Mikil þróun hefur verið á sviði gervigreindar og segja má að hún hafi breytt heiminum á mjög stuttum tíma og skólakerfið er þar engin undantekning. Í þessari ritgerð verður sagt frá því hvernig gervigreind hefur verið notuð í kennslu og til þess að skoða athygli nemenda í grunnskólum í Kína.

Fylgst með athygli nemenda með hjálp gervigreindar
Kína hefur stórar fyrirætlanir um að verða leiðandi á heimsvísu í gervigreind. Kínverjar hafa til dæmis tileinkað sér peningalaust hagkerfi þar sem fólk borgar með andlitsskönnum. Þar eru einnig myndavélar með andlitsgreiningu út um allt og hjálpar það lögreglunni að fylgjast með almenningi. Þá bjóða sumir skólar upp á innsýn í framtíð hátækni menntunnar í Kína. Í kennslustofum hafa vélmennum sem greina heilbrigði nemenda og athygli þeirra verið komið fyrir. Nemendur klæðast þá skólabúningum með flögum sem fylgjast með staðsetningu þeirra. Í skólum eru jafnvel eftirlitsmyndavélar sem mæla hversu oft nemendur líta á símana sína eða geispa í kennslustundum. Mörgum hefur brugðið við þetta stöðuga eftirlit með börnum en yfirvöld skólanna segja að það hafi ekki verið vandamál að fá samþykki foreldra og um leið að skrá börn í eina stærstu rannsókn í tengslum við menntun með hjálp gervigreindar (Baynes, 2019).

Þrátt fyrir efasemdaraddir og margt sem enn er óljóst er greinilegt að Kína hefur hafið stórkostlega tilraun í gervigreindarkennslu sem gæti endurmótað menntun um allan heim. Þessa gríðarlegu aukningu í gervigreindarfræðslu í Kína má rekja til nokkurra breytinga. Í fyrsta lagi er veittur skattaafsláttur og fleiri hvatningar fyrir gervigreindarverkefni sem bæta allt frá menntun barna til kennaranáms og skólastjórnunar. Nokkuð ljóst er að Kína er fremst í fjárfestingum þegar kemur að gervigreindarfræðslu, sem dæmi má nefna að áætlað er að árið 2018 hafi yfir 1 milljarði dollara verið varið í gervigreindarfræðslu þar (Hao, 2019) og í rannsóknir rannsóknir sem ætlað er að hjálpa við nám, bæta algóritmann og sameina skóla og tæknifyrirtæki af ýmsum stærðum (Baynes, 2019).

Með hjálp gervigreindar, vita kennarar í grunnskólum í Kína nákvæmlega hvenær nemendur þeirra eru ekki að fylgjast með kennslunni. Ástæðan er sú að þeir nota sérstakar höfuðspennur til þess. Tækið sem framleitt er í Kína, hefur þrjá nema og fara tveir þeirra á bak við eyrun og einn á enni nemandans. Nemarnir mæla rafboð frá taugum í heilanum og eru gögnin síðan send í rauntíma í tölvu kennarans þannig að á meðan nemendur leysa verkefni getur kennarinn fljótt komist að því hverjir fylgist með og hverjir ekki. Spennan notar því gervigreind til að mæla athygli nemenda í kennslustundum og sendir upplýsingar beint til kennara og til foreldra (Baynes, 2019).

Dæmigerður dagur hjá fimmta bekk í Kína byrjar með því að nemendur setja á sig heilabylgjuspennuna og fara í stutta hugleiðslu áður en kennslan hefst. Eftir kennslustund er búin til skýrsla sem sýnir hversu vel bekkurinn í heild var að fylgjast með. Þessi skýrsla er ítarlegt yfirlit yfir meðal annars athygli nemenda í bekknum. En nokkuð umdeilt er hvort spennan virki og hvað hún mælir nákvæmlega þar sem tæknin er ný og lítið búið að rannsaka hana. En þrátt fyrir þessa óvissu sögðu kennarar sem höfðu reynslu af að nota spennurnar, að þær hefðu leitt til þess að nemendur urðu agaðri og fylgdust betur með í kennslustundum, sem síðan leiddi til betri einkunna. Einnig er athyglisvert að foreldrar allra barna fá samantekt yfir athygli allra nemenda í bekknum, raðað eftir hversu vel eða illa athyglin hélst. Þá nefndi einn nemandinn að honum hafi stundum verið refsað heima fyrir lélega athygli í skólanum (Baynes, 2019).

Gögnin sem safnast með spennunum fara síðan í ríkisstyrkt rannsóknarverkefni en áhugavert er að foreldrar nemenda hafa sagt að þeir vissu ekki hvar gögnin enduðu, þó flestum þeirra hafi verið alveg sama um það. Baynes (2019) bendir þó á að þar sem að verið er að safna upplýsingum um einstaka nemanda, virðist ekki vera hugað að persónuvernd í rannsókninni og að það sem veki því upp ýmsar siðferðilegar spurningar.

