Περίληψη Άρθρου:

Ο καθηγητής φυσικής Daniel Thompson χρησιμοποιεί έναν βοηθό AI που ονομάζεται Origin για να ενισχύσει τη διδασκαλία του στην Ακαδημία Ron Clark στην Ατλάντα. Το AI, που σχεδιάστηκε από τον επιστήμονα της πληροφορικής Satya Nitta, στοχεύει στην υποστήριξη των εκπαιδευτικών αντί να τους αντικαταστήσει. Διάφορα εργαλεία AI όπως το ChatGPT και το Khanmigo αναπτύσσονται για να βοηθήσουν στην εκπαίδευση, προσφέροντας εξατομικευμένες αλληλεπιδράσεις και βοήθεια. Ενώ το AI έχει πλεονεκτήματα στη διδασκαλία, η παρακίνηση των μαθητών παραμένει μια πρόκληση. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι το AI πρέπει να συμπληρώνει τους εκπαιδευτικούς και όχι να τους αντικαταστήσει εξ ολοκλήρου. Η συνεχιζόμενη έρευνα αξιολογεί τον αντίκτυπο της ανατροφοδότησης του AI στην εμπλοκή των σπουδαστών και τα μαθησιακά αποτελέσματα σε εκπαιδευτικά περιβάλλοντα. Η εμπλοκή των σπουδαστών είναι κρίσιμη για το AI.

Κύρια σημεία του άρθρου:

• Ο καθηγητής φυσικής Daniel Thompson χρησιμοποιεί βοηθό AI για να ενισχύσει τη διδασκαλία του στο Ron Clark Academy
• Το AI, που δημιουργήθηκε από τον επιστήμονα πληροφορικής Satya Nitta, στοχεύει να υποστηρίξει τους εκπαιδευτικούς και να μην τους αντικαταστήσει
• Διάφορα εργαλεία AI όπως το ChatGPT και το Khanmigo αναπτύσσονται για να βοηθήσουν στην εκπαίδευση με εξατομικευμένες αλληλεπιδράσεις
• Η παρακίνηση των σπουδαστών παραμένει μια πρόκληση παρά τα πλεονεκτήματα της AI στη διδασκαλία
• Οι ειδικοί συνιστούν ότι ο AI πρέπει να συμπληρώνει τους δασκάλους και να μην τους αντικαταστήσει εντελώς
• Η συνεχιζόμενη έρευνα αξιολογεί τον αντίκτυπο της ανατροφοδότησης AI στη συμμετοχή των μαθητών και τα μαθησιακά αποτελέσματα

Αναλυτικά το άρθρο:

Ακόμη και οι τεχνο-αισιόδοξοι διστάζουν να πουν ότι η διδασκαλία είναι καλύτερο να αφεθεί στα ρομπότ, αλλά υπάρχει μια διαμάχη σχετικά με το πού πρέπει να τραβήξουμε τη γραμμή.

Ο καθηγητής φυσικών επιστημών DANIEL Thompson κινούνταν ανάμεσα στους μαθητές της έκτης τάξης στην Ακαδημία Ron Clark στην Ατλάντα, ένα πρόσφατο ανοιξιάτικο πρωινό, ελέγχοντας επιτόπου τις εργασίες τους και οδηγώντας τους σε συζητήσεις σχετικά με τα μαθήματα της ημέρας για τον καιρό και το νερό. Είχε έναν βοηθό: μια φωνητική τεχνητή νοημοσύνη που ενεργοποιούσε εφαρμογές και εκπαιδευτικά βίντεο σε έξυπνους πίνακες μεγάλης οθόνης.

Όταν ένας μαθητής ρώτησε: «Υπάρχουν ζώα που δεν χρειάζονται νερό;». Ο Τόμσον έθεσε την ερώτηση στην τεχνητή νοημοσύνη. Μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, ένα εικονογραφημένο κείμενο για τους αρουραίους καγκουρό εμφανίστηκε μπροστά στην τάξη.

Ο φωνητικά ενεργοποιούμενος βοηθός του Thompson, το Origin, είναι το πνευματικό παιδί του επιστήμονα πληροφορικής Satya Nitta, ο οποίος ίδρυσε μια εταιρεία με την ονομασία Merlyn Mind μετά από πολλά χρόνια στην IBM, όπου είχε προσπαθήσει, και απέτυχε, να δημιουργήσει ένα εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που θα μπορούσε να διδάξει απευθείας τους μαθητές. Το θεμέλιο αυτού του προηγούμενου, αποτυχημένου έργου ήταν το IBM Watson, η τεχνητή νοημοσύνη που ως γνωστόν συνέτριψε αρκετούς πρωταθλητές του Jeopardy.

