СЕКЦИЯ
Искусственный интеллект и технологии на основе данных в образовании

Лошенкова Е.Е.

Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования им. К.Д. Ушинского,

г. Санкт-Петербург, аспирант;

ГБОУ Школа № 645 Пушкинского района Санкт-Петербурга, учитель изобразительного искусства и черчения высшей категории,

Санкт-Петербург


Тютрин И. В.

Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования им. К.Д. Ушинского,

г. Санкт-Петербург, аспирант;

Центр подготовки кадров и повышения квалификации ООО"ТЕРРИТОРИЯ БЕЗОПАСНОСТИ"

Санкт- Петербург, преподаватель

Data-визуализация: как большие данные и ИИ помогают изучать коллективный образ Родины в детских рисунках

В работе представлен исследовательский проект, реализованный на базе ГБОУ Школа №645 Пушкинского района Санкт-Петербурга. С использованием методов компьютерного зрения и анализа больших данных обрабатывается массив детских рисунков (более 5000 работ) из уникального фонда, сформированного одним из авторов в процессе педагогической деятельности в школе, начиная с 2017 года. Посредством IT-технологий выполнен анализ изменений в символическом ряде, цветовой палитре и композиционных решениях детских рисунков за период с 2017 по 2025 год (по учебным годам). Особое внимание уделено специфике восприятия образа Родины юными петербуржцами. Полученные данные рассмотрены как эмпирическая основа для верификации организационно-педагогических условий формирования образа Родины.

Loshenkova E.E.

St. Petersburg Academy of Postgraduate Pedagogical Education named after K.D. Ushinsky, Saint-Petersburg, postgraduate student;

State Budgetary Educational Institution School No. 645 of the Pushkinsky District of St. Petersburg,

Art and Drawing Teacher of the Highest Category,

Saint-Petersburg


Tyutrin I.V.

St. Petersburg Academy of Postgraduate Pedagogical Education named after K.D. Ushinsky, Saint-Petersburg, postgraduate student; Personnel Training and Advanced Training Center of LLC "TERRITORY OF SAFETY"

Saint-Petersburg, lecturer

Data visualization: how big data and ai help to study the collective image of the motherland in children's drawings

The paper presents a research project implemented on the basis of the State Budgetary Educational Institution School No. 645 of the Pushkinsky District of St. Petersburg. Using computer vision and big data analysis methods, an array of children's drawings (more than 5,000 works) is processed from a unique collection compiled by one of the authors during pedagogical work at the school, starting in 2017. Through IT technologies, an analysis of changes in the symbolic series, color palette, and compositional solutions of children's drawings for the period from 2017 to 2025 (by academic year) was performed. Special attention is paid to the specifics of the perception of the image of the Motherland by young Petersburgers. The obtained data are considered as an empirical basis for verifying the organizational and pedagogical conditions for the formation of the image of the Motherland.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью поиска новых, объективных методов изучения процессов формирования гражданской и культурной идентичности подрастающего поколения.

Детский рисунок является уникальным артефактом, отражающим не только индивидуальные психологические особенности ребёнка, но и коллективные представления поколения о мире, стране и её ценностях.

Образ Родины — один из ключевых в структуре идентичности, и его трансформация в сознании детей служит важным индикатором социокультурных изменений.

Традиционно такие исследования проводятся экспертами вручную на ограниченных выборках, что снижает уровень объективности и не позволяет исследовать большие количества детских работ и связанных с ними данных. Современный образовательный процесс нуждается во внедрении инновационных методов диагностики и мониторинга, основанных на цифровых технологиях. Данная статья представляет один из таких методов — анализ большого массива данных, состоящего из цифровых копий детских рисунков и их атрибутов, с помощью искусственного интеллекта.

Эмпирической базой исследования стал уникальный фонд детских рисунков, сформированный в ходе педагогической деятельности Лошенковой Е.Е. в ГБОУ Школа №645 Пушкинского района Санкт-Петербурга. В 2017 году, в рамках подготовки к районному этапу конкурса педагогических достижений Санкт-Петербурга в номинации «Информационные технологии в образовании» (подноминация «Информационные технологии в современном уроке», проект «Методический фонд детских работ»), была начата систематическая работа по накоплению базы данных детских творческих работ. В рамках урочной деятельности, работы кружков, в частности, кружка «Палитра», и проектной деятельности, с согласия законных представителей учащихся, собирается база данных детских работ (рисунков), включая цифровые, на темы, связанные с образом Родины. Все рисунки оцифровываются, систематизируются по темам, годам и иным атрибутам, что позволяет формировать цифровой архив, отражающий эволюцию детского восприятия.
Цель проекта — применить методы компьютерного зрения и анализа больших данных для объективного и масштабного изучения динамики образа Родины в детских рисунках по учебным годам с 2017 по 2025 год, а также выявить взаимосвязи между изменениями в образах и ключевыми историческими событиями. Особое внимание уделяется специфике восприятия образа Родины юными петербуржцами, чьи работы составляют значительную часть анализируемого фонда.

