Sztuczna inteligencja w edukacji – rozmowa z profesor Joanną Strzelczyk-Łucką

Jak sztuczna inteligencja zmieni tradycyjną edukację? Na ten temat rozmawiamy z prof. AG, dr Joanną Strzelczyk-Łucką, prorektor ds. kształcenia w Akademii Górnośląskiej im. Wojciecha Korfantego w Katowicach.

Nowoczesne technologie już zaczęły zmieniać współczesny świat, gospodarkę, edukację. Czy to na razie ewolucja czy już rewolucja?

- Żyjemy w bardzo ciekawych czasach. W czasach, w których wszystkie obszary naszego życia ulegają szybkim przeobrażeniom, czego powodem jest w dużej mierze rozwój technologii. Przełom XX i XXI wieku przyniósł dynamiczne zmiany w większości obszarów funkcjonowania przedsiębiorstw, ale także człowieka jako jednostki. Trzeba odnotować przede wszystkim postęp w dziedzinie technologii cyfrowej, która coraz bardziej zdecydowanie wkracza w każdy aspekt życia ludzi, a co za tym idzie - również organizacji, biznesu i gospodarki. Terminem coraz częściej używanym - nie tylko w literaturze ekonomicznej - jest „społeczeństwo informacyjne”, czyli społeczeństwo, w którym informacja jest intensywnie generowana i wykorzystywana w życiu ekonomicznym, społecznym, kulturalnym i politycznym. Współczesny świat posiada bogate środki komunikacji, pozyskiwania i przetwarzania informacji, będące podstawą tworzenia większości dochodu narodowego oraz zapewniające źródło utrzymania większości ludzi.
Rozwój technologii w mojej opinii przebiega w sposób bardzo dynamiczny, a wręcz – rewolucyjny. Na przykład rewolucja związana z rozwijaniem się sztucznej inteligencji w połączeniu z coraz większą mocą obliczeniową komputerów pozwala ludziom na niespotykaną dotąd skalę odbierać ogromne ilości danych w czasie rzeczywistym oraz przeanalizować je w ciągu mikrosekund, co daje nowe szanse doskonalenia wielu procesów.

W jaki sposób np. sztuczna inteligencja zmieni model edukacji w najbliższych latach i dekadach?
- Sztuczna inteligencja ma być jedną z najważniejszych technologii przyszłości, jak można przeczytać w opracowaniach Parlamentu Europejskiego. Dodatkowo Komitet Rady Ministrów ds. Cyfryzacji przyjął w 2020 roku „Politykę rozwoju sztucznej inteligencji w Polsce”. Dokument wymienia główne obszary zainteresowań m.in. edukację. W opisie tego obszaru wymieniana jest przede wszystkim edukacja jako forma rozwoju kapitału ludzkiego na potrzeby gospodarki. To pokazuje, jakie wyzwania stoją przed AI. W ostatnich latach widzimy wiele spektakularnych rozwiązań pokazujący olbrzymi potencjał sztucznej inteligencji. Na przykład w 2016 roku firma Hanson Robotics opracowała pierwszego humanoidalnego robota o nazwie Sophia, który był zdolny do rozpoznawania twarzy, komunikacji werbalnej i ekspresji wyrazu twarzy, a w 2020 roku firma Baidu opracowała algorytm LinearFold AI (artificial intelligence) pomagający zespołom naukowców w pracach nad szczepionką przeciwko wirusowi SARS-CoV-2. Algorytm jest zdolny do przewidywania mutacji sekwencji wirusa RNA w czasie 27 sekund, to znaczy 120 razy szybciej niż dotychczas stosowane metody. Sukcesy i niewątpliwy postęp w rozwoju sztucznej inteligencji budzą optymizm i nadzieje związane z możliwościami jej wykorzystania w sektorze edukacji. Potencjalne spektrum zastosowań jest niezwykle szerokie. Dzisiejsza rewolucja sztucznej inteligencji daje nam szansę do tworzenia różnych środowisk uczenia się, które możemy dopasowywać do indywidualnych potrzeb uczniów czy studentów. Prawdziwą magią rzeczywistości rozszerzonej jest to, że będziemy mogli przenieść grupę słuchaczy w wybrany wycinek świata i historii. Dzięki połączeniu sztucznej inteligencji i rozszerzonej rzeczywistości można przeprowadzać bardzo ciekawe zajęcia m.in. z historii, biologii, geografii i z wielu innych dziedzin.

