Proces poučavanja u okrilju umjetne inteligencije

Informacijski sustavi podržani radom UI sve više napreduju u mnogim područjima rada i života. U ovom radu prikazane su razne primjene i utjecaji umjetne inteligencije u odgoju i obrazovanju. Navedene su prednosti UI u procesu učenja i poučavanja poput personaliziranog učenja, istraživačkog učenja, analiza i obrada podataka te korištenje glasovnih pomoćnika i prevoditelja. Umjetna inteligencija može uvelike pomoći u pružanju podrške u učenju najranjivijoj skupini, učenicima s posebnim potrebama kako bi imali pristup nastavnim materijalima. Značajan doprinos očituje se u komunikaciji učenika s oštećenim sluhom, pomoć u čitanju učenicima s dijagnosticiranom disleksijom, u oblikovanju jasnog govora učenika s teškim motoričkim poremećajima poput cerebralne ili dječje paralize. Inteligentni tutorski sustavi imaju značajnu ulogu u razvijanju potencijala darovitih učenika. Istaknute su prednosti i nedostatci upotrebe umjetne inteligencije u obrazovanju kao i naglasak na oprez u primjeni iste imajući na umu usmjerenost na etičke i društvene vrednote kako bi tehnologija služila općem dobru ne izazivajući nepoželjne posljedice.

Živimo  u vremenu ubrzanih promjena u kojem umjetna inteligencija drastično mijenja tehnološki sektor, tržište rada i svakodnevni život u globalu. Ne postoji opće prihvaćena definicija umjetne inteligencije, ali ovaj pojam obuhvaća područje računalnih znanosti koje se bavi razvojem i proučavanjem sustava i njihovom praktičnom primjenom. Umjetna inteligencija se, prema definiciji autora Copelanda (2018.), odnosi na sposobnost digitalnih alata ili računalno kontroliranih robota da izvršavaju zadatke. Peterson (1990.) navodi da je umjetna inteligencija grana informatike koja se bavi proučavanjem i stvaranjem računalnih sustava koji pokazuju neki oblik inteligencije. Primjerice to mogu biti sustavi koji uče nove koncepte i zadatke, koji mogu rasuđivati i izvlačiti korisne zaključke o svijetu oko nas, razumjeti različite jezike te opažati i shvaćati. Prema toj definiciji, umjetna inteligencija obuhvaća računalne sustave koji mogu normalno obavljati zadatke koristeći ljudsku inteligenciju, poput vizualne percepcije, prepoznavanja govora, odlučivanja i prevođenja jezika. Prema Walshu (2017.) postoje tri tipa umjetne inteligencije: jaka umjetna inteligencija, slaba umjetna inteligencija i opća umjetna inteligencija. On slabu umjetnu inteligenciju shvaća kao ideju stroja koji izjednačava ili nadmašuje naše sposobnosti. Jaka umjetna inteligencija je obilježje stroja za razmišljanje koji će s vremenom biti umovi s ljudskim osobinama poput: samosvijest, razboritost, emocije i morala. Nešto dalja točka od jake umjetne inteligencije je opća umjetna inteligencija. Njezin je cilj graditi strojeve sa sposobnošću da rade na bilo kojem zadatku koji ljudi mogu raditi, ali na razini iznad ljudskih sposobnosti (Walsh 2017.).

Svakodnevni život ne možemo zamisliti bez sustava koji primjenjuju umjetnu inteligenciju (UI): industrijski roboti, medicinska oprema, automobilska industrija, dronovi, igračke, kućanski aparati, robotika. Postavlja se pitanje:“Kako regulirati pravna i etička pitanja vezana za umjetnu inteligenciju?“ Europski parlament je prva ustanova na svijetu koja nastoji propisati pravna i etička pitanja u vezi s umjetnom inteligencijom i njenom primjenom, s obzirom da će roboti biti sve više zastupljeni u životima ljudi. Jedan od pravaca koji govori o mogućim i poželjnim budućim kretanjima društva je transhumanizam. Max More (2013.) začetnik transhumanizma definira ga kao pokret koji ukazuje na mogućnost poboljšavanja životnih uvjeta uklanjajući zastarjele tehnologije, a uvodeći nove koje će poboljšati ljudske intelektualne, fizičke i psihološke sposobnosti.

