جاغاديش كنجام، قسم العلوم والتكنولوجيا، جامعة بورنموث، المملكة المتحدة – ترجمة : محمد خلف الحواتمة

الملخص 

تتناول هذه الورقة البحثية طرق وأساليب استخدام الذكاء الاصطناعي في قطاع التعليم، حيث يعد الذكاء الاصطناعي في التعليم أحد المجالات الناشئة حاليًا في تكنولوجيا التعليم، وذلك وفقًا للمؤتمر الدولي الحادي والعشرين للذكاء الاصطناعي في التعليم الذي عُقد عام 2020، وذلك على الرغم من أن استخدام الذكاء الاصطناعي لا يزال غير واضح بالنسبة للمعلمين، لا سيما فيما يتعلق بكيفية الاستفادة منه تربويًا على نطاق أوسع ومدى تأثيره على التعلم والتدريس في مرحلة التعليم العالي، لذا ستتطرق هذه الورقة البحثية لمدى تأثير الذكاء الاصطناعي على التعليم وإيجابياته وسلبياته، أيضًا ستتناول إحدى الطرق لإنشاء منصة تعليمية قائمة على الذكاء الاصطناعي وأخيرًا التأثيرات اللاحقة للذكاء الاصطناعي على التعليم.
الكلمات المفتاحية – الذكاء الاصطناعي، الذكاء الاصطناعي في التعليم، الناشئة، التربوية.

1- مقدمة

وفقًا لتقرير هورايزون لعام 2018، يتوقع الخبراء أن يزداد استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم بنسبة 43% في الفترة من 2018 إلى 2022، حيث كان استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم موضوعًا للبحث خلال الثلاثين عامًا الماضية. وفقًا للتقرير الذي أعدته شركة “ريسيرش آند ماركيتس”، فقد وصل سوق تعليم الذكاء الاصطناعي العالمي إلى 1.1 مليار دولار في عام 2019 ومن المتوقع أن يصل إلى أكثر من 25.7 مليار دولار بحلول عام 2030.
ومن أهم العلماء الذين بحثوا مسبقًا في موضوع استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم عالم النفس بي في سكينر، صاحب النظرية السلوكية والذي كان أستاذًا في جامعة هارفارد من عام 1948 حتى تقاعده في عام 1974، وعالم النفس سيدني بريسي الذي كان أستاذًا في جامعة ولاية أوهايو في عشرينيات القرن الماضي.

2- الذكاء الاصطناعي في التعليم

الجمعية الدولية للذكاء الاصطناعي في التعليم هي منظمة متعددة التخصصات في مجالات علوم الكمبيوتر والتعليم وعلم النفس، تم إنشائها في الأول من يناير عام 1997، وهي تجمع الباحثين من خلال عقد سلسلة مؤتمرات حول الذكاء الاصطناعي في التعليم ومؤتمرات المجلة الدولية للذكاء الاصطناعي في التعليم.
وبشكل عام، هناك أربع مجالات للذكاء الاصطناعي في التعليم فيما يتعلق بخدمات الدعم الأكاديمي والخدمات المؤسسية والإدارية وهي التوصيف والتنبؤ، والقياس والتقييم، وأنظمة التكيف، والتخصيص وأنظمة التدريس الذكية، علمًا بأن مجال الذكاء الاصطناعي هو مجال مبتكر وإبداعي.
الذكاء الاصطناعي هو عبارة عن تكنولوجيا ناشئة تعمل على تعديل الأدوات والمؤسسات التعليمية، وظهور الذكاء الاصطناعي سيؤدي حتمًا إلى إحداث تغيير كبير في مهام ووظيفة المعلم الذي يعد أحد الأركان الأساسية في العملية التعليمية، وفضلاً عن ذلك فإن الذكاء الاصطناعي يستخدم بشكل أساسي التحليلات المتقدمة والتعلم العميق والآلي لمراقبة مدى السرعة في تقدم فرد معين من بين الآخرين.
إن الاستمرار في التوصل إلى المزيد من الحلول في مجال الذكاء الاصطناعي سيساعد على تحديد الفجوات في التدريس والتعلم وزيادة كفاءة التعليم، حيث سيعمل الذكاء الاصطناعي على تعزيز الكفاءة والتخصيص وتبسيط المهام الإدارية بهدف السماح للمعلمين بتوفير الوقت وزيادة المعرفة والقدرة على التكيف، وهي قدرات بشرية فريدة من نوعها لا يمكن أن تتوفر للآلات، لذلك فإن الجمع بين الآلات والمعلمين سيؤدي للحصول على أفضل النتائج من الطلاب.

