Tehisaru muudab õppimist ja õpetamist

Eesti koolisüsteem on 2022. aasta PISA-testide järgi Euroopa parim. Meie riigi haridus on maailma absoluutses tipus. Sel puhul on paslik küsida, kas üldse tasub midagi muuta? Siiski, Eestis on üha süvenenud professionaalsete õpetajate puudus. Selles olukorras tundub ahvatlev kasutada tehisaru, mis on alati olemas ja valmis õppijaid toetama. Kas tehisaru toob revolutsiooni haridusse? Kas tehisaru kaasamine tagab hea hariduse igale lapsele?

Kas parem kui tavaõpe?

Tehisarust rääkides peab märkima, et enne ChatGPT käikulaskmist 2022. aasta novembris kasutati tehisintellekti hariduses peamiselt personaalõppes. Juba alates 1960. aastatest on unistatud õppimist toetavatest intelligentsetest tuutorsüsteemidest. Sellised masinõppel põhinevad adaptiivõppesüsteemid teavad täpselt, milline on õppija teadmiste tase, pakkudes talle jõukohaseid ülesandeid, teste ja juhendamist. Individuaalsete õpisüsteemide arendust hoogustasid 1980. aastate alguses Benjamin Bloomi doktorantide tehtud katsed, mille järgi saavad õppijad teadmisi mõõtvates testides palju paremaid tulemusi, kui nad õpivad üks ühele tuutori käe all, mitte tavalises ühe õpetajaga klassis. See on ootuspärane ja loogiline: kui õpetaja saab täiel määral keskenduda ühele õpilasele, saab ta anda just seda tagasisidet, mida on sellel õpilasel tarvis. Adaptiivsete õpisüsteemide loomise maraton algas 1990. aastatel ja on kestnud tänini.

Nagu Bloomi doktorantide katsete järgi saavad õppijad ka intelligentsete tuutorsüsteemide korral ainetestides paremaid tulemusi kui tavaklassis õppijad. Masinõppel põhinevad tuutorid võimaldavad aineteadmisi tõhusalt ja kiiresti omandada, sest nendel süsteemidel on mõningaid õppimisteadustel põhinevaid omadusi, mida traditsioonilisel klassiruumiõppel tavaliselt ei ole. Näiteks saavad õppurid iseseisvalt õppida omas tempos ja just siis, kui see neile kõige paremini sobib, õpitakse n-ö lähima arengu tsoonis (ingl zone of proximal development), programmid pakuvad õigel määral tuge (scaffolding) ja ajakohast tagasisidet, teadmisi omandatakse väikeste õpiampsude hajutatud kordamise teel (distributed learning) jms.

Kahjuks võrdlesid nii Bloomi doktorandid kui ka intelligentsete tuutorsüsteemide loojad oma tulemusi traditsioonilise õppe omadega, kus õpetaja annab lastele teadmisi, et nad edukalt kontrolltöö, lõpueksami või PISA-testi sooritaksid. Selle asemel et niisuguses tunnis istuda, oleks vähemalt osale õppijatele kasulikum õppida iseseisvalt mõne adaptiivõppeprogrammi abil. Nõnda hoiaksid nad kokku väärtuslikku aega, õppimaks endale huvitavaid ja kasulikke asju. Siin on aga kaks aga.

Enesejuhitud õppimine

Esiteks, iseseisev õppimine toimib ainult juhul, kui lapsel on vajalikud enesejuhtimise oskused. Eesti haridusfoorumi kaugõppeuuringute järgi oli koroonapandeemia puhkedes iseseisvaks õppeks valmis veidi üle kolmandiku õppijatest, kes tundsid end kaugõppes paremini kui tavakoolis. Neid iseloomustas peamiselt hea enesejuhtimisoskus, mis väljendus näiteks oskuslikus ajaplaneerimises, võimes seada ja saavutada eesmärke, positiivses suhtumises iseendasse, tugevas enesemotivatsioonis ning võimes tähtaegadest kinni pidada. Väljaarenemata enesejuhtimisoskustega õppurid tegid töid lohakalt või jätsid tegemata, neile oli omane nõrk õpimotivatsioon ja enesehinnang, kehvad tulemused, stress, suutmatus aega planeerida ning vajadus välise toe järele. Justnimelt oskus ennast juhtida on teadusuuringute põhjal hädavajalik iseseisvaks õppeks, näiteks arvuti abil.