Tehnologija umjetne inteligencije donosi mnogo koristi u raznim područjima, uključujući i obrazovanje. Umjetna inteligencija i strojno učenje zasigurno utječu na obrazovanje podižući ga na veću razinu. Najnovije inovacije omogućuju programerima kreiranje programa pomoću kojih će računalo obavljati komplicirane zadatke kako bi se poboljšao proces učenja. Međutim iako UI pruža brojne pogodnosti kako za učenike tako i za učitelje, nemoguće je zamijeniti učitelja i njegovu ulogu u obrazovanju i razvoju učenika.

Prednosti UI u procesu učenja

Jedna od najvažnijih prednosti jest dostupnost obrazovanja u bilo koje vrijeme. Aplikacije utemeljene na UI pružaju mogućnost učenja u slobodno vrijeme. Umjetna inteligencija otvara brojne mogućnosti prilagođene potrebama učenika s obzirom na razinu znanja učenika. Sustav može pomoći učenicima u ovladavanju nastavnih sadržaja koristeći vlastiti tempo i dinamiku. Velika prednost korištenja umjetne inteligencije je mogućnost uviđanja nedostatka znanja te učenje pomoću ponuđenih i prilagođenih materijala kako bi postigli što bolji uspjeh. Platforme temeljene na umjetnoj inteligenciji nude virtualne mentore koji prate napretke učenika. Suvremene tehnologije uključuju učenike u obrazovni proces putem gamifikacije čineći ga interaktivnim i atraktivnim što dovodi do intrizične motivacije koja rezultira potpunim angažmanom. Personalizacija ima značajnu ulogu u analizi znanja i interesa korisnika kako bi se dobile daljnje smjernice u što boljem savladavanju nastavnih sadržaja.

Učitelji također imaju veliku korist od razvoja UI. Brojni digitalni alati omogućavaju izradu digitalnih nastavnih sadržaja koji nastavu čine zanimljivijom, kreativnijom i motivirajućom učenicima. (Zuvič i sur. 2016.) navode da je digitalni sadržaj „bilo koja vrsta sadržaja koja je zapisana u digitalnom obliku i može se kreirati, pregledavati, distribuirati, mijenjati i pohranjivati koristeći računalo i digitalnu tehnologiju”, a neki od najčešćih su simulacije, animacije, elektroničke knjige, PowerPoint prezentacije i slično (Jandrić, 2017.). Digitalni alati nude i prednosti kao što su razvijanje različitih kompetencija kod učenika, jednostavnije ostvarivanje ishoda učenja, poticanje natjecateljskog duha kod učenika i samovrednovanje. Jedan od prioritetnih ciljeva obrazovnog sustava je obrazovanje učitelja za budućnost i izazove koje nam donosi. Neizbježne promjene u obrazovanju nameću potrebu cjeloživotnog učenja nastavničkog kadra kako bi aktivno sudjelovali u sve većim izazovima suvremenog društva znanja i osposobljavanja učenika za samostalno učenje. Upravo online edukacije omogućavaju kontinuirano dodatno obrazovanje prostorno dislociranih učitelja.

Umjetna inteligencija (UI) igra ključnu ulogu u obrazovanju na više načina:

• Personalizirano učenje: UI prilagođava učenje obrazovnih sadržaja svakom pojedincu u skladu s njegovim sposobnostima i mogućnostima. Prednost ovakvog načina učenja je prilagođavanje brzine učenja, kreiranje plana učenja te povratne informacije o razini savladanog gradiva.
• Analiza podataka: UI se koristi u analizi dobivenih podataka. Učitelju je velika pomoć jer u kratkom vremenu ima uvid u znanje svojih učenika nakon odrađene zadane aktivnosti. Dobiveni podatci su nit vodilja za mijenjanje ukoliko je to potrebno strategija, postupaka i metoda poučavanja kako bi se ostvario napredak učenika.
• Istraživanje i edukativni sadržaji: UI  nudi pregršt interaktivnih i edukativnih materijala, kao što su digitalni tutorijali, simulacije i igre. Učenici su motivirani za učenje a da toga nisu svjesni. Istražuju i samostalno obrađuju zadanu temu i prezentiraju ostalim učenicima. Ovakav način učenja i stjecanje novih spoznaja čini obrazovanje privlačnijim i s potpunim angažmanom učenika.
• Jezik i komunikacija: UI prevoditelji i alati za prepoznavanje govora olakšavaju komunikaciju između ljudi iz različitih govornih područja. Inojezični učenici nisu rijetkost u našim učionicama, upravo korištenje ovih alata omogućava lakšu prilagodbu i razumijevanje u razrednoj zajednici.
• Glasovni pomoćnici: Glasovni pomoćnici omogućuju korištenje glasa za naredbe, diktiranje i interakcije s aplikacijama za učenje bez komunikacije s učiteljem. Nudi mogućnost korištenja obrazovne platformu bilo gdje i bilo kada. Od velike je važnosti za učenike s posebnim potrebama.
• Robotika i automatizacija: Robotika i automatizacija razvija vještine u STEM područjima (znanost, tehnologija, inženjering i matematika) putem praktičnih projekata i eksperimenata.
• Karijerne mogućnosti: Obrazovanje u području umjetne inteligencije pruža mogućnosti u razvoju vještina koje su tražene u budućim zanimanjima.