3- تأثير الذكاء الاصطناعي في التعليم

سيؤثر الذكاء الاصطناعي تقريبًا على كل مجالات حياتنا في المستقبل، لا سيما قطاع التعليم الذي سيتأثر بشكل كبير، لأن التدريس والتعلم جزء أساسي من الحياة ونظام التعليم الحالي يحتاج إلى الكثير من التغييرات، ومن الجدير بالملاحظة أن التعليم لم يكن مرنًا في السابق بنفس القدر الذي سيقدمه الذكاء الاصطناعي في التعليم في المستقبل، فالمعلمون الذين يلعبون الدور الأكثر أهمية في نظام التعليم غير قابلين للتطوير ومكلفين أيضًا، كما أنه في بعض الدول، يكون لدى المعلمين قدر كبير من الأعمال الورقية مما يقلل من قيمتهم، علاوة على أنه يمكن للذكاء الاصطناعي أن يساعد كل طالب على حدة من خلال منحهم مناهج دراسية منفصلة بناءً على تقييمات اهتماماتهم ومهاراتهم.

4- مزايا الذكاء الاصطناعي في التعليم

يميل الشباب في الوقت الحالي إلى قضاء الكثير من الوقت في استخدام هواتفهم الذكية أو الأجهزة اللوحية، وهذا يمنحهم فرصة للدراسة لمدة تتراوح بين عشر إلى خمس عشرة دقيقة في أوقات فراغهم باستخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي، ومن ناحية أخرى فإن الذكاء الاصطناعي يساعدنا على فهم شعور الطالب وحالته المزاجية أثناء المحاضرات باستخدام تكنولوجيا التعرف على الإيماءات، وبما أن الذكاء الاصطناعي أصبح أكثر تطوراً، فإن الآلة أصبحت تقرأ تعبيرات الوجه أو الإيماءات للطالب وتستخدمها لمعرفة ما إذا كان الطالب يواجه صعوبة في فهم المحاضرة وتعديل الدرس حتى يتمكن الطالب من المتابعة بسهولة.
ويمكن تخصيص المنهج الدراسي الأكاديمي بواسطة الأجهزة التي تعمل بالذكاء الاصطناعي، كما يمكن لأدوات الذكاء الاصطناعي أن تجعل الفصول الدراسية متاحة لجميع الطلاب بما في ذلك الطلاب الذين يعانون من ضعف البصر أو السمع وأيضًا الطلاب الذين لا يستطيعون حضور الفصول الدراسية بسبب المرض، مع العلم أنه في نظام التعليم العادي، يقوم المعلم بتقييم الطلاب من خلال واجباتهم المنزلية واختباراتهم، الأمر الذي قد يستغرق الكثير من الوقت، ولكن تدخل الذكاء الاصطناعي في ذلك سيؤدي إلى إنجاز هذه المهام بسرعة، كما أنه سيساعد على اقتراح طرق للتغلب على الفجوات في التعلم.
