Модель интеграции технологий искусственного интеллекта в программы билингвального развития детей дошкольного возраста

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 24-28-01129

НазваниеМодель интеграции технологий искусственного интеллекта в программы билингвального развития детей дошкольного возраста

Руководитель Садыкова Гульнара Василевна, кандидат наук (признаваемый в РФ PhD)

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-602 - Теория и методология обучения

Ключевые слова Искусственный интеллект, дошкольное образование, развитие речи, билингвальное обучение, цифровизация образования, современные педагогические технологии, методика обучения детей дошкольного возраста

Код ГРНТИ14.23.09

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Технологии искусственного интеллекта (ИИ) в настоящее время стали ключевыми драйверами развития экономики в целом и совершенствования моделей обучения в частности. Технологии обработки и генерации естественного языка, машинного и глубокого обучения потенциально способны качественно трансформировать как методы и приемы обучения, так и систему управления образовательным процессом, обеспечив формирование персонализированной модели обучения. Актуальность исследования потенциала ИИ в сфере образования как никогда очевидна: технологии достигли такого уровня развития, что стали не просто объектом внимания отдельных инноваторов, а инструментом, доступным для массового освоения и внедрения. Интеграция ИИ в образовательные программы может не только способствовать формированию цифровых компетенций, но и стимулировать развитие коммуникативных и креативных навыков. Технологии ИИ могут быть успешно интегрированы в языковые программы в целях развития речевых навыков, повышения мотивации и создания персонализированной траектории обучения языку (Krylov, 2023). Вместе с тем, на данный момент практически отсутствуют эмпирические исследования, которые бы осветили вопрос интеграции ИИ в программы развития речи детей дошкольного возраста, что и определяет новизну исследования. Хотя технологии искусственного интеллекта нашли свое применение в средней и высшей школе, вопрос безопасности, целесообразности и методик их применения с младшим поколением требует глубокого научного осмысления. Предлагаемый междисциплинарный проект направлен на решение комплекса фундаментальных научных проблем, связанных с созданием и внедрением научно обоснованной модели интеграции технологий искусственного интеллекта в программы билингвального развития детей 4-7 лет. Предмет исследования – процесс развития билингвальной грамотности детей 4-7 лет. Объект исследования – методы и приемы развития билингвальной грамотности детей 4-7 лет, основанные на технологиях искусственного интеллекта. Проект предусматривает: 1) изучение и описание функциональных характеристик технологий ИИ, имеющих образовательный потенциал как инструмент развития речи детей-билингвов; 2) исследование процесса взаимодействия ребенка и отобранной технологии ИИ с точки зрения пользы и рисков для когнитивного, психосоциального и физического развития ребенка 4-7 лет, и 3) создание и апробацию инновационной модели интеграции технологий ИИ в программы развития речи детей 4-7 лет. Основной метод исследования – экспериментальный. Исследование будет проходить на базе образовательных дошкольных организаций, где внедряется билингвальное обучение (обучение иностранному или неродному языку), а также в рамках домашнего обучения. В качестве ключевого метода сбора информации выступит современный метод троичного ассистирующего протокола (Meskill, 2005), предусматривающий проведение видеофиксации с последующим анализом взаимодействия педагога, ребенка и технологии ИИ. Эмпирические данные также будут собраны посредством тестирования, опроса и интервью. В силу существенных пробелов в понимании пользы и рисков, связанных с использованием технологий ИИ в обучении детей, критически важно изучать вопросы безопасной и эффективной интеграции инновационных систем в образовательный процесс. Результаты исследования будут способствовать разработкам общественно значимых научных и прикладных проблем в области информационных (интеллектуальных) технологий, детской педагогики, цифрового образования, языкознания, методики языкового обучения и билингвального развития. Krylov E.A. Language Learning 2.0: The Role of Artificial Intelligence in Facilitating Second Language Acquisition / E.A. Krylov // Актуальные проблемы педагогики и психологии. 2023. Том 4. № 1. С. 5-12. Meskill, C. (2005). Triadic Scaffolds: Tools for Teaching English Language Learners with Computers. Language Learning & Technology, 9, 46-59.