Článek mapuje současný stav ve vývoji výukových aplikací využívajících umělou inteligenci.
Umělá inteligence (AI) proniká do vzdělávání stále více. Od současnosti, v níž jsme si sotva stačili zvyknout na programy adaptivní, které umožňují větvení postupu uživatele podle dat (výsledků) získaných jeho předchozí činností, se posouváme k daleko sofistikovanějším systémům, které pracují s modelem chování uživatele a dokáží mnohem více.
Prvními aplikacemi, které využívaly umělou inteligenci a byly použitelné ve vzdělávání, byly chatboti (Boti v roli výukových asistentů). Ti fungovali typicky jen jako inteligentní odpovídače na otázky položené uživateli. V pozadí byl jednoduchý expertní systém, který zpočátku (bez AI) dokázal smysluplně reagovat jen na velmi malý počet otázek.
Dnes se AI může uplatnit v mnoha různých výukových aplikacích. Základem je stále expertní systém, jeho reakce však již nemusí být všechny ručně naprogramovány – dochází k jejich automatizovanému postupnému učení (hluboké učení), jak v té které situaci reagovat. Funkce může být významným způsobem umocněna prostřednictvím rozpoznávání (či syntézou) obrazu či hlasu se
Archivní diskuze převzatá z rvp.cz. Přidávání nových komentářů není k dispozici.
Mar Ek26. 1. 2022
Super informacje https://fameboosters.pl/
Jana Jilkova22. 3. 2022
Přehledně zpracované. Uvidíme, kam se posune za rok dál :-)
Bořivoj Brdička23. 7. 2022
Možná si zatím neumíme představit, jak účinná AI může být. Paní ředitelka ZŠ z Alabamy referuje o tom, že v tomto článku popisovaná aplikace Amira zlepšila výsledky v testu čtení u třeťáků na trojnásobek toho, čeho předtím dosáhli žáci bez ní:
https://www.eschoolnews.com/2022/06/03/how-an-ai-tutor-almost-doubled-my-schools-literacy-rates-during-the-pandemic/
zpracováním přirozeného jazyka
v pozadí a virtuální realitou [1]. Hovoříme-li dnes o AI tutorech, předpokládáme, že dokáží převzít aktivitu a uživatele (učitele, žáka) procesem učení provázejí.
Obrázek o situaci si nejlépe uděláme, když se podíváme na pár příkladů aktuálně vyvíjených aplikací [2] [3]:
Podle tvůrců je to osobní tutor umocněný AI určený těm, kdo chtějí zdokonalit svou angličtinu a získat důvěru ke své výslovnosti. Aplikace (samozřejmě stejně jako ostatní v tomto přehledu je multiplatformní) vychází z intervalového opakování slov a slovních spojení, provádí analýzu výslovnosti a vede ke zdokonalování. Omezená verze je zdarma, plnohodnotná stojí 6,25 dolaru/měsíc. Existuje specializovaná verze pro školy dovolující personalizaci postupu každého žáka a disponující analýzou výsledků umožňující učiteli sledovat individuální postup (52,49 dolaru/rok do 100 žáků).
Tato aplikace se specializuje na výuku mluvené angličtiny jako druhého jazyka, a to hlavně pro zaměstnance. Využívá specializovanou metodiku výslovnosti založenou na výzkumu funkce mozku (Color Vowel). Učení je personalizované. Uživatel je s přispěním AI veden k tomu, co se má učit. Funkce je založena především na analýze hlasu. Pokrok lze průběžně sledovat. Výuka je doplněna hrou. Základní verze (200 slov, jedna tematická lekce) je zdarma, plná 49,99 dolaru/rok.
Amira Learning je inteligentní asistent pomáhající při výuce angličtiny na základě analýzy schopnosti čtení uživatele. Identifikuje problémy, poskytuje zpětnou vazbu a vede ke zlepšení. Žák si při práci ani neuvědomuje, že se učí. Amira vytváří komplexní diagnostiku určenou učitelům, která může sloužit k včasnému odhalení dyslexie. Je postavena na teoretických základech vyvinutých na Carnegie Melon University (AI), University of Texas (psychometrika), Johns Hopkins University (rozpoznávání řeči) ad. Názorně se můžete s funkcí seznámit prostřednictvím následujícího videa. Cena základní komponenty je 10 dolarů/uživatel/rok.
CENTURY Tech je adaptivním systémem, který učí více předmětů – matematiku, angličtinu a přírodní vědy (všimněte si, že jsou sem patřící předměty stále častěji integrovány) pro ZŠ i SŠ včetně individuální domácí výuky. Vývojáři se chlubí týmem oceňovaných učitelů i odborníků na AI a neurovědu. Jedná se o komplexní platformu, která obsahuje tisíce mikrolekcí, jež jsou uživatelům předkládány v rámci personalizované doporučené cesty. Výsledky jsou s pomocí AI analyzovány a na jejich základě je cesta upravována. Učitelé mají samozřejmě o pokroku svých žáků dokonalý přehled. Cena od 1 200 liber/škola/rok je závislá na počtu žáků a úrovni kurikula.