Teiseks: enam ei ole hariduse ainuke ja peamine eesmärk omandada aineteadmisi. Milline on hea nüüdisharidus, mida iga laps väärib? Üks praeguse kooli eesmärke on valmistada laps ette elukestvaks õppeks. Muidugi läheb kõikidel koolilõpetajatel vaja põhiteadmisi, mille alusel mõelda ja millele järgmisi teadmisi laduda. Kuid järjest olulisemaks saavad ka iseseisvat mõtlemist ja õppimist toetavad üldpädevused, nagu enesejuhtimisoskus, metakognitsioon ja õpioskused. Parafraseerides ühe uuendusmeelse kooli õppejuhti: oleme õnnelikud, kui koolist lahkuvad heade õpioskustega lapsed, kes ilmtingimata ei tea peast täpset Ümera lahingu kuupäeva. Niisamuti on ajakohase hariduse eesmärk tagada lapse heaolu, oskus terveid suhteid luua ja iseendaga toime tulla. Enamiku üldpädevuste jaoks on tähtis osaleda elulistes ja koostöistes situatsioonides.

Uuendusmeelsed koolid

Haridusteadlased on üle nelja aastakümne toetanud sotsiaalkonstruktivistlikku õpiteooriat, mille kohaselt on õppimine sotsiaalne ja aktiivne protsess. Aktiivset ja sotsiaalset õpet peabki tegema koostöös teiste õppijatega, mitte üksinda arvuti taga istudes. Selline õpe käib juba edukalt nii mõneski Eesti uuendusmeelses koolis.

Liina Kersna ja selle artikli autor on teinud nelja kooli esimeses kuni kuuendas klassis vaatlusi, mille põhjal võib väita, et nendes õpperühmades on esindatud enamik kaasaegse õpikäsituse ja enesejuhitud õppe elementidest. Nendes era- ja munitsipaalkoolides ei vala õpetajad teadmisi õpilastele pähe. Veel enam, nad ei õpeta minutitki klassi ees! Lapsed õpivad etteantud õpijuhiste järgi nii iseseisvalt kui ka koostööd tehes. Nad määravad ise oma tööde järjekorra ja ajakava, lepivad kaaslastega kokku rühmatöö ajad ning kontrollivad ja analüüsivad iseseisvalt oma õpitulemusi. Õpetaja aeg kulub õppijate üks ühele juhendamisele. Õpetaja on koots (coach), kes suulises vestluses peegeldab õppijale tema arengut ja aitab tal jõuda sügavamale arusaamale, samal ajal arendades õppija suulist eneseväljendust, sotsiaalseid oskusi, enesejuhtimist ja emotsionaalset intelligentsust. Selliste klasside õppijad on pidevalt töös, tugeva õpimotivatsiooniga ja üksteist toetavad tõelised tuleviku Eesti kasvandikud.

Ühe uurimuses osalenud kooli õpetaja on meile antud intervjuus nentinud: „Lastel on nii palju rohkem võimalusi abi saamiseks ja mõistmiseks, kui neid ei ole ära rikutud sellega, et pikalt omaette pusimine ja abi vajamine on halb, see tähendab, kui ei ole ajasurvet, et asjaga peab kiiresti edasi jõudma.“ Meie uurimistöö eesmärk on jagada nende koolide kogemusi, et teised õpetajad saaksid uudseid meetodeid rakendada. Senimaani võivad õpetajatele toeks olla nii adaptiivõppeplatvormid kui ka näiteks veebipõhised kursused ja teised haridustehnoloogilised lahendused. Ent praegu räägime tehisarust laiemalt kui õpiprogrammide kontekstis. Kuidas sobitub loomevõimeline tehisaru nüüdisaegsesse haridusesse?

Õpetajate isiklik abiline

Kuigi adaptiivõppeplatvormid ei ole pärast ChatGPT tulekut kuhugi kadunud, räägitakse praegu hariduse kontekstis peamiselt loomevõimelisest tehisarust (generative AI). Uusimad mudelid (GPT-4, Claude 3.5 jt) suudavad elegantselt lahendada PISA-teste ja matemaatika riigieksami ülesandeid ainuüksi testist tehtud foto abil, luua ladusaid kirjandeid ja luuletusi, kirjutada koodi jpm. Sellised vahendid tekitavad küsimuse: milleks üldse midagi õppida, kui tehisaru oskab kõike?

Tegelikult on olukord hariduse jaoks märksa positiivsem. Õpetajate esmaülesanne on veenduda, et nende antud kodutöid ja ülesandeid ei saaks lahendada tehisaru abil, et nad oleksid tehisarukindlad, kuid sel moel võib jõuda palju tõhusamate õppemeetoditeni. Alustuseks soovitame mõelda, millised ülesanded ja meetodid toetavad aktiivset ja enesejuhitud õppimist. Kuidas saaks panna õpilasi koostöiselt teemadega töötama, väikseid projekte tegema ja võtma vastutust oma õppimise eest? Selles võib aidata küsimine, milliseid üldpädevusi soovitakse lastes arendada.