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 году в рамках проекта были проведены все запланированные по гранту мероприятия. Анализ научных статей, материалов научных конференций, статистических данных, публикаций на сайтах государственных и общественных организаций позволил определить научные лакуны, установить тренды, скорректировать вектор исследования по проекту. Далее была проведена выборка, аналитическое описание и классификация сервисов и платформ, построенных на базе технологий искусственного интеллекта, потенциально применимых в программах обучения иностранному или неродному языку детей 4-7 лет. Всего анализу подверглось более 60 ИИ-технологий, из которых выделено и описано 30 наиболее перспективных для использования в качестве инструментов обучения языку детей дошкольного и младшего школьного возраста. Для получения данных о компетенциях педагогов в области технологий ИИ и их отношения к новым интеллектуальным сервисам и платформам проведен опрос 132 педагогов. Результаты опроса показали, что большинство педагогов воспринимают ИИ как потенциально полезный инструмент, но имеют низкий уровень компетенций в области ИИ-технологий и практически не используют их в профессиональной деятельности или делают это несистемно и в экспериментальном формате. В целях проведения педагогических экспериментов были привлечены 5 педагогов и более 100 детей из четырех дошкольных организаций, программы которых направлены на би- и мультилингвальное развитие детей. В ходе экспериментов были апробированы 9 сервисов и платформ на базе ИИ, которые представляют 7 типов технологий, различающихся по функционалу: 1) сервис FusionBrain, позволяющий создавать статичные изображения и короткие анимационные видео на основе нейросети Кандинский, 2) сервисы SongGenerator и SUNO AI, генерирующие тексты песен и мелодии к ним, 3) платформа Kidgeni, позволяющая генерировать электронный книги и озвученные тексты с иллюстрациями для детей, 4) сервисы Vidnoz AI и Avatarsdk для создания и озвучивания аватара, 5) сервис AI Image Generator для генерации изображений в разных стилях, в том числе ориентированных на детей, 6) голосовой помощник Алиса, используемый в том числе для осуществления перевода слов, 7) SpeechGen для озвучивания речи персонажей. Изучение ИИ-технологий и их апробация в ходе педагогических экспериментов позволили выделить характеристики, имеющие высокий потенциал для обучения детей, а именно, интерактивность, мультимодальность представления контента, возможность персонализации генерируемого продукта и адаптивность к потребностям конкретного образовательного контекста. Апробация выявила наличие функционала, способного повышать мотивацию детей к обучению за счет создания «вау-эффекта» при генерации изображений по запросам детей и непосредственно на их глазах, «оживления» и озвучивания аватаров, общения с голосовыми помощниками, создания персонализированных песен. Апробация также выявила значительный потенциал ИИ-технологий как инструментов для подготовки учебно-методического материала (презентаций, песен и электронных книг для введения и отработки лексики и грамматических конструкций) и создания ситуаций для развития речи непосредственно на занятиях. Также выявлены и описаны характеристики ИИ-сервисов и платформ, которые могут оказать негативное влияние на процесс их интеграции в программы развития детей, а именно, возможность искажения действительности и гипертрофированной визуализации негативных эмоций, неадекватная запросу генерация контента, технические требования к оснащению аудитории. По результатам экспериментов были окончательно сформулированы положения Концепции модели интеграции технологий ИИ в программы развития речи детей-билингвов 4-7 лет. Концепция основана на четырех положениях (концептуальных доминантах): 1) Платформы, построенные на основе технологий ИИ, являются второстепенными медиаторами знаний; первостепенным медиатором знаний является педагог (воспитатель, учитель, родитель); 2) Отбор технологий ИИ и сценарий их интеграции должен принимать во внимание психофизическое развитие и когнитивные потребности детей. Для детей дошкольного возраста могут быть использованы мультимодальные платформы, имеющие функции визуализации, озвучивания текста, понимания устной речи, голосового ответа, создания музыкального сопровождения, генерации несложных текстов, элементы геймификации. ИИ-технологии должны проходить предварительную экспертизу; 3) Модель интеграции ИИ-технологий должна предусматривать как развитие языковых навыков, так и компетенций в области искусственного интеллекта в целом. Сценарий интеграции может быть реализован в рамках технологии предметно-языкового интегрированного обучения (CLIL); 4) Модель интеграции ИИ-технологий в программы развития иноязычной речи детей раннего возраста должна предусматривать параллельное развитие родной речи и возможность переключения с родного языка на неродной (иностранный), то есть способствовать развитию активного билингвизма. Результаты исследования получили освещение на 4 международных конференциях (в том числе двух зарубежных), одной всероссийской конференции с международным участием и одном республиканском научно-практическом семинаре. Описание исследования и его результаты также нашли отражение в 4х опубликованных статьях и 2х статьях, принятых в печать.

