Jan Zeman: Nástup umělé inteligence do škol a co nás čeká

15. 3. 2023
EDUin
IMG_1907-scaled

Nástup umělé inteligence (AI) se společnosti připomněl popularizací nástroje ChatGPT, který využívá toho, že se systém díky analýze 175 bilionů parametrů naučil komunikovat lidským způsobem. Ihned se začaly tvořit první souvislé texty včetně seminárních a slohových prací. Postupem času začali první učitelé šířit své přípravy hodin inspirované vygenerovanými návrhy od umělé inteligence a není překvapením, že takto vytrénovaný model dokáže také hodnotit práci žáků nebo z obsáhlé databáze nabízet matematické příklady podle úrovně řešitele. V takovém případě je čas hledat odpověď na otázku, v jaké míře ovlivní umělá inteligence podobu vzdělávání a koho nebo co může ve škole nahradit či zrušit. 

Kompletní materiál najdete ZDE

text: Jan Zeman
foto: Kateřina Lánská

Shrnutí textu:

  • Modely strojového učení mohou učitele vyděsit, ale lepší, než je zakazovat, je pochopit jejich pozitivní stránky a poučit žáky o těch negativních.
  • V budoucnu se bude hledat hranice v odpovědnosti za výuku mezi strojem a učitelem. Zatím nic nenapovídá tomu, že by učitel ztratil svoji roli, naopak bude umělou inteligencí posílena v podobě zrychlení administrativních úkolů a soustředění se na vzdělávání žáků.
  • Proměna výuky bude potřeba zejména v oblastech, které umělá inteligence zvládá stejně dobře jako člověk a bude důležité posílit dovednosti kritického myšlení, budování vlastní argumentace nebo soft skills v podobě empatie. 
  • Zadání úkolů učitelem se od „napiš”, promění na „dopracuj, kriticky srovnej, ohodnoť nebo najdi nesrovnalost.”
  • Gramotnost v umělé inteligenci se v budoucnu stane rozhodující pro pracovní uplatnění i kvalitu života. Nový nástroj je technologickým ekvivalentem internetu a bude ovlivňovat pracovní trh nebo myšlení lidí.
  • Aktuálně největší očekávání od umělé inteligence směřuje do tvorby adaptivních výukových systémů, automatizace hodnocení pro urychlení práce učitele nebo inspirace učitelů pro plánování výuky. 
  • Nahrazení učitele umělou inteligencí je vysoce nepravděpodobné, protože stroj pro své fungování vyžaduje od studenta neustálé informace, které mu žák nemusí vždy poskytnout. Dovednost žáka v kladení otázek a hledání problému by musela být v takovém případě na úrovni učitele. Stejně tak je pro modely typu ChatGPT problém řešit spory mezi žáky. Učitel také dokáže lépe chápat žáka jako komplexní osobnost a díky tomu plánovat nejvhodnější cíle a strategie výuky. 
  • Někteří učitelé již v současnosti umělou inteligenci v hodinách používají. Model ChatGPT často funguje jako způsob, jak si informace ověřit nebo nad nimi přemýšlet a kriticky je hodnotit, jelikož současný model ne vždy uvádí pravdivé informace. 
  • Možnosti využití AI ve výuce je potřeba intenzivně sdílet mezi učiteli, podobně jako se v období pandemie rozvíjela doporučení, jak si vytvořit se třídou efektivní online prostředí. Jen díky tomu se nestanou učitelé otroky technologie a neztratí autoritu u svých žáků. 

Základní vysvětlení, jak funguje umělá inteligence typu ChatGPT

Lucie Drimlová z brněnského gymnázia Vídeňská ve své prezentaci na setkání Digiday vysvětlila, že současná umělá inteligence nejčastěji pracuje na principu strojového učení. Probíhá to tak, že stroji místo přesného popisu úlohy (jaká slova a styl pro psaní slohu použít), ukážeme příklady úloh (slohových prací), dokud se je stroj nenaučí sám vykonávat. Na základě „trénovacích dat” se tedy stroj naučí psát slohovou práci a k tomu také pochytí, jaký příkaz ho k této činnosti má dovést. Tomuto příkazu se anglicky říká prompt a jejich zvládnutí bude hlavní dovedností pro práci s AI. 