Brojne su mogućnosti UI koje nam svakodnevno olakšavaju rad kako učiteljima tako i učenicima poput: generiranje fantastičnih slajdove u Power Point prezentacijama koje u trenu možemo odbrati, postaviti pitanja u Excelu bez pisanja složenih formula, provjera pravopisa, gramatike i znakova interpunkcije, generiranje slika na temelju upita, ubrzano učenje na temelju traženih savjeta za sadržaje za koje nam je potrebno dodatno objašnjenje kako bi ga lakše razumjeli. Trener govornika omogućuje vježbu za učinkovito izlaganje prezentacije. Procjenjuje tempiranje, visinu tona, korištenje riječi za ispunu, neformalni govor te nakon svake probe daje izvješće koje sadrži statističke podatke i prijedloge za poboljšanja.

Umjetna inteligencija kao podrška učenicima s posebnim potrebama

Odgoj i obrazovanje učenika s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama (daroviti učenici i učenici s teškoćama) temelji se na individualnim specifičnim potrebama odnosno funkcionalnim sposobnostima svakog pojedinog učenika koje uvjetuje osiguravanje primjerenih programa i oblika školovanja te primjerenih oblika pomoći i potpore tijekom odgojno-obrazovnog procesa. Zadaća svakog učitelja je pružiti im podršku kako bi se omogućilo postizanje njihovog punog potencijala i uspjeha u školi. Pristup obrazovanju je jedna od najvažnijih tema za djecu s posebnim potrebama, jer u konačnici obrazovanje poboljšava kvalitetu života. Upotreba UI uz podršku učitelja i prilagođenih strategija poučavanja olakšava učenje i postizanje uspjeha.

Postoji nekoliko alata koji mogu pomoći djeci s oštećenjem vida u nastavi, zavisno o stupnju oštećenja, odnosno jesu li djeca slijepa ili slabovidna. Neki od tih alata su: Braillov redak, zaslonski čitači, govorni programi i povećavajući softver. Operativni sustavi omogućavaju pretvaranje teksta u govor. Aplikacija ima značajan potencijal u pružanju podrške u učenju. Omogućuje učenicima s oštećenjem vida pristup nastavnim materijalima, e-knjigama, mrežnim stranicama i drugim digitalnim resursima bez potrebe za stalnom pomoći drugih osoba što ih čini samostalnijima. Aplikacija za prepoznavanje govora omogućuje komunikaciju osobama s oštećenim sluhom. Primjerice osnovni Microsoftov alat Word ima opciju diktiranja i ispisa teksta, odnosno govori se u mikrofon i tekst se ispisuje u Word. Jedna od najboljih aplikacija koja može izuzetno pomoći u nastavi je AVA (Accessible Voice Assistant). Svi sudionici razgovaraju u blizini mikrofona svojih uređaja, a prijevod govora u tekst organiziran je u nizanu poruku za sve u grupi. Najčešća poteškoća u okviru specifičnih teškoća u čitanju je disleksija, karakterizira je smanjena razina čitanja (točnost, brzina i razumijevanje).

