:format(webp)/nginx/o/2025/03/11/16708448t1ha471.jpg)
Tegelikult on see muidugi veidi liialdus, et klassi ette astub tehisintellekt, kuid kindlasti saab seda teha kunstmõistus koos õpetajaga, mille puhul Oulu ülikooli teadlaste töörühm avastas, et mõistlikult rakendades saab tehisintellekti väga hästi ära kasutada sellise keerulise reaalaine nagu füüsika õpetamisel.
Kujuta ette klassiruumi, kus tehisintellekt (AI ehk eesti keeles TI) ei asenda õpetajat, vaid toimib tema nutika partnerina, aidates märgata hetki, millal õpilased eksivad, kahtlevad või lihtsalt vajavad õiget suunda. Oulu teadlased on loonud tehisaru agendi nimega MAI, mis ei jaga lihtsalt õpikust leitavaid vastuseid, vaid suunab õpilasi mõtlema ja koostööd tegema.
Kuidas võiks selline lähenemine muuta kogu õppimist? Oulu ülikooli teadlased eesotsas professor Sanna Järvelaga räägivad, kuidas nad näevad tehisaru tulevikku hariduses. Teadlaste uurimisgrupis osalesid veel Joni Lämsä, Justin Edwards ja Marta Sobocinski.
Mis on hübriidintellekt ning kuidas see tasakaalustab tehisaru ja inimese mõtlemist, et parandada õppimise tulemusi?
Hübriidintellekt ühendab TI ja inimeste koostöö, võttes mõlemast parima osa. See erineb tavalisest tehisintellektist, mis üritab inimese eest ülesandeid ise lahendada ja täita.
Näiteks meie loodud MAI jälgib pidevalt õpilaste rühmade õppeprotsessi ja annab märku, kui tajub takistusi. Siis saavad õpilased ja vajadusel ka õpetajad oma lähenemist kohandada.
/nginx/o/2025/03/11/16708542t1hd9b7.jpg)
MAI suudab analüüsida koostöö erinevaid näitajaid, näiteks kas õpperühm (klass) on füüsika mingi teema suhtes segaduses või ei oska ülesannet väiksemateks osadeks jagada.
Kuid TI ei taju siiski alati konteksti ja inimloomuse nüansse, mistõttu vajab see õpetajate abi, et määrata, millised näitajad on klassiruumis tegelikult olulised.
Millised on peamised väljakutsed MAI-sarnase tehisaruga hübriidintellekti lisamisel haridusse?
Tehnilised väljakutsed tekivad siis, kui TI viiakse arvutipõhistest õpikeskkondadest päris klassiruumi, kus enamik õppetegevusest toimub inimestevahelise suhtlusega.
Tehisintellekt on juba pikka aega olnud edukas individuaalsete kognitiivsete oskuste, nagu näiteks lugemise ja matemaatika arendamisel. Kuid MAI on unikaalne, sest see toetab just koostööpõhist õppimist ja sekkub ainult siis, kui rühm jääb hätta.
Lisaks esineb muidugi ka eetilisi väljakutseid: milliseid andmeid koguda, kuidas neid töödelda ning kuidas tagada, et TI toetaks õpilaste iseseisvat mõtlemist ega asendaks seda. Samuti on oluline, et nii õpetajad kui õpilased mõistaksid tehisaru tööpõhimõtteid, piiranguid ja võimalusi.
Selliste probleemide lahendamine nõuab eri valdkondade ekspertide koostööd. Ilma teadlaste, õpetajate ja koolide osaluseta ei ole võimalik leida tõeliselt toimivaid lahendusi.
Kuidas tehisaru muudab õpetaja rolli klassiruumis? Kas see jääbki lihtsalt õpetaja assistendiks või on oodata suuremaid muutusi?
MAI täiendab õpetaja tööd, aidates neil rohkem keskenduda pedagoogilisele poolele. Kui katsetasime MAId päris klassiruumis, leidsid õpetajad, et see aitab tõesti õpilasi õigel teel hoida ka siis, kui õpetajal endal ei ole võimalik igaüht korraga jälgida.
/nginx/o/2025/03/11/16708526t1h2c76.jpg)
Kui kiiresti õpilased kohanevad tehisaru abil õppimisega? Kas on mingeid tegureid, mis mõjutavad seda, kui hästi see õnnestub?
Õpilased kohanevad üllatavalt kiiresti. Uurisime nende arengut viie nädala jooksul, et näha pikaajalist mõju.