Z tohoto popisu je jasné, že nástroj typu ChatGPT pracuje jen s tím, co už na internetu existuje. Nedokáže vymyslet novou učební metodu, pokud o ní někdo nenapsal internetový článek nebo příspěvek na diskusní fórum. Jedním z nejdůležitějších poznatků pro využívání AI je, že se může mýlit, protože pracuje s pravděpodobností. Tím pádem může tvořit nepravdivé odpovědi a prezentovat je sebevědomě (podobně jako uživatele internetu). Například o historii Přemyslovců nemá ChatGPT tolik údajů jako o druhé světové válce, proto existuje větší šance, že informace nebudou přesné. 

 

Google, přibližný počet výsledků pro Přemyslovci 142 000
Google, přibližný počet výsledků pro Druhá světová válka 2 290 000

 

Základem pro využívání ChatGPT je tedy kritické myšlení a základní znalost systému, jak se k nám odpovědi dostávají. 

Nasvícení zbytečných zadání a strach v podobě zákazů

B. Wiliamson, odborník z centra výzkumu digitálního vzdělávání, začíná jedno z čísel časopisu Learning, Media and Technology slovy, že mít strach z nárůstu podvodů je nesmyslné, neboť umělá inteligence pouze nasvítí nedostatky v požadavcích, které budou učitelé na žáky mít. V budoucnu opakovanou větou bude: „Musíme po žácích chtít takové výstupy a dovednosti, s jakými jim AI nepomůže (nebo její využití nebude efektivnější)”. Se silnější kritikou současného nastavení přichází John Warner v článku Freaking Out About ChatGPT—Part I. Podle něj se konečně prokazuje dlouhotrvající špatný postup, při kterém nechceme po studentech, aby objevovali náročný proces tvorby vlastních textů, a místo toho po nich chceme, aby se chovali jako algoritmus a psali práce, které projdou povrchní kontrolou. Slohové maturitní práce s požadavky na přímou řeč nebo úvaha s kritériem vyjádření vlastního názoru jsou úkolem pro algoritmus. Warner věří, že studenti nejsou líní a chtějí se učit, akorát se musí věnovat činnostem, které má smysl dělat. 

Nevědomost kombinovaná s bezmocí a předsudky vede některé aktéry k odporu proti novým možnostem. V New Yorku je ChatGPT na školách zakázáno. Libor Kubal na přednášce Digiday upozornil na to, že obavy z chytrých nástrojů jsme měli již dříve, ať už se jednalo o kalkulačky, Google, Wikipedii, nebo řešitele rovnic Photomath. Možná jste o aplikaci Photomath neslyšeli, ale věřte, že vaše děti nebo žáci ano.  

zdroj: Photomath

 

Etické aspekty aneb Nenechme děti pouze strojům

Oprávněné obavy směřují k etickým aspektům a požadavkům na využití AI. Materiál Evropské komise zmiňuje nároky na zachování spravedlnosti nebo lidskosti. Lidský přístup představuje limity umělé inteligence ve škole, protože stroj pracuje pouze s daty, která jsou do něj zadaná. Zatím tedy nemůže dosáhnout empatie učitele, který vidí, že se žák s úkolem trápí, bojí se přihlásit o radu nebo se bezradně rozhlíží po třídě, zatímco jeho spolužáci s nadšením plní zadanou aktivitu. Dítě, které v doprovodu umělé inteligence zažije negativní emoce v podobě neúspěchu nebo frustrace, bude z pohledu systému jen nepostupující subjekt, jenž je potřeba zasypat instrukcemi pro další postup. Proto je v dokumentu o etických aspektech obsažen i výčet otázek, který má tato rizika eliminovat:

Otázky na implementaci lidského faktoru a dohledu:

  • Jsou zavedeny postupy, aby učitelé mohli sledovat a zasahovat, například v situacích, kdy je při jednání s účastníky vzdělávání nebo rodiči zapotřebí empatie?
  • Existuje mechanismus, který umožňuje účastníkům vzdělávání nechat se vyjmout ze zpracování umělou inteligencí, pokud jejich obavy nebyly uspokojivě vyřešeny?