Bæði sérfræðingar og almenningur hafa lýst yfir áhyggjum sínum um ýmsa þætti í tengslum við gríðarlega sókn landsins í gervigreind. Þessar kennslustofur þar sem heilabylgjuspennurnar eru notaðar eru rannsóknarstofur fyrir komandi kynslóðir en þó svo að þessi nýju tæki gætu hugsanlega hjálpað um 200 milljónum nemenda að hækka einkunnir sínar, þá mun ávinningurinn ekki koma í ljós fyrr en nemendurnir sem taka þátt í rannsókninni fullorðnast (Baynes, 2019).

Gervigreind í kennslu
Við gervigreindar tækni sem hefur verið innleidd í kínverskt skólakerfi er gjarnan notast við svokallað aðlagað nám (e. adaptive learning). Þar stendur Squirrel AI fremst en það er fyrirtæki sem hefur þróað námsefnið með færustu kennurum landsins og innan við 10 spurninga hefur kerfið grófa skissu af þörfum nemanda sem síðan með aðlögunarfærni gervigreindarinnar er námsefnið aðlagað hverjum og einum nemanda, þörfum hans og getu (Hao, 2019) Í hverjum bekk eru einhverjir nemendur sem virðast ekki geta lært ákveðið námsefni og kennarar eiga erfitt með að ná til þeirra. Karen Hao (2019) segir frá einu slíku dæmi í grein sinni um áhrif gervigreindar í kennslu.

Í einum skóla þar sem Squirrel AI hafði verið innleitt, var Zhou Yi 13 ára nemandi sem átti í erfiðleikum með að læra stærðfræði. Erfiðleikarnir urðu til þess að Zhou Yi ákvað að taka þátt í kennslu frá Squirrel AI. Niðurstaðan var áhugaverð því í lok annar höfðu einkunnir hans hækkað frá 5,0 í 6,25 og tveimur árum síðar fékk hann 8,5 í á lokaprófi miðstigs. „Mér fannst stærðfræði ógnvekjandi,“ sagði hann. „En í gegnum kennsluna áttaði ég mig á því að þetta er í raun ekki svo erfitt. Það hjálpaði mér að taka fyrsta skrefið inn á aðra braut “ (Hao, 2019). Fyrir hvert námskeið sem Squirrel AI býður upp á vinnur verkfræðiteymi þess með hópi kennara til að skipta viðfangsefninu niður í sem minnsta einingar. Stærðfræði á miðstigi, til dæmis, er skipt niður í yfir 10.000 einingar, eða „þekkingar atriði” (e. knowledge points) eins og frumtölur, eiginleika þríhyrnings og reglu Pýþagórasar. Markmiðið með þessu er að greina hvar nemandinn getur bætt skilning sinn eins nákvæmlega og hægt er. Til samanburðar, þá er algengt að í kennslubókum sé sama efni skipt niður í 3.000 einingar (Hao, 2019).

Lokaorð
Í þessari ritgerð hefur verið sagt stuttlega frá hvernig gervigreind hefur aukist í skólakerfinu í Kína og gert grein fyrir tveimur áhugaverðum dæmum þar um. Þróunin hefur verið mjög hröð síðustu ár og jafnvel mánuði og nokkuð víst að hún heldur áfram næstu misserin. Enginn getur sagt til um hvaða mynd gervigreind getur tekið á sig í kennslustofum framtíðarinnar en hún getur klárlega gert kennslu og nám auðveldari og einstaklingsmiðaðri. Gervigreindin gæti tekið yfir ákveðin verkefni í kennslustofunni og um leið gert kennurum kleift að veita hverjum nemanda meiri athygli. Hugsanlega mun gervigreind kenna ákveðna tegund þekkingar í framtíðinni á meðan menn kenna aðra og kannski mun það hjálpa kennurum að fylgjast með frammistöðu nemenda eða gefa nemendum meiri stjórn á því hvernig þeir læra. Hvernig sem þróunin verður, hlýtur lokamarkmiðið að vera að gefa nemendum betri framtíð og áhugavert verður að fylgjast með hvernig notkun gervigreindar í kennslu á eftir að þróast í íslensku skólakerfi.

Höfundur: Sigurður Bjarmi Halldórsson, nemandi við Háskólann í Reykjavík

Heimildir:
Baynes, C. (2019, 15. janúar). Chinese schools scanning children's brains to see if they are concentrating. Independent. https://www.independent.co.uk/tech/china-schools-scan-brains-concentration-headbands-children-brainco-focus-a8728951.html
Hao, K. (2019, 2. ágúst). China has started a grand experiment in AI education. It could reshape how the world learns. MIT Technology Review. https://www.technologyreview.com/2019/08/02/131198/china-squirrel-has-started-a-grand-experiment-in-ai-education-it-could-reshape-how-the/