Seega võiks öelda, et loomevõimeline tehisaru aitab kiiremini nüüdisaegse õpikäsituse poole liikuda! Koroonapandeemia ajal olid koolid üleöö sunnitud minema üle kaugõppele, nüüd on õpetajad poolsunniviisil sattunud olukorda, kus ainuke lahendus on rakendada ajakohast õpikäsitust. Meie uuringust selgus, et 35% Eesti üldhariduskoolide õpetajatest on hakanud pöörama rohkem tähelepanu õpilaste kriitilise mõtlemise arendamisele. Kuigi ainult 16% õpetajatest on proovinud muuta ülesandeid tehisarukindlaks, näiteks loobunud kirjalikest kodutöödest, on seegi suundumus positiivne. Ligi neljandik õpetajatest on kasutanud tehisaru õppe osana, näiteks selleks, et tehisaru ennast õpilastega koos tundma õppida või selle abil õpilaste analüüsivõimet arendada; 17% õpetajatest on selgemalt läbi mõelnud, millistes ülesannetes võib tehisaru kasutada ideede genereerimiseks ja info otsimiseks ja millistes mitte. Kahjuks ei ole 57% õpetajatest veel mõelnud, kuidas tehisaru kaudu õppimist toetada.

Hoopis teisiti on lugu õpetajate enda vajadustega. Kevadel tehtud uuringu järgi kasutab 72% üldhariduskoolide õpetajatest loomevõimelist tehisaru (peamiselt ChatGPT tasuta versiooni), selleks et lihtsustada oma erialaseid ülesandeid. Näiteks koostavad õpetajad niimoodi ülesandeid, teste ja kontrollküsimusi, uurivad mitmesuguseid õppemeetodeid ja diferentseeritud ülesandeid. Peale selle valmistatakse ette töötubasid, koostatakse jõulukontserdi stsenaariumi ja vastatakse lastevanemate e-kirjadele eriti juhul, kui vanemate emakeel ei ole eesti keel. Nii et ühtepidi säästab tehisaru ülekoormatud õpetajate aega ja energiat, teistpidi sunnib neid uuendama oma õppemeetodeid.

Pääsetee passiivsusest

Mitme teadustöö põhjal suurendab loomevõimelise tehisaru kasutamine töötajate produktiivsust. Siiski ei ole tehisaru kasu kõigile võrdne. Vastupidi intuitsioonile saavad tehisarust kasu eelkõige algajad, mitte kogenud töötajad. Hiljutine katse tõestas, et tehisaru aitab alustavatel klienditeenindajatel jõuda kiiremini samale tasemele kogenenud kolleegidega, sest paraneb nende produktiivsus ja vestluste kvaliteet. Samal ajal oli tehisarul vähene või isegi vastupidine mõju ekspertide tööle. Seda laadi uuringute tulemus on sarnane: tehisarust saavad rohkem kasu algajad; ent kui kogenud töötajad toetuvad ülemäära tehisarule, halveneb nende töö kvaliteet.

Tehisaru mõjul ühtlustub algajate ja kogenud töötajate tase. See on hoiatus haridusvaldkonnale. Kuna tehisaru koostab oma allikates leiduvate teadmiste põhjal enamasti kõige levinuma vastuse, on keskpärasus temasse kodeeritud. Kui toetuda tehisarule passiivselt, ühtlustuvad teadmised ja oskused. Uuringute põhjal muudab tehisaru tarvitus õppurite töö üheülbalisemaks, võrreldes olukorraga, kus õppijad töötavad ülesannetega iseseisvalt.

Tehisaru kasutamise passiivsusest võivad päästa head enesejuhtimisoskused, kriitiline mõtlemine, meediapädevus ning teadmised, mille põhjal osatakse esitada sügavamaid ja täpsemaid küsimusi. Näiteks on keeruline luua tehisaru abil arvutimängu, kui küsijal puuduvad alusteadmised, mille põhjal tehisarult küsida õiget programmijuppi ja visuaalse disaini elemente. Samuti on kasutajatel vaja eelteadmisi ja kriitilist mõtlemist, kontrollimaks võimalikke faktivigu tehisaru vastustes. Kokkuvõttes võib öelda, et loomevõimelisel tehisarul on potentsiaal toetada nii õpetajat kui ka õppurit, kui rakendada teda sihikindlalt ja mõtestatult.

Mis juhtub, kui Eesti hariduse edukust ei uurita enam PISA-testide, vaid näiteks õppija enesejuhtimisoskuste, heaolu ja emotsionaalse intelligentsuse kaudu? Tehisaru abil võib omandada aineteadmisi, aga üldpädevuste arendamiseks on vaja aktiivset ja koostöist õpikeskkonda. Selleks et edetabelite tipus püsida, tuleb Eesti maailmatasemel haridust kiiresti ja korrakindlalt ajakohastada. Koolid ja õpetajad, kellelt õppida, on meil juba olemas.

Kristjan-Julius Laak (1991) on Tartu ülikooli arvutiteaduse instituudi tehisintellekti nooremteadur. Doktoritöös uurib personaalõppes kasutatavaid tehisarualgoritme.

Artikkel on ilmunud ajakirja Horisont augusti-septembri numbris.