Otázky na nediskriminaci a spravedlnost

  • Jsou zavedeny postupy, které zajistí, že využívání umělé inteligence nepovede k diskriminaci nebo nespravedlivému chování vůči kterémukoliv z uživatelů?

Závěr publikace Etické pokyny pro využívání umělé inteligence naznačuje pomocí návodné otázky, jaké oblasti bychom měli při použití AI ve výuce zohlednit. Adaptivní technologie je velmi lákavá a představuje nové možnosti a usnadnění, ale je potřeba nad ní mít dohled. Zejména v oblasti transparentnosti, aby nebyl žák odveden od učitelem očekávaných výsledků a cílů výuky. Dalším důležitým požadavkem je maximální informovanost učitele i žáka o možnostech a limitech AI. Všichni aktéři by měli být neustále informováni, že sociální interakce s AI je simulovaná a není přítomná schopnost cítit nebo se vcítit. 

zdroj: Etické pokyny pro využívání umělé inteligence, Evropská komise, 2022, s. 22

Gramotnost v umělé inteligenci

Podobně jako někteří učitelé neuměli před rokem 2020 nastavit videohovor a vybírat elektronicky domácí úkoly, neumí ani všichni současní učitele používat umělou inteligenci. Nejedná se o lehký úkol, protože v tomto rychle se rozvíjejícím odvětví lze být před žáky opravdu jen o krok napřed. Zadávání příkazů umělé inteligenci, znalost jejího fungování a vědomí o technologických limitech se postupně začne slučovat pod další druh gramotnosti. Urgence orientace v AI stoupá s prostupováním technologie například do internetového prohlížeše Bing dostupného na všech zařízeních windows v prohlížeči Edge. 

Poměrně nově se zavádí v různých státech vědecká gramotnost, digitální gramotnost nebo finanční gramotnost. V oblasti umělé inteligence by gramotnost měla zahrnovat nutný základ, protože ne každý ji bude vyvíjet nebo s ní každodenně pracovat. Miao a Holmes se v knize AI and education: guidance for policy-makers přiklání k tomu, aby občané věděli, jaký dopad může AI mít, co AI dokáže a nedokáže, kdy je její využití užitečné, kdy by mělo být zpochybňováno a jak může AI pozitivně ovlivnit náš život. 

Inspirací pro Českou republiku, kde se právě pracuje na novém RVP základního vzdělávání, je doporučení k umístění této gramotnosti do nadřazené digitální kompetence. Tím pádem nevznikne další kategorie, která by komplikovala orientaci a zároveň bude možné znalosti a dovednosti rozvíjet napříč předměty, protože kromě technické stránky má umělá inteligence vliv i na další oblasti lidského života. Znalosti o umělé inteligenci také silně ovlivňují v budoucnu probírané učivo a výukové strategie, jak upozorňuje Christopher Dede z Harvardu:

Trik ohledně umělé inteligence spočívá v tom, že potřebujeme změnit činnosti, k jakým v současnosti lidi připravujeme. Pokud budeme učit žáky postupy, které zvládne AI, tak je připravujeme na prohraný boj s technologií. Když budeme žáky podporovat v oblastech, které umělá inteligence nezvládá, tak budeme vždy napřed. Umělá inteligence tedy zvyšuje laťku vzdělávání. 

Chris Dede pro podcast The Harvard EdCast

Umělou inteligenci lze přirovnat k navigaci GPS. Nelze se podle ní stoprocentně orientovat, protože každý z nás má zkušenost, že někdy skončil při řízení v pěší zóně nebo na turistické stezce. Podobně jako se musí u GPS sledovat, kdy nás začne nesmyslně navigovat, bude potřeba u AI posuzovat, jestli nám nedodává špatné informace. 