Kod osoba s poremećajem čitanja glasno čitanje karakterizirano je iskrivljavanjem, zamjenama ili ispuštanjem slova. I glasno čitanje i čitanje u sebi karakterizirani su sporošću i pogreškama u razumijevanju. Specijalizirane aplikacija omogućavaju učenicima komuniciranje putem ikona, izbora riječi ili rečenica te korištenje znakovnog jezika ili sintetiziranih glasova. Read&Write, Dyslexia Toolbox, Beeline Reader i OmoReader sadrže čitač teksta, prediktivno tipkanje koje omogućava pisanje i dovršavanje cijelih rečenica sa samo nekoliko dodira, rastavljanje riječi na slogove, prikazivanje teksta s posebnim gradientom boja koji olakšava praćenje linija teksta i prepoznavanje riječi. Učenici s teškim motoričkim poremećajima poput cerebralne ili dječje paralize mogu imati poteškoća u stvaranju jasnog govora. Koriste se sustavi augmentativne i alternativne komunikacije (AAC). Mogu uključivati korištenje visokotehnološkog hardvera i softvera koji omogućuju odabir riječi ili simbola koji će se prenijeti sugovorniku putem digitalnog ili sintetiziranog glasa. Napredne tehnologije, kao što su praćenje pogleda i prepoznavanje lica, za praćenje kretanja korisnika i tumačenje njihovih namjera omogućavaju osobama s ograničenom pokretljivošću, pristup informacijama. Dubinska kamera koristi se za dobivanje informacija o koordinatnom pomaku (XYZ) 78 točaka crta lica u određenom vremenskom razdoblju. UI neophodan je asistent učenicima s intelektualnim teškoćama.

Oni trebaju više vremena da nauče govoriti, hodati i brinuti se za svoje osobne potrebe. Neminovne su i poteškoće u savladavanju nastavnih sadržaja. Razne prilagođene aplikacije omogućavaju vizualne ili auditivne upute, raščlanjuju zadatke na manje dijelove, pružaju povratne informacije, nude dodatnu podršku za razumijevanje gradiva, postavljaju podsjetnike te prate napredak. Darovita su djeca vrlo maštovita i kreativna te umno sazrijevaju brže od svojih vršnjaka. Načitana su i pokazuju velik interes za specifična područja. Postavljaju puno pitanja, logički brže zaključuju, mogu analizirati, sintetizirati i stvarati samo sebi znane putove rješavanja složenih zadataka. Neodgovarajući nastavni planovi i programi te sadržaji koji se obrađuju izazivaju dosadu i nezainteresiranost stoga mogu biti nepažljivi, ometati druge učenike svojim aktivnostima. Ponekad pokazuju osobine koje se od njih najmanje očekuju: otpor radu u grupi ili paru, površnost, neprihvaćanje neuspjeha, a u razredu često nisu omiljeni pogotovo ako imaju naviku isticanja svoje intelektualne nadmoći (Adžić, 2011.). Inteligentni tutorski sustavi, ITS, (engl. Intelligent Tutoring Systems, ITS), namijenjeni su potpori i poboljšanju procesa učenja i poučavanja uvažavajući pri tom individualnost onoga tko uči i onoga koga se poučava. Radom s inteligentnim tutorskim sustavom učenik stječe osobnog “računalnog učitelja”. Računalni učitelj ne posjeduje emocije stoga učenik pred njim nema potrebe kriti svoje neznanje te slobodno, prirodno komunicira. Inteligentni tutorski sustav kombinira napredne tehnologije, poput umjetne inteligencije, strojnog učenja i data mininga, s pedagoškim strategijama kako bi prilagodili obrazovno iskustvo svakom pojedinom učeniku.

Kao i sve, umjetna inteligencija također ima pozitivne i negativne strane. Iako ima brojne prednosti koje su u naglom porastu, korištenje umjetne inteligencije u obrazovanju ima i nedostatke. Ponavljanje zadatka sustavi izvršavaju zadanim algoritmom, zbog te činjenice ponavljanjem iste prakse neće dovesti do unapređenja kao što je to slučaj kod ljudi koji bivaju sve bolji i uspješniji. Korištenje tehnologije i umjetne inteligencije izaziva ovisnost. Ukoliko je djeci u školi od najranije dobi predstavljena tehnologija kao primarni izvor podataka, djeca će o tehnologiji ovisiti te će se oslanjati na istu u svim životnim situacijama. Uz tehnologiju implementiranu u svakoj učionici, djeca neće moći zamisliti svoj život bez iste. (Kumar, 2019.) Kao rezultat toga, za nekoliko desetljeća ljudska će populacija postati ovisna o tehnologiji te će biti socijalno neprilagođena. Nadalje, zamjenom učitelja robotima, prepuštamo učenicima sva potrebna znanja, uskraćujući im osobnu interakciju s učiteljem. Učitelji nisu samo izvor znanja, već nude osobne upute, utječu na učenike te vode primjerom. Sustav nije u mogućnosti shvatiti koliko je netko zainteresiran za neko polje koliko je to učitelj sposoban interakcijom, dok sustav zaključuje isključivo putem svojih vidljivih rezultata. (Kumar, 2019.) Masovnim uvođenjem umjetne inteligencije u obrazovni sustav smanjuje se pažnja i sposobnost za obavljanje zadataka. Previše oslanjanje na UI  u izvršavanju jednostavnih zadataka, poput izvođenja računskih radnji ili pamćenja brojeva može utjecati na učenike u svakodnevnim školskim aktivnostima, koje zahtijevaju pamćenje ili analizu što dovodi do smanjenja vlastitih sposobnosti.