Tato platforma naznačuje, kam se bude ubírat vzdělávání zaměstnanců ve větších firmách. Umožňuje vkládat vlastní obsah i sdílet obsah cizí či použít vhodný nativní, který je součástí systému. Každý uživatel se snaží prokázat své znalosti a systém posílený umělou inteligencí a intervalovým opakováním jeho výsledky eviduje a hodnotí. Princip je založen na hře, v níž spolu soutěží týmy z různých pracovišť firmy. Jejich členové jsou vedeni ke spolupráci na zlepšování výsledků. Vývojáři se chlubí aplikací nejnovějších poznatků z neurologie a kognitivní psychologie. Cena do 100 uživatelů činí 499 dolarů/měsíc.
Společnost Querium vyvíjí „inteligentní“ platformu (integrující patentovaný StepWise Virtual Tutor) pro výuku STEM předmětů, zvláště matematiky. Zabudovaný expertní systém je schopen identifikovat správný postup při řešení problému, rozhraní dokáže převádět ručně psaný zápis na text. Žák má k dispozici okamžitou zpětnou vazbu, která mu pomáhá nalézt správné řešení. Jedná se o aplikaci využívající nejnovější možnosti technologií k automatizaci tradičních výukových postupů, což u STEM nemusí být na závadu. Vývojáři zvláště zdůrazňují možné využití nástroje k přípravě na plošné testování či na přijímačky (v USA). Cena od 29 dolarů/žák/rok.
Cognii je nástrojem, který se snaží podpořit současné konstruktivní pojetí výuky. Provádí analýzu krátkých tvořených odpovědí a na tomto základě je schopen zkonstruovat dialog vedoucí žáka ke skutečnému pochopení určitého problému. Ve skutečnosti se jedná vlastně o specializovaného chatbota, který po zacvičení v rukou odborníků dokáže pokrýt velké množství (americkým) kurikulem požadovaných témat. Velmi užitečným může být při výuce společenských věd, historie apod. Prostřednictvím API může být integrován do jiných aplikací a systémů. Cena není zveřejněna (na vyžádání).
Quizlet je již dosti starý systém původně určený k výrobě vlastních virtuálních kartiček na intervalové paměťové opakování (flashcards). Vzhledem k velké oblibě se stále rozvíjí a dnes má kromě milionů volně použitelných kartiček též obsažnou výukovou složku s dostupnými materiály a nástroji pro učitele. Funkce systému je zdokonalována prostřednictvím AI. Omezená verze je zdarma, plná stojí 34 dolarů/žák/rok.
AI do výuky se pokouší zavádět mnoho dalších vývojářů. Dá se očekávat, že za chvíli již bude personalizaci umocněnou AI implementovat většina výukových aplikací. Nestačily-li vám zde uvedené příklady, jistě jich najdete mnohem více. Pro výuku jazyků jmenujme např. Memrise, Lingvist, Novakid, Beable, na matematiku Carnegie Learning nebo Thinkster, pro vzdělávání zaměstnanců lze použít též na teoretických základech MIT McGovern Institute postavenou aplikaci Self Study, nástrojem schopným analyzovat data jiných aplikací a vrátit výsledek použitelný pro rozhodnutí o dalším postupu je Kidaptive (nedávno ho koupil McGraw Hill).
Ukazuje se několik cest, jak AI ve výuce použít. Jednou je tradiční kognitivistický přístup snažící se o automatizované předávání znalostí a ověřování úspěšnosti (Staronový pohled na inteligentní výukové systémy), který vyžaduje mít k dispozici digitalizované učivo odpovídající požadavkům kurikula. Jiný, mnohem obtížnější přístup je konstruktivní a vyžaduje schopnost systému vhodně reagovat na téměř libovolnou situaci. Zajímavým trendem je automatizace činnosti učitele, který může mít podobu robota, avatara, či dokonce simulace skutečného člověka (např. viz korejský Kyowon RedPen).
Bude zajímavé sledovat, kam až dokáže AI zajít v suplování schopností dobrého učitele. Je zřejmé, že špatného může nahradit již dnes. Naplnění všech výukových cílů zvláště v oblasti výchovy prostřednictvím AI nebude asi nikdy možné. Je však zcela jisté, že dobrý učitel musí do budoucna umět AI využít k umocnění svých schopností a ke zvýšení své produktivity. (Podle McKinsey mohou technologie převzít nejméně čtvrtinu práce učitele). Musí tedy umět aplikovat digitální pedagogiku.
Literatura a použité zdroje
JANG, Eric. Can AI tutors help students learn? [online]. 2021. [cit. 2021-12-31]. Dostupné z: https://www.eschoolnews.com/2021/11/10/viewpoint-can-ai-tutors-help-students-learn/.
Back to school: Top 15 AI-driven EdTech startups in 2021 [online]. 2021. [cit. 2021-12-31]. Dostupné z: https://xenoss.io/blog/ai-edtech-startups.
SCHROER, Alyssa. 11 companies using AI in education to enhance the classroom [online]. 2021. [cit. 2021-12-31]. Dostupné z: https://builtin.com/artificial-intelligence/ai-in-education.