Na gramotnost v umělé inteligenci se také vážou dovednosti, o kterých mnoho z nás dosud neví. AI jde učit vlastní příkazy podle jednoduchých nástrojů, existují kouzelné příkazy, které začnou tvořit tabulky nebo obrázky a vzájemným propojením technologií můžeme například navrhnout produkt, vygenerovat k němu reklamní video, napsat text, který nám načte počítač atraktivním hlasem pro naše zákazníky. Tím pádem může znalost AI v budoucnu určit náš kariérní potenciál, a pokud bude tento aspekt ve vzdělávání zanedbán, tak hrozí vznik nového znalostního kapitálu, který bude rozdělovat žáky na perspektivní a znevýhodněné, pokud jej nebude všem předávat škola a místo toho tato dovednost bude získávána od vzdělaných rodičů. Zkušený uživatel může například prodávat zajímavá trička

Náhrada, nebo pomocník učitelů?

Laik i učitel s nedostatkem informací může propadnout panice při generování první přípravy hodiny na téma „práce s textovým editorem” v předmětu informatika. 

Jan Zeman: Jsem učitel. Vytvoř mi prosím přípravu hodiny v předmětu informatika na téma textový editor pro žáky 5. třídy základní školy. Příprava by měla obsahovat cíle hodiny a příklady aktivit pro žáky. 

ChatGPT: 

Předmět: Informatika

Téma: Textový editor

Cíle hodiny:

  • Seznámit žáky s možnostmi a funkcemi textového editoru.
  • Naučit žáky vytvářet a editovat textové dokumenty v programu.
  • Ukázat žákům, jak používat základní nástroje programu pro úpravu textu.

Aktivity pro žáky:

  • Úvodní diskuse
    • Co je textový editor a k čemu se používá?
    • Jaké textové editory znají?
  • Základní prvky textového editoru
    • Žáci se seznámí s prostředím programu a základními prvky, jako jsou menu, lišty nástrojů a okno editoru.
    • Ukážeme, jak vytvořit nový dokument a uložit ho.
  • Formátování textu
    • Žáci se naučí základní formátování textu, jako jsou písmena, odrážky a odsazení.
    • Ukážeme, jak používat klávesové zkratky pro rychlé formátování.
  • Grafické prvky
    • Žáci se naučí vkládat do dokumentu obrázky a grafiku.
    • Ukážeme, jak upravovat obrázky v programu.

Úkol:

Žáci vytvoří krátký textový dokument na zadané téma a upraví ho podle pokynů učitele.

Během práce na úkolu mohou využít naučené nástroje a techniky.

Shrnutí a závěr

Diskuse o tom, co se žáci naučili.

Zhodnocení, jak mohou textový editor použít ve svém každodenním životě.

Jan Zeman: Zapomněl jsem na skupinovou aktivitu. Mohl bys mi vymyslet jednu skupinovou aktivitu pro tuto hodinu v prostředí dokumentů Google?

ChatGPT: Samozřejmě! Zde je návrh skupinové aktivity pro hodinu vyučování textového editoru s využitím dokumentů Google: 

Rozdělte žáky do skupin po 2 až 3 lidech. Každá skupina dostane přidělenou téma pro textový dokument (například „Můj nejoblíbenější film“ nebo „Co bych si přál/a, aby se změnilo ve světě“). Každá skupina vytvoří společný textový dokument Google a zapojí se do spolupráce na dokumentu. Můžou se inspirovat otázkami, které jim učitel položí k tématu, a společně diskutovat, co by do dokumentu mohli napsat.

Každá skupina bude pracovat na svém dokumentu po dobu 10–15 minut, přičemž se budou snažit využít různé funkce dokumentu Google, jako jsou například styly textu, obrázky a odkazy.

Poté, co skupiny dokončí své dokumenty, budou je moci sdílet s ostatními třídními kolegy pomocí odkazu. Každá skupina bude moci prezentovat svůj dokument před ostatními.