Παρά την επιτυχία του Watson στο τηλεπαιχνίδι, δεν ήταν πολύ καλό στη διδασκαλία μαθητών. Αφού επένδυσε πέντε χρόνια και 100 εκατομμύρια δολάρια στην προσπάθεια, η ομάδα της IBM παραδέχτηκε την ήττα της το 2017. «Συνειδητοποιήσαμε ότι η τεχνολογία δεν ήταν εκεί», λέει ο Nitta. «Και δεν είναι ακόμα εκεί».

Από το Νοέμβριο του 2022 που ξεκίνησε το ChatGPT της OpenAI, μια διευρυνόμενη ομάδα από καθηγητές και βοηθούς τεχνητής νοημοσύνης εισέρχεται στο τοπίο της μάθησης. Τα περισσότερα από αυτά τα εργαλεία είναι chatbots που αξιοποιούν μεγάλα γλωσσικά μοντέλα που εκπαιδεύονται σε σωρεία δεδομένων για να κατανοούν τις ερωτήσεις των μαθητών και να απαντούν συνομιλιακά με ευέλικτο και στοχευμένο τρόπο. Αυτά τα ρομπότ μπορούν να δημιουργήσουν κουίζ, να συνοψίσουν τα βασικά σημεία μιας σύνθετης ανάγνωσης, να προσφέρουν βήμα προς βήμα γραφική παράσταση αλγεβρικών εξισώσεων και να παρέχουν ανατροφοδότηση για το πρώτο προσχέδιο μιας έκθεσης, μεταξύ άλλων εργασιών.

Ορισμένα εργαλεία είναι εξειδικευμένα σε συγκεκριμένα θέματα, όπως το Writable και το Photomath, ενώ άλλα προσφέρουν πιο γενική διδασκαλία, όπως το Socratic (που δημιουργήθηκε από τη Google) και το Khanmigo, ένα εργαλείο συνεργασίας με τεχνητή νοημοσύνη που δημιουργήθηκε από την OpenAI και την Khan Academy, έναν μη κερδοσκοπικό πάροχο διαδικτυακών μαθημάτων που καλύπτουν μια σειρά ακαδημαϊκών θεμάτων.

Καθώς πολλαπλασιάζονται όλο και περισσότερα εργαλεία και οι δυνατότητές τους βελτιώνονται συνεχώς, σχετικά λίγοι παρατηρητές πιστεύουν ότι η εκπαίδευση μπορεί να παραμείνει ελεύθερη από AI. Ταυτόχρονα, ακόμη και οι πιο ένθερμοι τεχνο-αισιόδοξοι διστάζουν να πουν ότι η διδασκαλία είναι καλύτερο να αφεθεί στα ρομπότ. Η συζήτηση αφορά τον καλύτερο συνδυασμό.

Ο σκεπτικισμός σχετικά με την τεχνητή νοημοσύνη συχνά επικεντρώνεται στους μαθητές που χρησιμοποιούν την τεχνολογία για να γλυτώσουν χρόνο και στην τάση της τεχνητής νοημοσύνης να να επινοεί πράγματα λόγω της προθυμία της να απαντήσει σε κάθε ερώτημα. Η τελευταία ανησυχία μπορεί να αμβλυνθεί (αν και δεν εξαλείφεται) με μέτρα όπως ο προγραμματισμός των ρομπότ ώστε οι απαντήσεις να βασίζονται σε ελεγμένο εκπαιδευτικό υλικό. Λιγότερη προσοχή, ωστόσο, δίνεται σε μια ακόμη πιο ακανθώδη πρόκληση για την τεχνητή νοημοσύνη στην καρδιά της αποτελεσματικής διδασκαλίας: την προσέλκυση και την παρακίνηση των μαθητών.

Ο Nitta λέει ότι υπάρχει κάτι «βαθύτατα βαθύ» στην ανθρώπινη επικοινωνία που επιτρέπει στους πραγματικούς εκπαιδευτικούς να εντοπίζουν και να αντιμετωπίζουν γρήγορα πράγματα όπως η σύγχυση και το μειωμένο ενδιαφέρον σε πραγματικό χρόνο.