يوفر الذكاء الاصطناعي العديد من المصادر والموارد للأشخاص الذين يتحدثون لغات مختلفة أو الذين يعانون من صعوبات في السمع أو البصر، حيث يوفر تطبيق “مترجم العرض التقديمي” ترجمات فورية، وهو تطبيق قائم على نظام الذكاء الاصطناعي، على سبيل المثال، يمكن للطلاب القراءة والاستماع بلغتهم الوطنية بمساعدة ترجمة جوجل، ولزيادة الجلسات التفاعلية يمكن الاعتماد على التقنيات الحديثة مثل الواقع الافتراضي والألعاب التحفيزية.
كانت هناك بالفعل بعض الإعدادات التي يتم من خلالها تصنيف اختبارات الاختيار من متعدد من خلال الآلات، والآن يتم إجراء عدد من التطورات بحيث يمكن تصنيف الإجابات المكتوبة مثل الفقرات والعبارات باستخدام الآلات، وهذا يساعد المعلم على جعل عمله أسهل وتوفير الوقت، مما سيمكنه من استخدام هذا الوقت للتركيز بشكل أكبر على التقييم الفردي للطلاب وتطويرهم.
يمكن أيضًا في المستقبل إجراء عمليات القبول والتسجيل باستخدام الذكاء الاصطناعي، أي أن إمكانات الذكاء الاصطناعي لم تظهر بعد بشكل كامل حتى الآن، فضلًا عن أن الذكاء الاصطناعي يمكنه أن يساعد الطلاب في واجباتهم المدرسية أو الاستعدادات للاختبار في المنزل، وسيكون الذكاء الاصطناعي في المستقبل القريب قادرًا على الاستجابة لمجموعة واسعة من أساليب التعلم. فبفضل الذكاء الاصطناعي، أصبحت برامج التدريس والدراسة أكثر تقدمًا، لا سيما أنه يتم إنشاء العديد من تطبيقات الذكاء الاصطناعي لأغراض التعليم مثل موجهي الذكاء الاصطناعي للمتعلمين.
يمكن للذكاء الاصطناعي تحديد مجموعات الطلاب المناسبين لمهام معينة، حيث يُعرف هذا بتشكيل مجموعة التكيف، وهو برنامج تطبيقي للذكاء الاصطناعي يمكنه تقييم وتصنيف مقالات الطلاب على الفور، ثم تتم إضافة هذه المقالات إلى قاعدة بيانات مركزية يمكن من خلالها مقارنة المقالات المستقبلية باستخدام المقالات السابقة الموجودة في قاعدة البيانات.
الذكاء الاصطناعي في التعليم هو تقنية قائمة على الكمبيوتر توفر تعليمًا مُخصصًا ومتكيفًا، والأجزاء الرئيسية من الذكاء الاصطناعي في نظام التعليم هي نموذج المعرفة الذي يمنح النظام القدرة على إكمال المهام مما يجعل الطلاب قادرون على المساهمة في الحل، إلى جانب نموذج الطالب الذي يوضح للمتعلم مدى تطور معارفه