Zaključak:

Sve brži razvoj digitalne tehnologije donosi promjene u društvu, osobito u procesu odgoja i obrazovanja. Spremni ili nespremni na takve promjene, život nas s vremena na vrijeme iznenadi neočekivanim situacijama. Škola je mjesto življenja i učenja učenika i učitelja, mjesto u kojem odrastaju i razvijaju se stoga okružje treba biti poticajno i kvalitetno za življenje. Ako takvo okruženje uključuje sinergiju ljudskog potencijala (učitelja) i UI u prenošenju znanja i razvijanju učeničkih vještina učenikov cjelokupni razvoj će zasigurno biti kvalitetniji i sadržajno bogatiji. Umjetna inteligencija ima ogroman potencijal za pozitivne promjene u obrazovanju, čineći ga pristupačnijim, personaliziranijim i učinkovitijim. Međutim, važno je da se razvoj i primjena umjetne inteligencije u obrazovanju provodi odgovorno i etički kako bi se osiguralo da tehnologija služi općem dobru i unapređuje kvalitetu obrazovanja za sve učenike. Najvažnije je osigurati da se UI ne koristi pretjerano. Upravo zbog prednosti i nedostataka umjetne inteligencije nameće se potreba pažljivog korištenja kako bi se izbjegle negativne posljedice i osigurala ravnoteža između koristi i potencijalnih rizika.

Literatura:

1. Adžić, D. (2011). Darovitost i rad s darovitim učenicima, kako teoriju prenijeti u praksu.
2. Ilić, D., Jurešić, M. i Vulinović,K. (2016). Virtualna stvarnost u obrazovanju.
3. American foundation for blind (2023). Braille displays.
4. Azizi, N. (2022). User Evaluation of Social Robots as a Tool in One-to-One Instructional Settings for Students with Learning Disabilities. International Conference on Social Robotics, Social Robotics ,146-159.
5. Sinković, G. i Kaluđerčić, A. (2006). E-učenje- izazov hrvatskom visokom školstvu.

Ekonomska istraživanja, 19 (1), 105-113.

1. Škola puna mogućnosti(2017). Karakteristike učenika s teškoćama u razvoju Uvažavanje različitosti.
2. Smiljčić,I., Livaja, I. i Acalin,J. (2017). ICT u obrazovanju. Zbornik radova Veleučilišta u Šibeniku, 3-4(1), 157-170.
3. Techtarget network.(2023) Augmented reality.
4. Tifološki muzej(2023). Brailleov redak.
5. Tiflološki muzej • Predmet: Brailleov redak (tifloloskimuzej.hr)
6. Virtualna stvarnost (2023).Enciklopedija.hr.
7. Vlahović-Štetić, V. i dr, (2008). Daroviti učenici: Teorijski pristup i primjena u školi. Zagreb: Udžbenici Sveučilišta u Zagrebu.
8. BAJAJ, R. & VIDUSHI, S., 2018. Smart Education with artificial intelligence based determination of learning styles. Procedia Computer Science,
9. CHASSIGNOL, M., KHOROSHAVIN, A., KLIMOVA, A. & BILYATDINOVA, A., 2018.
10. Procedia Computer Science. Artificial Intelligence trends in education: a narrative overview.
11. DAVENPORT, T. & KALAKOTA, R., 2019. Future Healthcare Journal. The potential for artificial intelligence in healthcare
12. GUILHERME, A., 2017. AI & Soc, AI and education: the importance of teacher and student relations.