Εντάσσεται στο πλευρό άλλων εμπειρογνωμόνων της τεχνολογίας και της εκπαίδευσης που πιστεύουν ότι η καλύτερη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης είναι να ενισχύσει και να επεκτείνει την εμβέλεια των εκπαιδευτικών, ένα όραμα που παίρνει διάφορες μορφές. Ο στόχος του Origin, για παράδειγμα, είναι να διευκολύνει τους εκπαιδευτικούς να ασχολούνται με τους μαθητές, ενώ παράλληλα πλοηγούνται σε εφαρμογές και άλλο ψηφιακό διδακτικό υλικό. Αντί να είναι τοποθετημένοι δίπλα στον υπολογιστή τους, οι εκπαιδευτικοί μπορούν να κινούνται στην τάξη και να αλληλεπιδρούν με τους μαθητές, ακόμη και με εκείνους που ελπίζουν να εξαφανιστούν στο βάθος.

Άλλοι στην εκπαίδευση προσπαθούν να πετύχουν αυτό το όραμα χρησιμοποιώντας την τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθήσουν τους καθηγητές να εκπαιδεύουν τους μαθητές να έχουν πιο παραγωγικές αλληλεπιδράσεις ή πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των μαθητών με τους οποίους μπορεί να ασχοληθεί ένας εκπαιδευτικός. Τελικά, αυτοί οι ειδικοί οραματίζονται μια συνεργασία στην οποία η AI δεν καλείται να γίνει δάσκαλος, αλλά να υπερφορτίσει τη δύναμη των ανθρώπων που ήδη κάνουν τη δουλειά τους.

Επιδιόρθωση της δέσμευσης της τεχνητής νοημοσύνης

Το Origin δοκιμάστηκε πιλοτικά από χιλιάδες εκπαιδευτικούς σε εθνικό επίπεδο την περασμένη σχολική χρονιά, συμπεριλαμβανομένου του Thompson και τριών άλλων εκπαιδευτικών στην Ακαδημία Ron Clark. Το ιδιωτικό σχολείο της Νότιας Ατλάντα, όπου τα δίδακτρα επιδοτούνται σε μεγάλο βαθμό για μια πλειοψηφία μαθητών με χαμηλό εισόδημα, βρίσκεται σε μια αποθήκη από τούβλα που ανακαινίστηκε για να μοιάζει με ένα χαμηλό κτίριο του Χόγκουαρτς, με ένα περίτεχνο ρολόι πύργο και έναν φτερωτό δράκο σκαρφαλωμένο πάνω στην κύρια είσοδο.

Καθώς ο Τόμσον κινούνταν ανάμεσα στους μαθητές του, κρατούσε ένα λεπτό τηλεχειριστήριο με μικρόφωνο που ενεργοποιείται με κουμπιά, το οποίο χρησιμοποιεί για να δίνει εντολές στο λογισμικό τεχνητής νοημοσύνης. Αρχικά, ο Τόμσον είπε στην τεχνητή νοημοσύνη να ξεκινήσει ένα τρίλεπτο χρονόμετρο που εμφανιζόταν στον έξυπνο πίνακα. Στη συνέχεια, άρχισε να κάνει ερωτήσεις επανάληψης από ένα προηγούμενο μάθημα, όπως: «Τι προκαλεί τον άνεμο;». Όταν οι μαθητές δεν μπορούσαν να θυμηθούν τις λεπτομέρειες, ο Thompson ζήτησε από την τεχνητή νοημοσύνη να εμφανίσει μια απεικόνιση της ροής του αέρα που προκαλείται από την ανομοιόμορφη θέρμανση της επιφάνειας της Γης.

Κάποια στιγμή, ανέβηκε στο τραπέζι εργασίας ενός μαθητή ενώ συζητούσε για τη στρατόσφαιρα, ισχυριζόμενος (ανακριβώς) ότι ήταν το ατμοσφαιρικό στρώμα όπου συμβαίνουν τα περισσότερα καιρικά φαινόμενα, μόνο και μόνο για να δει αν κάποιος μαθητής κατάλαβε το λάθος του(αρκετοί μαθητές του υπενθύμισαν ότι ο καιρός συμβαίνει στην τροπόσφαιρα). Στη συνέχεια, δημιούργησε ένα νέο χρονόμετρο και ξεκίνησε ένα μάθημα για το νερό ζητώντας από τον βοηθό τεχνητής νοημοσύνης να βρει μια σύντομη εκπαιδευτική ταινία για τα οικοσυστήματα γλυκού και αλμυρού νερού. Καθώς ο Τόμσον προχωρούσε στην τάξη, κατά διαστήματα έκανε παύση στο βίντεο και έθετε ερωτήματα στους μαθητές σχετικά με το νέο περιεχόμενο.