Методология и данные
Теоретико-методологическую основу исследования составляют положения культурно-исторической психологии Л.С. Выготского о знаково-символической природе сознания [4]. Кроме того, исследование опирается на концепцию «визуального поворота» в образовании [6] и системный подход, позволяющий рассматривать образ Родины как многокомпонентный продукт личностного восприятия [3].

Основой исследования стала база данных, включающая более 5000 оцифрованных рисунков из методического фонда, сформированного по инициативе Лошенковой Е.Е. на базе ГБОУ Школа №645 Пушкинского района Санкт-Петербурга.

Формирование фонда. С 2017 года в школе проводится систематическая работа по наполнению базы данных детских творческих работ. Материалы собираются в рамках:
·         урочной деятельности: тематические рисунки на уроках изобразительного искусства;
·         внеурочной деятельности: работы участников кружков (например, кружка «Палитра»), где дети осваивают как традиционные техники, так и цифровые инструменты;
·         проектной деятельности: индивидуальные и коллективные проекты.
Все рисунки оцифровываются и систематизируются, что позволяет проследить динамику изменений.

Характеристика выборки. Для данного исследования были отобраны детские рисунки и творческие работы, посвящённые темам «Моя Родина», «Санкт-Петербург» и др., созданные в 2017–2025 учебных годах. Возраст авторов – от 7 до 17 лет. Географически выборка представлена преимущественно Санкт-Петербургом, что позволяет учитывать региональные особенности восприятия образа Родины.

Обработка данных. Для анализа массива данных были применены современные технологии. Обработка велась в несколько этапов:
1.      Классификация изображений с помощью нейросетей. Модель компьютерного зрения (архитектура на основе свёрточных нейросетей, ResNet-50) обучалась распознавать и классифицировать более 50 категорий символов. Точность распознавания на валидационной выборке составила 88,5% [1].
2.      Анализ цветовой палитры. Для каждого рисунка с использованием алгоритмов кластеризации (k-means) вычислялись доминирующие цвета [5].
3.      Анализ метаданных и временная привязка. Каждый рисунок соотносился с учебным годом создания для выявления трендов. Статистическая обработка проводилась с использованием языка программирования Python [2].

Результаты и их анализ.
Анализ данных позволил выявить динамику ключевых символов по учебным годам. В Таблице 1 представлены результаты.

Таблица 1 – Динамика появления ключевых символов в детских рисунках о Родине (по учебным годам, 2017–2025), % от общего числа работ за период

Категория символов

2017–2018

2018–2019

2019–2020

2020–2021

2021–2022

2022–2023

2023–2024

2024–2025

 

Сельские/деревенские образы (малая Родина)

33

32

31

30

30

29

29

29

 

Православные храмы

22

23

25

26

28

29

30

32

 

Государственная символика

35

36

38

39

41

42

43

45

 

Образы героев ВОВ / Блокада Ленинграда

17

17

18

18

19

19

20

21

 

Образы защитников / героев нашего времени (военные, медики, волонтёры)

0

0

0

0

1

2

4

6

 

Тема «Крымская весна» (воссоединение Крыма с Россией)

 

1

1

1

1

1

1

2

4

 

Элементы цифровой среды

2

3

5

6

8

10

12

15

 

Петербургские архитектурные доминанты (всего)

37

38

40

41

43

44

46

48

 

в т.ч. образы Петра I (памятники, исторические сюжеты)