Tänapäeva õpilased on juba harjunud erinevate sedalaadi tööriistadega nagu ChatGPT, mis pakuvad kohe vastuseid. See aga võib muuta õppijad passiivseteks. MAI aga nõuab, et õpilased ise pingutaksid ja õpiksid oma vigadest.
/nginx/o/2025/03/11/16708525t1h8b6d.jpg)
Siiani on uuringuid tehtud vaid ühes Oulu koolis, mistõttu demograafiliste tegurite mõju ei ole veel täpselt teada.
Kas tehisaru on rohkem kasulikum õpetajale või õpilasele? Kas see vähendab õpetaja töökoormust või parandab rohkem õpilaste õpitulemusi?
MAI töötab hästi mõlemat pidi. See pole ainult õpilastele suunatud tööriist, vaid aitab ka õpetajatel keskenduda neile rühmadele, kes tõesti vajavad abi, samas kui ülejäänud õpilased saavad MAI juhiste abil iseseisvalt edasi liikuda.
Kuidas tagada, et tehisintellekt toetaks õppimist ega asendaks kriitilist mõtlemist?
Eetilised küsimused on muidugi pidevalt olulised.
On teada, et TI võib vähendada õpilaste pingutusi, sest see annab neile ette valmis vastuseid. Selle vältimiseks olemegi disaininud MAI nii, et see ainult suunab ja motiveerib õpilasi edasi liikuma, mitte ei lahenda ülesandeid nende eest.
Millised on järgmised sammud MAI arendamisel? Kas seda saab kasutada ka muudes ainetes peale füüsika?
Kuigi oleme seni keskendunud füüsikaõppele, ei ole MAI piiratud ainult selle ainega. Lahendus lubab seda kohandada ka teiste õppeainete jaoks.
Kuna esimesed katsed Oulu koolides on olnud positiivsed, liigume edasi eesmärgiga laiendada MAI kasutusvõimalusi ja arendada seda osana suuremast hübriidintellekti uurimisprogrammist Oulu ülikoolis.
Tehisintellekt hariduses ei ole seega enam kauge tulevik, vaid üsna käegakatsutav tegelikkus. Kui suudetakse leida tasakaal inimliku õpetamise ja tehnoloogia vahel, võib tehisintellekt olla väärtuslikuks partneriks igas klassiruumis.
/nginx/o/2025/03/11/16708528t1hd65c.jpg)
/nginx/o/2022/02/01/14340839t1h5277.jpg)
Tehisintellekt, mis ei anna vastuseid, õpetab mõtlema.
Soome keskastme kooli õpilased leidsid, et hübriidtehisaru agent MAI toetab päris hästi nende füüsikaõpinguid, aidates iseseisvalt probleeme lahendada.
Ritaharju üldhariduskooli 12- ja 13-aastased õpilased õppisid kuu aega füüsikat õpetaja juhendamisel ning MAI toel ja andsid sellele õppeagendi kohta positiivset tagasisidet.
Õpilased märkisid, et MAI ei anna küll ühele ülesandele otseseid vastuseid, vaid aitab küsimusest paremini aru saada, mis omakorda parandas õpitava materjali meeldejätmist.
MAI katseprojekti tagasiside näitas, et õpilased ja õpetajad tunnetasid tehisaru agendi kasulikkust. MAI töötas rühmatöödes assistendina, aidates 3–4 õpilasest koosnevatel töögruppidel ülesandeid paremini mõista ja lahendada.
Õpilased märkisid, et MAI abiga said nad personaalsemat tuge ning arutasid tunnis teemasid rohkem läbi kui tavaliselt. Samuti aitas MAI parandada rühmatöö kvaliteeti, tuues esile, kui keegi grupis jäi maha, mis omakorda tõi kaasa rohkem koostööd.
Füüsikaõpetaja sõnul võtsid õpilased tehisaru agendi pärast esmast üllatust hästi omaks ja mõistsid kiiresti, et see ei anna neile ette valmis vastuseid. Lisaks kiideti MAI suunavat funktsiooni, mis aitas paremini mõista küsimusi ja arendada iseseisvat mõtlemist.
Katseprojekt jätkub edasiste uuringutega, et kujundada uut tööriista õppimist arendama ilma inimlikku loovust ja mõtlemist asendamata.
Oulu ülikoolil on tugev tehnoloogiline taust masinõppe ja arvutinägemise alal ning seal on ka kõrgel tasemel õpetajakoolituse keskus. Lisaks teeb ülikool koostööd paljude tipptasemel tehnoloogiaettevõtetega.
Allikad: Oulu ülikool / Phys.org