Публикации

1. Каюмова А.Р., Садыкова Г.В. Платформы генеративного искусственного интеллекта для создания визуального и аудио контента: обзор и опыт применения в языковом дошкольном образовании Казанская наука, №9. – С. 28-31 (год публикации - 2024)

2. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р., Абрамов А.В. Интеллектуальные платформы генерации текстового контента для детей дошкольного возраста Казанский международный лингвистический саммит (Казань, 16–30 ноября 2024 г.): тр. и матер. – Казань: Издательство Казанского университета (год публикации - 2025)

3. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р. Educators’ Perception of Artificial Intelligence as Instructional Tool TEM Journal, 13(4). – P. 3194-3204 (год публикации - 2024)
10.18421/TEM134-54

4. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р. Artificial Intelligence in Preschool Language Education: Are Educators Ready? International scientific and practical conference “Smart cities and sustainable development of regions” (SMARTGREENS 2024): LLC Institute of Digital Economics and Law [OOO «Institut tsifrovoy ekonomiki i prava»]. , P. 917-923. (год публикации - 2024)

5. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р. Технологии искусственного интеллекта в российском образовательном пространстве: взгляд педагогов Перспективы науки и образования (год публикации - 2024)
10.32744/pse.2024.6.45

6. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р. Концепция модели интеграции технологий искусственного интеллекта в билингвальные программы для детей дошкольного возраста Искусственный интеллект в решении актуальных социальных и экономических проблем ХХI века: сборник статей по материалам Девятой всероссийской научно-практической конференции с международным участием (г. Пермь, 17-18октября 2024 г.) / под редакцией Л.Н.Ясницкого, Т.В.Миролюбовой, М.В.Радионовой, Е.Г.Плотниковой; Пермский государственный национальный исследовательский университет. НИУ «Высшая школа экономики», С. 440-445 (год публикации - 2024)