Μελέτες σχετικά με την εμπλοκή των μαθητών, συμπεριλαμβανομένων ερευνητικών επισκοπήσεων που δημοσιεύθηκαν το 2018 στο περιοδικό Social Behavior and Personality και το 2020 από το Australian Journal of Teacher Education, έχουν δείξει τη σημασία της AL για την ακαδημαϊκή επιτυχία. Ενώ η τεχνητή νοημοσύνη έχει πολλά πλεονεκτήματα, λέει ο Nitta, "δεν είναι πολύ καλή στο να σας παρακινεί να συνεχίσετε να κάνετε κάτι που δεν σας ενδιαφέρει ιδιαίτερα".

"Ο ελέφαντας στο δωμάτιο με όλα αυτά τα chatbots είναι, πόσο καιρό θα ασχοληθεί κανείς μαζί τους;" λέει. Ισχυρίζεται ότι στις δοκιμές του Watson, οι μαθητές αγνόησαν τις προσπάθειές του να ασχοληθεί μαζί τους.

Σε μια ομιλία στο TED την άνοιξη του 2023, λίγο μετά την παρουσίαση του Khanmigo, ο ιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Ακαδημίας Khan, Sal Khan, επεσήμανε ότι η διδασκαλία έχει προσφέρει μερικά από τα μεγαλύτερα σκαμπανεβάσματα στις επιδόσεις των μαθητών μεταξύ των μελετημένων εκπαιδευτικών παρεμβάσεων. Αλλά δεν υπάρχουν αρκετοί διαθέσιμοι καθηγητές ούτε αρκετά χρήματα για να πληρωθούν, ειδικά μετά την πανδημία που προκλήθηκε εξαιτίας της μαθησιακής απώλειας.

Η διευθύντρια μάθησης της Khan Academy Kristen DiCerbo ήταν αντιπρόεδρος της έρευνας και του σχεδιασμού μάθησης του εκδοτικού οίκου Pearson το 2016, όταν συνεργάστηκε με την IBM για το Watson, το οποίο περιγράφει ως "μια διαφορετική τεχνολογία" που βασιζόταν πολύ σε σεναριακές απαντήσεις, σε αντίθεση με τις μη σεναριακές αλληλεπιδράσεις που μπορούν να έχουν οι μαθητές με τη γεννητική τεχνητή νοημοσύνη.

Το Khanmigo δεν απαντά απευθείας στις ερωτήσεις των μαθητών, αλλά ξεκινά με δικές του ερωτήσεις, όπως για παράδειγμα αν ο μαθητής έχει ιδέες για το πώς θα βρει μια απάντηση. Στη συνέχεια, τον καθοδηγεί στη λύση, βήμα προς βήμα, με συμβουλές και ενθάρρυνση.

Παρά το επεκτατικό όραμα του Khan για "καταπληκτικούς" προσωπικούς δασκάλους για κάθε μαθητή στον πλανήτη, ο DiCerbo αναθέτει στο Khanmigo έναν πιο περιορισμένο διδακτικό ρόλο. Όταν οι μαθητές εργάζονται ανεξάρτητα σε μια δεξιότητα ή έννοια αλλά κολλάνε ή παγιδεύονται σε ένα γνωστικό τέλμα, λέει, "θέλουμε να βοηθήσουμε τους μαθητές να ξεκολλήσουν".

Περίπου 100.000 μαθητές και καθηγητές χρησιμοποίησαν το Khanmigo πιλοτικά το προηγούμενο ακαδημαϊκό έτος σε σχολεία σε όλη τη χώρα, βοηθώντας να επισημανθούν τυχόν παρανοήσεις που έχει το ρομπότ και παρέχοντας τόνους συνομιλιών μεταξύ μαθητών και ρομπότ για να τις αναλύσει η DiCerbo και η ομάδα της.

"Ψάχνουμε για πράγματα όπως η περίληψη, η παροχή συμβουλών και η ενθάρρυνση", εξηγεί.

Ο βαθμός στον οποίο το Khanmigo έχει κλείσει το χάσμα συμμετοχής του AI δεν είναι ακόμη γνωστός. Σύμφωνα με την DiCerbo, η Khan Academy σχεδιάζει να δημοσιεύσει κάποια συνοπτικά δεδομένα σχετικά με τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ μαθητών και ρομπότ αργότερα αυτό το καλοκαίρι. Τα σχέδια για τρίτους ερευνητές να αξιολογήσουν τον αντίκτυπο του καθηγητή στη μάθηση θα διαρκέσει περισσότερο.