ومهاراته، بالإضافة إلى نموذج التدريس وهو العنصر الذي يمثل القدرة التعليمية للنظام وأخيرًا عنصر الواجهة الذي يتمثل في القناة التي يتواصل من خلالها المتعلم والنظام.
العنصر الآخر للذكاء الاصطناعي المفيد للغاية في التعليم هو المساعدات الصوتية، وهي تطبيقات رائدة للذكاء الاصطناعي تشمل مساعد جوجل، وكورتانا من مايكروسوفت، وسيري من أبل، وأليكسا من أمازون، وتساعد هذه المساعدات الصوتية الطلاب على التحدث مباشرة مع المواد التعليمية الموجودة على الإنترنت والأجهزة المثبتة دون أي تدخل من معلمهم. أصبحت الأساليب التقليدية للتعلم قديمة، لذا تسعى المؤسسات التعليمية المختلفة وبعض الجامعات إلى التخلص منها على المدى الطويل، وقد بدأوا بالفعل في تقديم مساعدين صوتيين للطلاب بدلاً من تزويدهم بالمواد الدراسية المطبوعة أو مواقع الويب التي تحتوي على معلومات معقدة حول الجامعة، على سبيل المثال، تقدم جامعة ولاية أريزونا خدمة أليكسا من أمازون لطلابها الجدد كمحاولة لتزويد الطلاب بمعلومات مؤسسية أكثر إيجازًا ودقة فيما يتعلق باحتياجاتهم في الجامعة. يمكن استخدام المساعدين الصوتيين في المنزل والمواقع غير التعليمية الأخرى للوصول إلى أي مساعدة تعليمية، فالهدف الرئيسي للمساعدين الصوتيين هو تقديم إجابات للأسئلة الشائعة المتعلقة باحتياجات الجامعة أو الجداول والدورات التي يحتاجها الطلاب مما يساعد المؤسسة على تقليل نفقات طباعة الكتيبات التي يتم استخدامها فقط بشكل مؤقت خلال الفترة الأولية لالتحاقهم بالمؤسسة ويساعد في تقليل الحاجة إلى الدعم الداخلي، ومن المتوقع أن يزداد استخدام هذه التكنولوجيا في السنوات المقبلة، نظرًا لأن الذكاء الاصطناعي أصبح نظامًا متسارعًا للغاية في حياتنا اليومية، فلا عجب أن تتسابق أنظمة التعليم لمواكبة الحاجة إلى تنمية المزيد من المواهب من أجل الحفاظ على استمرار نمو الذكاء الاصطناعي، ومع ذلك فإن التعليم لا يتطور فقط فيما يتعلق بالعلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، ولكن صناعة التعليم تتغير من خلال مناهج الذكاء الاصطناعي، أيضًا تعمل الأنظمة الذكية على تغيير المؤسسات التعليمية بسرعة من التعليم الابتدائي إلى التعليم العالي، وكذلك تعليم الكبار والتعليم المتقدم، لمساعدة الأشخاص على التعلم بكفاءة وتحقيق أهدافهم التعليمية.
يمكن استخدام نظام التدريس الذكي لتحفيز التدريس الشخصي الفردي، وأيضًا اعتمادًا على الشبكات العصبية، يمكن للخوارزميات اتخاذ قرار ضد أي طالب بشكل شخصي، فضلًا عن أن الطلاب سيتعرضون بالفعل لعدد كبير من إمكانيات التعليم العالي بمساعدة الذكاء الاصطناعي، حيث يمكن للذكاء الاصطناعي إحداث تغييرات متقدمة في مجال التعليم، كما يمكن للروبوتات زيادة القوة النحوية وإنشاء محتوى رقمي، وقد بدأت الفصول الدراسية بالفعل في التدريس الرقمي.
ستؤثر زيادة الاستثمارات والاهتمامات بالذكاء الاصطناعي على الجامعات في الأوقات القادمة، كما أن الزيادة في سوق الطلاب الدوليين وإضفاء الطابع الديمقراطي على التعليم العالي وزيادة الضغط المالي نتيجة زيادة عدد الطلاب الذين يرغبون في الالتحاق بالتعليم العالي ستكون بمثابة الأسباب الأساسية للسعي وراء تطبيق الذكاء الاصطناعي في التعليم العالي.