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В отчетный период выполнены все запланированные работы. План перевыполнен в части количества публикаций и участия в конференциях. Разработана и внедрена шкала оценивания ИИ-технологий, включающая шесть критериев: 1) ориентация технологии на возрастные особенности целевой аудитории (в частности, геймифицированность, визуальная привлекательность, минимум текста и его «читаемость», интерактивность, стимуляция к диалогу, наличие помощников), 2) безопасность контента, 3) языковая грамотность, 4) наличие обратной связи, 5) удобство/понятность в использовании, 6) наличие поддержки для взрослых (в т.ч. возможность получения отчетов). Получены новые результаты по образовательному потенциалу сервисов и платформ, построенных на базе ИИ, применимых в процессе развития речи детей 4-7 лет. Педагогические эксперименты показали, что в контексте массового дошкольного обучения целесообразно использование технологий генеративного ИИ, который следует рассматривать как стимул, используемый педагогом для создания активного речевого взаимодействия детей и ИИ и обеспечения ситуации общения с, посредством или об ИИ-инструментах, которые принимают роль со-автора нового продукта (аудиального, визуального, текстового и/или мультимодального контента), вовлекая детей в активное со-творчество. Кейс-исследования показали, что в контексте домашнего обучения целесообразно применение ИИ-репетиторов (диалоговых систем), обеспечивающих системное и пошаговое взаимодействие ребенка с предсказуемым контентом, но также требующих медиации со стороны родителей. Данные получены на основе апробации 10 сервисов и платформ в рамках педагогических экспериментов, к которым в 2025 году были привлечены 4 педагога, 3 родителя, 98 детей 4-7 лет. Также опрос родителей детей, принявших участие в экспериментах (N=41), показал одобрительное отношение родителей к применению ИИ-технологий в обучении их детей, но выявил настороженность части респондентов (15,7%) по отношению к новым инструментам обучения. Выявлены и описаны потенциальные риски, связанные с интеграцией технологий ИИ в программы развития речи детей-билингвов 4-7 лет, а именно риски для социального, эмоционального когнитивного, физического и духовно-нравственного развития ребенка, риски отсутствия ИИ-компетенций у взрослых, а также риски финансового и технического характера. Создана и апробирована уникальная Модель интеграции технологий ИИ в программы развития речи детей-билингвов 4-7 лет, основанная на социокультурной теории Льва Выготского и понимании критически важной медиативной роли педагога. Модель опирается на 7 принципов: принцип созидательной деятельности, принцип речевой активности, принцип комбинирования ИИ и традиционных средств, принцип интеграционного развития, принцип игры, принцип «не навреди», принцип пользы. Определены 3 фазы интеграции ИИ-технологий: подготовительная, интеграционная и оценочная фазы, описаны мероприятия для каждой их фаз с учетом применения ИИ в контексте детской образовательной организации и в семейном (домашнем) обучении. Разработаны и внедрены сценарии интеграции ИИ-технологий в программы обучения детей англоязычной речи в дошкольных образовательных организациях. Результаты исследования внедрены в систему подготовки педагогических кадров в вузе и в программу тренингов для практикующих педагогов. Создан и внедрен образовательный модуль (36 ч.) для программы магистратуры «Мультилингвальные технологии раннего развития детей», реализуемой на базе ФГАО ВО «Казанский (Приволжский) федеральный университет» (направление 44.04.01 Педагогическое образование), направленный на развитие компетенций будущих педагогов в области интеграции технологий ИИ в программы развития речи детей-билингвов 4-7 лет. Размещенный на онлайн-платформе Мудл образовательный модуль интегрирован в курс «Цифровые технологии в преподавании иностранного языка дошкольникам» и включает лекционные материалы, практические задания, тестовые задания для текущего, промежуточного и итогового контроля. Разработанная программа тренинга для практикующих педагогов предусматривает изучение ИИ-технологий разного типа (интеллектуальные системы обучения, диалоговые системы, ИИ-генераторы контента и конвертеры), их преимущества и недостатки, фазы и сценарии интеграции, а также риски, связанные с применением данных технологий с детьми дошкольного возраста. Программу тренинга в 2025 году прошли 65 человек. Всего по результатам исследования в отчетный период было подготовлено 4 статьи в рецензируемые журналы, 5 статей в сборники конференций, 2 учебно-методических пособия, 1 магистерское диссертационное исследование. Опубликовано 5 статей, 4 статьи в печати. Результаты исследования получили освещение на 8 международных и 1 всероссийской конференции (из них 4 – зарубежные). Ход и результаты проекта освещены в СМИ: https://ifmk.kpfu.ru/news/iskusstvennyj-intellekt-v-doshkolnoj-srede-otkryvaem-novye-gorizonty/ https://vk.com/wall-29468229_7612 https://edu.tatar.ru/laishevo/page392693.htm/read-news/3971691 https://edu.tatar.ru/laishevo/page4033560.htm/read-news/3971296 https://ifmk.kpfu.ru/news/delimsya-opytom-prepodavateli-ifmk-shkolam-respubliki-tatarstan https://ifmk.kpfu.ru/news/sovremennye-doshkolniki-i-iskusstvennyj-intellekt-sozdaem-knigi-po-novomu

Публикации

1. Каюмова А.Р., Садыкова Г.В., Решетник Н.В. Развитие ИИ-компетенций педагогов дошкольного образования Непрерывное образование педагогов: достижения, проблемы, перспективы: Материалы Международной научно-практической конференции, Минск, 12-13 ноября 2025 года. – Минск: Академия образования (год публикации - 2025)