Shrnutí a závěr:

Žáci se budou snažit porovnat, jaké nástroje a funkce jim při práci na dokumentu pomohli.

Diskuse o tom, jak by dokument Google mohl pomoci s komunikací a spoluprací v týmu.

 

Spíše než k nahrazení učitele dojde k zefektivnění jeho práce. Evropská komise ve svém dokumentu Etické pokyny pro využívání umělé inteligence a dat ve výuce obhajuje roli učitele i přes nástup AI. Strojové učení nabízí učitelům pomoc v těchto oblastech:

 

Příklady využití umělé inteligence a dat ve vzdělávání (Evropská komise, 2022)
Výuka studentů
Inteligentní výukový systém Účastník vzdělávání postupuje krok za krokem a dostává individuální instrukce nebo zpětnou vazbu, aniž by byl vyžadován zásah učitele.
Dialogové výukové systémy Účastník vzdělávání postupuje krok za krokem podle úkolů prostřednictvím konverzace v přirozeném jazyce s AI. Pokročilejší systémy se mohou automaticky přizpůsobovat úrovni zapojení, aby účastníka vzdělávání motivovaly a udržely ho u úkolu.
Podpora studentů
Výzkumná (badatelská) vzdělávací prostředí Účastníkům vzdělávání je nabízeno několikero forem, které jim pomáhají určit si vlastní cestu k dosažení vzdělávacích cílů
Formativní hodnocení žákova psaní Účastníci vzdělávání dostávají pravidelnou automatickou zpětnou vazbu ke svým písemným pracím/úkolům.
Podpora učitele
Souhrnné hodnocení písemných prací, bodování esejí Umělá inteligence se používá k automatickému hodnocení a známkování písemných prací účastníků vzdělávání. Techniky umělé inteligence a strojového učení identifikují prvky, jako je jazykový úzus, gramatika a větná stavba, a poskytují zpětnou vazbu.
Asistenti pedagoga využívající umělou inteligenci Agenti umělé inteligence nebo chatboty poskytují odpovědi na běžně kladené otázky účastníků vzdělávání s jednoduchými instrukcemi a pokyny.  Postupem času je systém umělé inteligence schopen rozšířit škálu poskytovaných odpovědí a možností.
Doporučení pedagogických zdrojů Doporučovací systémy umělé inteligence se používají k doporučování konkrétních vzdělávacích aktivit nebo zdrojů na základě preferencí, pokroku a potřeb každého studenta.
Podpora systému – Umělá inteligence pro podporu diagnostiky nebo plánování celého systému
Vytěžování vzdělávacích údajů pro účely přidělování zdrojů Školy shromažďují údaje o studentech, které jsou následně analyzovány a využívány k plánování toho, jak nejlépe rozdělit dostupné zdroje mezi jednotlivé úkoly, např. vytváření třídních skupin, přidělování učitelů, sestavování rozvrhu a upozorňování na studenty, kteří mohou potřebovat další podporu při učení. 
Diagnostika potíží s učením  Pomocí analytiky učení se měří kognitivní dovednosti, jako je slovní zásoba, poslech, prostorové myšlení, řešení problémů a paměť, a používají se k diagnostice problémů s učením, včetně skrytých příčin problémů, které učitel odhalí jen těžko, ale které lze pomocí systémů umělé inteligence rozpoznat včas. 

 

Inteligentní výukový systém 

Individualizované učení pomocí AI si můžeme představit jako digitální kurzy, které v sobě mají velké množství úloh a technologie umí na základě odpovědí žáka rozpoznat jeho úroveň a postupně ji rozvíjet. Dále je v tomto systému nahrána spousta metod, jak látku žákovi popsat a stroj je umí propojovat a upravovat podle potřeby. Postupem času bude jednodušší vytrénovat si vlastní model ve stylu ChatGPT. Do jednoho prostoru půjde koncentrovat učebnice, požadavky RVP a ŠVP, učební úlohy z různých zdrojů a vytvořit tak prostředí pro rozvoj studenta přizpůsobené jeho úrovni a tempu. Nejedná se o náhradu učitele, pouze je usnadněna práce v propojování úrovně žáka a rešerše vhodných cílů, metod a úloh. Musíme být připraveni, že se v blízké době objeví spousta komerčních aplikací jako Solve Mate nebo Blutick