5- الحلول المستندة إلى الذكاء الاصطناعي في التعليم

هناك الكثير من الحلول التي تعتمد على التكنولوجيا في مجال التعليم مثل دريم بوكس، وأكاديمية خان، وAchive3000 وما إلى ذلك، كما أن هناك العديد من المنصات التعليمية المعتمدة على تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي:
• ثيرد سبيس ليرننج
• ليتل دراجون
• سي تي أي
• برايني
• ثينكر ماث
• كارنيجي ليرننج
تم إنشاء نظام ثيرد سبيس ليرننج بمساعدة العديد من العلماء من جامعة لندن، وهو نظام يساعد على التوصية بطرق مختلفة لتحسين أساليب وطرق التدريس، مثل إعطاء تحذير وتنبيه عندما يكون شرح المعلم بطيئًا أو سريعًا جدًا، وفي السياق نفسه، أنشأت منصة ليتل دراجون العديد من التطبيقات الذكية التي تعمل على تحليل تعبيرات وجه المستخدم أو إيماءاته ومن ثم تكيف واجهة المستخدم وفقًا لذلك، كما تقوم ليتل دراجون أيضًا بإنشاء ألعابًا تعليمية للأطفال.
فضلًا عن أن العديد من الشركات مثل كارنيجي ليرننج وكونتينت تكنولوجي بدأت في تنفيذ الذكاء الاصطناعي للاختبار والتعلم إلى جانب أخذ الملاحظات والتعليقات في النظام التعليمي من مرحلة ما قبل الروضة إلى المرحلة الجامعية، وذلك من خلال تطوير تصميم تعليمي عالي المستوى ومنصات رقمية، ناهيك عن أن هناك خدمة عبر الإنترنت تسمى Cram101 من شركة “سي تي أي” تستخدم الذكاء الاصطناعي لدراسة الكتب المدرسية والأوراق النظرية وتحديد أبرز النقاط في المواد عبر الإنترنت، كما أنها تقوم بإنشاء اختبارات الممارسة والبطاقات التعليمية كتمارين للطلاب، أيضًا هناك منصة أخرى تُعرف باسم نيتكس ليرننج مخصصة لتطبيق التقنيات الجديدة في عالم التعلم، حيث تعمل على تقديم التعلم الرقمي في المؤسسات والشركات التعليمية، كما أنها تعمل على تشجيع المعلمين على الترويج للمناهج الرقمية المُستخدمة في الصوت والفيديو والمساعدين الصوتيين وما إلى ذلك. يعتقد التقنيون أنه في المستقبل القريب يمكن استبدال المعلم بالروبوتات، وأن الواقع المعزز سيكون أيضًا جزءًا من الفصل الدراسي.

6- تطوير منصة تعليمية تعتمد على الذكاء الاصطناعي

هناك ست خطوات رئيسية لتطوير منصة الذكاء الاصطناعي للتعليم:
• الخطوة 1. دراسة الحلول الموجودة.
• الخطوة 2. ضع في اعتبارك محتوى التطبيق الذي يتعين أن يكون مثيرًا للاهتمام وتفاعليًا في الوقت نفسه.
• الخطوة 3. ناقش متطلبات مشروعك مع فريق التطوير.
• الخطوة 4. قم باختبار التطبيق بدقة وبشكل صحيح لتجنب الأخطاء.
• الخطوة 5. قم بالترويج للتطبيق واحصل على الملاحظات وردود الفعل بعد إصداره.
• الخطوة 6. قم بتحديث التطبيق بشكل منتظم.
يتعين علينا في البداية إجراء بعض التحليلات على الحلول الموجودة بعناية وإضافة ميزات جديدة لها حتى ينجذب المستخدم إليها بدلاً من الحلول الأخرى، إلى جانب دراسة أفكار التصميم، مع ضرورة الأخذ في الاعتبار أن المستخدم دائمًا ما يفضل المحتوى المفيد، لذا يمكنك اختيار مواضيع مثل الطب والأدب والرياضيات وغيرها، ويمكنك أيضًا الحصول على هذا المحتوى المفيد من المعلمين من مختلف الجامعات أو الكليات أو من مصادر مختلفة مثل الدورات والبرامج التدريبية، وفي السياق نفسه فأنت بحاجة لتوضيح أهداف العمل ومتطلبات المشروع قبل تطوير المشروع، أيضًا يجب أن يكون فريق التطوير الخاص بك فريقًا ذو خبرة من مطوري البرامج ويجب أن يكون لديهم خبرة في مجال الذكاء الاصطناعي.
يمكنك إنشاء نسخة بسيطة للتطبيق أو المنصة الخاصة بك، وبعد تلقي ملاحظات المستخدمين ومراجعاتهم، يمكنك تحديث المنصة الخاصة بك بشكل منتظم بإضافة محتوى إضافي أو ميزات إضافية. كما ينبغي توفير تجربة مستخدم ممتازة من أجل جذب المزيد من المستخدمين، ويمكن أن يحدث هذا في حالة عدم وجود شكاوى من المستخدمين، ولكي يحدث ذلك يتعين عليك العثور على الأخطاء وإصلاحها قبل إطلاق المنصة، حيث يمكن إصلاح هذه الأخطاء بواسطة مهندسي ضمان الجودة المؤهلين، كما أن هناك حاجة إلى ترقية منتظمة للمنصة بناءً على تعليقات وملاحظات المستخدمين.