2. Каюмова А.Р., Садыкова Г.В., Халиуллина Д.И., Абрамов А.В Риски применения технологий искусственного интеллекта в языковом обучении детей дошкольного возраста Казанский международный лингвистический саммит (Казань, 21–25 октября 2025 г.): тр. и матер. – Казань: Издательство Казанского университета, 2025 (год публикации - 2026)

3. Каюмова А.Р., Садыкова Г.В, Абрамов А.В. Критерии отбора и оценивания ИИ-технологий для языкового развития дошкольника Цифровые трансформации в образовании (EDigital Siberia’2025): материалы IX Междунар. науч.практ.конф.(Новосибирск, 23–24 апреля 2025 г.) / Сиб. гос. унт. путей сообщения. – Новосибирск : Изд-во СГУПС., 2025. – C.162-168 (год публикации - 2025)

4. Каюмова А.Р. Новейшие цифровые технологии в обучении детей дошкольного возраста иностранному языку: передовой опыт, потенциал и риски Казань: Изд-во «Печать-Сервис XXI век», 2025. – 24 с. (год публикации - 2025)

5. Халиуллина Д.И. Технологии искусственного интеллекта как средство обучения английскому языку детей дошкольного возраста дис. ... маг-ра пед. обр / Д.И. Халиуллина. – Казань., 114 с. (год публикации - 2025)

6. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р., Халиуллина Д.И. Использование сервисов генеративного искусственного интеллекта в языковых образовательных программах для детей дошкольного возраста Информатика и образование, 40(1). – C. 31-41 (год публикации - 2025)
10.32517/0234-0453-2025-40-1-31-41

7. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р. AI-Powered Image and Audio Generators for Very Young EFL Learners Iranian Journal of Language Teaching Research, 13(2). – P. 1-24 (год публикации - 2025)
10.30466/ijltr.2025.55564.2821

8. Садыкова Г.В., Каюмова А.Р. Этапы интеграции технологий искусственного интеллекта в языковые программы для дошкольников Цифровая гуманитаристика и технологии в образовании (DHTE 2025): сб. статей VI международной научно-практической конференции. 13–14 ноября 2025 г. / Под ред. В.В. Рубцова, М.Г. Сороковой, Н.П. Радчиковой. М.: Издательство ФГБОУ ВО МГППУ, Цифровая гуманитаристика и технологии в образовании (DHTE 2025): сб. статей VI международной научно-практической конференции. 13–14 ноября 2025 г. / Под ред. В.В. Рубцова, М.Г. Сороковой, Н.П. Радчиковой. М.: Издательство ФГБОУ ВО МГППУ, 2025. 417–429 с. (год публикации - 2025)

9. Каюмова А.Р. ИИ-репетиторы как инструменты домашнего обучения иноязычной речи детей дошкольного возраста «Digital как новая философия образовательного пространства». Сборник материалов по итогам научно-практической конференции / сост.: Г.А.Зияева, Н.Н. Исланова, Н.А. Шевченко. – Казань: ИРО РТ, 2025 – С.38-41 (год публикации - 2025)

10. Каюмова А. Р., Садыкова Г. В., Халиуллина Д. И., Абрамов А. В. Медиативная модель интеграции технологий искусственного интеллекта в языковые программы дошкольников Вестник Томского государственного университета (год публикации - 2025)

11. Каюмова А.Р., Садыкова Г.В Искусственный интеллект в речевом развитии детей Russian Social and Humanitarian Studies / Российские социогуманитарные исследования (год публикации - 2025)

12. Садыкова Г.В., Халиуллина Д.И, Абрамов А.В. Модель интеграции технологий искусственного интеллекта в программы билингвального развития детей дошкольного возраста: от концепции к внедрению Казань: Изд-во «Печать-Сервис XXI век», 2025. – 28 с. (год публикации - 2025)

Возможность практического использования результатов
Разработанная Модель интеграции технологий ИИ в программы развития речи детей-билингвов 4-7 лет способствует социальному развитию Российской Федерации в части создания новых методов развития (иноязычной) речи детей, усовершенствования системы подготовки будущих педагогов и развития профессиональных навыков практикующих педагогов, создания новых сценариев развития компетенций в области искусственного интеллекта у подрастающего поколения.