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

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. 

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:

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. 

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:

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.