6

7

8

9

10

11

13

15


Примечание: курсивом выделены данные, входящие в состав более общей категории.
Анализ таблицы позволяет сделать следующие выводы:
1.      Стабильность образа малой Родины. Категория «сельские/деревенские образы» демонстрирует незначительные колебания в пределах 29–33%, что свидетельствует об устойчивом фундаменте образа Родины, формирующемся через близкие и конкретные впечатления детства.
2.      Устойчивый интерес к исторической памяти. Категория «Образы героев ВОВ / Блокада Ленинграда» показывает стабильно высокие значения (17–21%) на протяжении всего исследуемого периода. Это подтверждает, что тема Великой Отечественной войны и подвига ленинградцев остаётся смысловым ядром патриотического сознания юных петербуржцев. Рост к 2024–2025 учебному году (до 21%) может быть связан с юбилейными датами и усилением воспитательной работы.
3.      Постепенный рост традиционных символов. Частота изображения православных храмов увеличивается с 22% до 32%, а государственной символики – с 35% до 45%. Рост происходит плавно, отражая естественное усиление внимания к этим темам в образовательной и информационной среде.
4.      Появление и рост количества образов, связанных с современными событиями.
o    С 2022–2023 учебного года в рисунках фиксируется новая категория – «Образы защитников / героев нашего времени (военные, медики, волонтёры)», связанная с темой специальной военной операции, помощью фронту, работой волонтёров и медицинских работников. К 2024–2025 учебному году доля таких работ достигает 6%.
o    С 2023–2024 учебного года появляются рисунки на тему «Крымская весна» (воссоединение Крыма с Россией). Повышение интереса к этой теме в 2024 году (4% в 2024–2025 учебном году) может быть связано с памятными датами.
Эти данные эмпирически подтверждают, что значимые исторические события находят непосредственное отражение в детском творчестве.
5.      Плавное проникновение цифровых элементов. Категория «элементы цифровой среды» показывает постепенную динамику: с 2% в 2017–2018 учебном году до 15% в 2024–2025 году. Это подтверждает гипотезу о том, что цифровая реальность органично входит в картину мира современного ребёнка.
6.      Региональная специфика Санкт-Петербурга.
o    Высокая и плавно растущая доля изображений петербургских архитектурных доминант (с 37% до 48%) подтверждает определяющую роль городской среды.
o    Особый интерес представляет рост образов Петра I (с 6% до 15% от общего числа работ), что свидетельствует об устойчивом интересе к исторической фигуре, олицетворяющей связь с основанием и развитием города.

Заключение
Проведённое авторами исследование, инициированное Лошенковой Е.Е. в рамках конкурсного проекта «Методический фонд детских работ» и реализованное на базе ГБОУ Школа №645, демонстрирует высокий потенциал использования технологий искусственного интеллекта и анализа больших данных в педагогических исследованиях. Разбивка по учебным годам (2017–2025) позволяет отслеживать динамику изменений, фиксировать появление новых символов, отражающих актуальные исторические события, и выявлять устойчивые смысловые ядра.

Особую значимость представляют выявленные тренды:
·         устойчиво высокий интерес к теме Великой Отечественной войны и блокады Ленинграда;
·         появление в 2022 году образов защитников, медиков и волонтёров, связанных с темой СВО;
·         рост интереса к теме «Крымской весны» в 2024 году;
·         усиление внимания к образу Петра I.
На сегодняшний день, полученные в ходе исследования данные, уже находят применение в педагогической практике школы при корректировке содержания уроков и проектной деятельности.

Литература:
1.      Атамухаммедов, Р. Применение сверточных нейронных сетей в компьютерном зрении / Р. Атамухаммедов, И. Атамырадов, Б. Батыров // Вестник науки. – 2024. – Т. 1, № 10(79). – С. 383-386. – EDN QUFJYR.
2.      Васильченко, А. М. Как проводить анализ данных при помощи Python? / А. М. Васильченко // Инновации и инвестиции. – 2023. – № 5. – С. 161-165. – EDN WTVNRF.
3.      Гладких, Валентина Владимировна. Системно-деятельностный подход как методологическая основа гражданско-патриотического воспитания молодежи // Вестник ТГУ. – 2011. – № 4. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistemno-deyatelnostnyy-podhod-kak-metodologicheskaya-osnova-grazhdansko-patrioticheskogo-vospitaniya-molodezhi (дата обращения: 26.02.2026).
4.      Григоренко, Наталья Юрьевна. Положения культурно-исторической теории Л.С. Выготского как базовые методологические аспекты диагностики коммуникативных возможностей детей раннего возраста // Педагогическое образование в России. – 2021. – № 2. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/polozheniya-kulturno-istoricheskoy-teorii-l-s-vygotskogo-kak-bazovye-metodologicheskie-aspekty-diagnostiki-kommunikativnyh (дата обращения: 26.02.2026).
5.      Зимичев, Евгений Андреевич. Пространственная классификация гиперспектральных изображений с использованием метода кластеризации k-means++ / Е.А. Зимичев, Н.Л. Казанский, П.Г. Серафимович // Компьютерная оптика. – 2014. – № 2. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prostranstvennaya-klassifikatsiya-giperspektralnyh-izobrazheniy-s-ispolzovaniem-metoda-klasterizatsii-k-means (дата обращения: 26.02.2026).
6.      Маслов, В.М. Философия визуального поворота: от теории к практике // Философская мысль. – 2019. – № 12. – С. 39-56. – DOI: 10.25136/2409-8728.2019.12.31335. – URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=31335

ВОПРОСЫ И КОММЕНТАРИИ
Система комментирования SigComments
Made on
Tilda