Η ανατροφοδότηση της τεχνητής νοημοσύνης λειτουργεί και προς τις δύο κατευθύνσεις

Από το 2021, η μη κερδοσκοπική εταιρεία Saga Education πειραματίζεται επίσης με την ανατροφοδότηση AI για να βοηθήσει τους καθηγητές να εμπλέκουν και να παρακινούν καλύτερα τους μαθητές. Σε συνεργασία με ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μέμφις και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, η πιλοτική ομάδα της Saga το 2023 τροφοδότησε τα αντίγραφα των συνεδριών διδασκαλίας μαθηματικών σε ένα μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης που εκπαιδεύτηκε να αναγνωρίζει πότε ο δάσκαλος παρακινούσε τους μαθητές να εξηγήσουν τη συλλογιστική τους, να βελτιώσουν τις απαντήσεις τους ή να ξεκινήσουν μια βαθύτερη συζήτηση. Η τεχνητή νοημοσύνη ανέλυσε πόσο συχνά κάθε καθηγητής έκανε αυτά τα βήματα.

Παρακολουθώντας περίπου 2.300 συνεδρίες διδασκαλίας για αρκετές εβδομάδες, διαπίστωσαν ότι οι καθηγητές των οποίων οι εκπαιδευτές χρησιμοποίησαν την ανατροφοδότηση της AI περιείχαν στις συνεδρίες τους σημαντικά περισσότερες από αυτές τις προτροπές για να ενθαρρύνουν την εμπλοκή των μαθητών.

Αν και η Saga εξετάζει το ενδεχόμενο η τεχνητή νοημοσύνη να παρέχει κάποια ανατροφοδότηση απευθείας στους καθηγητές, το κάνει με προσοχή, διότι, σύμφωνα με τον Brent Milne, αντιπρόεδρο έρευνας και ανάπτυξης προϊόντων της Saga Education, "το να έχουμε έναν ανθρώπινο προπονητή στο loop είναι πραγματικά πολύτιμο για εμάς".

Οι ειδικοί αναμένουν ότι ο ρόλος της τεχνητής νοημοσύνης στην εκπαίδευση θα αυξηθεί και οι αλληλεπιδράσεις της θα συνεχίσουν να φαίνονται όλο και πιο ανθρώπινες. Νωρίτερα φέτος, η OpenAI και η νεοφυής επιχείρηση Hume AI λάνσαραν ξεχωριστά τη "συναισθηματικά έξυπνη" τεχνητή νοημοσύνη που αναλύει τον τόνο της φωνής και τις εκφράσεις του προσώπου για να συμπεράνει τη διάθεση ενός χρήστη και να απαντήσει με βαθμονομημένη "ενσυναίσθηση".

Παρ' όλα αυτά, ακόμη και η συναισθηματικά ευφυής τεχνητή νοημοσύνη πιθανόν να μην επαρκεί στο μέτωπο της δέσμευσης των μαθητών, σύμφωνα με τον καθηγητή πληροφορικής του Πανεπιστημίου Brown, Michael Littman, ο οποίος είναι επίσης διευθυντής του τμήματος πληροφοριών και ευφυών συστημάτων του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών.

Ανεξάρτητα από το πόσο ανθρώπινη είναι η συζήτηση, λέει, οι μαθητές καταλαβαίνουν σε ένα θεμελιώδες επίπεδο ότι η τεχνητή νοημοσύνη δεν ενδιαφέρεται πραγματικά για αυτούς, για το τι έχουν να πουν στα γραπτά τους ή για το αν θα περάσουν ή θα αποτύχουν στα μαθήματα. Με τη σειρά τους, οι μαθητές δεν θα ενδιαφερθούν ποτέ πραγματικά για το ρομπότ και για το τι σκέφτεται.

Μια μελέτη του Ιουνίου στο περιοδικό Learning and Instruction διαπίστωσε ότι η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί ήδη να παρέχει αξιοπρεπή ανατροφοδότηση στις εκθέσεις των μαθητών. Αυτό που δεν είναι σαφές είναι αν οι συγγραφείς φοιτητές θα καταβάλλουν φροντίδα και προσπάθεια, αντί να αναθέσουν το έργο σε ένα ρομπότ, αν η τεχνητή νοημοσύνη γίνει το πρωταρχικό ακροατήριο για το έργο τους.

"Υπάρχει απίστευτη αξία στο στοιχείο της ανθρώπινης σχέσης στη μάθηση", λέει ο Littman, "και όταν απλά βγάζεις τους ανθρώπους από την εξίσωση, κάτι χάνεται".

Πηγή: AI Can’t Replace Teaching, but It Can Make It Better