744.pdf

The authors declare that there are no conflicts of interest present.