Švýcarský nůž pro kreativního učitele i učitele v nouzi

Představu o potenciálu využití chatovacího modelu ChatGPT nám může poskytnou příručka ChatGPT pro učitele od Andrewa Herft (překlad M. Petrová, AI dětem). Podobných příruček vychází v poslední době více, například ChatGPT for Higher Education and Professional Development: A Guide to Conversational AI od S. Atlase. Příručky připomínají knihy pro programátory, kde byly napsány řádky kódu pro správný chod aplikací či webů včetně vysvětlení jejich funkce. Podle příručky ChatGPT pro učitele může učitel využít ChatGPT po zadání příkazu na následující aktivity:

 

  • Vytváření příběhů a her pro lepší zapamatování látky – „Snažím se lépe porozumět [arabsko-izraelskému konfliktu]. Vytvoř kreativní dobrodružnou textovou hru, v níž mě vyzývej, abych si vybral/a jednu z možností, než přejdu k další části příběhu.“ 
  • Generování myšlenkových map.
  • Zadávání adaptivních úloh – „Snažím se zlepšit v počítání. Polož mi matematickou otázku a pokračuj v pokládání adaptivních otázek, abych se zlepšil/a.“
  • Vytváření výukových plánů na míru – „Vytvoř plán hodiny na [probírané téma], který bude zahrnovat různé aktivity a úkoly a zohlední následující odstavec, ve kterém stručně popíšu dovednosti a znalosti žáků. [odstavec]“. 
  • Navrhování úloh s rozmanitými výukovými strategiemi pro všechny typy žáků –  „Vytvoř seznam 5 výukových strategií, které umožní zapojení žáků různých úrovní v hodině pro [vyučovaný koncept].“ 
  • Zadávání skupinových úloh se zapojením každého člena skupiny – „Vytvoř skupinové zadání pro [8.] třídu na téma příčin [americké občanské války], které vyžaduje plnou účast každého člena skupiny.“ 
  • Tvorba materiálů do hodiny – prezentace, pracovní listy, slovníčky pojmů a další pomůcky propojené se vzdělávacími cíli – „Vytvoř v markdown osnovu lekce obsahující vzdělávací cíle, kreativní aktivity a kritéria úspěšnosti do hodiny [informatiky] na téma [strojové učení s učitelem] pro žáky [5.] ročníku.“ (pozn. EDUinu: Zde je vidět, jak pokročilý musí učitel v zadávání být, aby dosáhl přesného výsledku. Při chybném zadání může dostat výsledky na jiné téma nebo pro jiný ročník).
    • Porovnání správných a špatných řešení – „Napiš dvě příkladové eseje na [téma], jedna z nich by byla ohodnocena známkou jedna a druhá známkou pět.“
    • Asistence s vyhodnocováním učebního pokroku „Vytvoř kvíz s 5 otázkami                a s možností více odpovědí, který ověří porozumění [probranému tématu].“
  • Ověřování porozumění a opakování – „Vytvoř otázku, pomocí které půjde zhodnotit, jak žák porozuměl [pojmu] v [předmětu].“ nebo „Vytvoř kvíz na [téma] pro hodinu [předmět] v [X.] ročníku.“
  • Inspirace pro formativní hodnocení a sebehodnocení – „Vytvoř aktivity formativního hodnocení pro žáky střední školy na téma [kvadratické rovnice].“ nebo „Vytvoř sebehodnoticí úlohu pro hodinu [češtiny] [9.] ročníku na téma [proces psaní].“

Text byl zkrácen. Kompletní materiál najdete ZDE

Našli jste v článku chybu? Napište nám prosím na korektor@eduin.cz.

logo-author
Našli jste v článku chybu? Napište nám, prosím, na korektor@eduin.cz.
 

Mohlo by Vás zajímat

Listovat všemi články