7- مساوئ وعيوب الذكاء الاصطناعي في التعليم

على الرغم من الفرص الهائلة التي يوفرها الذكاء الاصطناعي، إلا أنه قد تكون هناك أيضًا بعض المخاطر المحتملة المرتبطة به، فمن المحتمل أن يصبح الذكاء الاصطناعي أفضل أو أسوأ شيء يمكن أن يحدث للبشرية، حيث يمكن للذكاء الاصطناعي أن يدعم التدريس والتعلم، ولكن مع تطور تطبيقات الذكاء الاصطناعي في التعليم العالي قد تظهر آثار ومخاطر أخلاقية جديدة، وإحدى الأمثلة على ذلك هو أنه بسبب جائحة فيروس كورونا وتخفيضات الميزانية، قد يفكر المسؤولون في استبدال آليات التدريس والتعليم الحالية بحلول الذكاء الاصطناعي الآلية، وإذا زاد استخدام الذكاء الاصطناعي في التعليم، فقد يؤدي ذلك لانخفاض التفاعلات الشخصية وإدمان الطلاب على التكنولوجيا، وفي بعض الأحيان قد يؤدي ذلك إلى الإضرار بالمتعلمين بدلاً من مساعدتهم، أيضًا قد يشعر أعضاء هيئة التدريس والمرشدون الطلابيون ومساعدو التدريس والموظفين الإداريين بالخوف من أن يحل محلهم نظام المعلم الذكي، بالرغم من أنه تطبيق للذكاء الاصطناعي، وذلك بالإضافة إلى أن نظام الذكاء الاصطناعي يتطلب كمية هائلة من البيانات، بما في ذلك معلومات الطلاب والموظفين، وهي معلومات سرية وقد تؤدي إلى مشكلات خطيرة تتعلق بالخصوصية.
عند مقارنة كل ذلك بتكلفة التركيب والصيانة والإصلاح، فإن التكلفة باهظة للغاية، أي أن المنظمات التعليمية الممولة بشكل كبير هي التي يمكنها فقط الاستمتاع بمثل هذه التكنولوجيا باهظة الثمن، علاوة على أنه عند الاعتماد على هذه التكنولوجيا أكثر من اللازم، فإنها يمكن أن تسبب نقصًا في الاتصالات الشخصية وقد تؤذي المستخدمين من هذا المنظور، وأيضًا عندما يحدث شيء مثل الكوارث الطبيعية أو الحوادث ويحتاج الذكاء الاصطناعي إلى إصلاحات، فلا يمكننا أبدًا حينها معرفة مقدار البيانات المفقودة.

8- الخلاصة

يمثل الذكاء الاصطناعي في التعليم تغييراً ثورياً، ووفقًا لتقرير صادر عن مركز البحوث التكاملية في علوم الكمبيوتر والتعلم، فإن المستوى التالي من استخدامات الذكاء الاصطناعي في التعليم لم يتم الوصول إليه بعد، لذا يتعين على الأشخاص الذين يعملون على تطبيقات الذكاء الاصطناعي أن يخبروا المعلمين وصانعي السياسات التعليمية بهذا الأمر بعمق.
والحقيقة أنه على الرغم من أن هناك العديد من السلبيات لاستخدام الذكاء الاصطناعي في القطاع التعليمي، إلا أن مستقبلنا هو الذكاء الاصطناعي، لذا يتعين على النظام التعليمي أن يبدأ في تعريض طلابه لهذا النوع من التكنولوجيا التي بدأت باستخدام القليل من الذكاء الاصطناعي، حيث سيظهر تأثير الذكاء الاصطناعي أولاً في أدنى مستويات التعليم ومن ثم سيتزايد تدريجياً وصولًا إلى التعليم العالي، ولن يتم تحديد التأثير النهائي للذكاء الاصطناعي في التعليم إلا بمرور الوقت، لذا لابد من القول بأن الهدف الرئيسي للذكاء الاصطناعي هو جعل عمل المعلم أكثر بساطة وليس استبداله.