Czy sztuczna inteligencja zastąpi człowieka w roli nauczyciela?
- Pierwszym skojarzeniem, jakie nasuwa się przy rozważaniach na temat wykorzystania sztucznej inteligencji w edukacji, jest zastąpienie nauczyciela przez robota, który symuluje żywego człowieka w roli nauczyciela. Jest to prawdopodobnie zaawansowane stadium rozwoju sztucznej inteligencji, które zostanie osiągnięte na bardzo późnym, raczej odległym w czasie, etapie jej ewolucji, ponieważ robot w roli nauczyciela musi demonstrować niezwykle szerokie, w zasadzie kompletne spektrum zachowań żywego człowieka. W mojej opinii wykorzystanie nowoczesnych technologii będzie zmierzało raczej w kierunku wspierania pracy nauczycieli, a nie w kierunku ich zastąpienia. Na sztuczną inteligencję w edukacji należy zatem spojrzeć z pozycji „sztuczna inteligencja i człowiek”, a nie „sztuczna inteligencja kontra człowiek”, czyli zastanowić się, w jaki sposób człowiek może wykorzystać AI dla własnych celów: indywidualnie – w uczeniu się, jak również w edukacji – do organizacji procesu kształcenia.
W obecnych czasach mamy duży globalny problem związany z dostępnością, a przede wszystkim jakością kształcenia i tutaj musimy szukać wspomagania ze strony cyfryzacji. Możemy tu mówić m.in. o podniesieniu atrakcyjności zajęć, systemów oceniania czy też programów do samodzielnej nauki. Dla przykładu można przypomnieć o konkursie ogłoszonym w 2017 roku przez fundację XPRIZE, był to konkurs dotyczący stworzenia oprogramowania służącego edukacji, przeznaczonego dla 263 milionów dzieci na świecie, które nie mają dostępu do szkoły. Warto nadmienić, że nagrodę 15 milionów dolarów ufundował Elon Musk w partnerstwie z Google`em. Inicjatyw w obszarze wykorzystania AI w edukacji jest bardzo dużo i myślę, że jest to dobra droga do rozwiązywania wielu problemów współczesnego kształcenia.

Według szacunków World Economic Forum, 65 procent dzieci obecnie uczęszczających do szkół podstawowych będzie wykonywało zawody, które jeszcze nie istnieją, a które będą związane właśnie z nowymi technologiami, takimi jak robotyka, sztuczna inteligencja, rzeczywistość wirtualna. Jak się na to przygotować?
- Niedopasowanie kompetencji względem potrzeb rynku pracy, szacuje się, że dotyka 1,3 miliarda ludzi na całym świecie. Myślę, że problem jest bardzo złożony i sięga już pierwszych lat edukacji młodych ludzi. Współczesnemu systemowi edukacji bardzo daleko jest do jakości na miarę wyzwań ery cyfryzacji. Nasz model edukacji jest stworzony w innych czasach i na potrzeby innego świata. Charakter pracy się zmienia, a uczeni jesteśmy na wzorcach, które są niedopasowane do postępującej technologii i trendów społeczno-ekonomicznych. Rozpowszechniony jest zindustrializowany system oparty o standaryzację, z naciskiem na identyczne dla wszystkich schematy uczenia i testy, które stanowią jedyną kontrolę jakości kształcenia. Niestety, w procesie kształcenia testowany jest najczęściej bardzo wąski wycinek kompetencji, które nie zawsze mają wiele wspólnego z potrzebami i wyzwaniami współczesnego świata.
Tradycyjną rolą edukacji jest przygotowanie uczniów na przyszłość. Przyszłość zaś jawi się dziś jako nieustanne zmiany w środowiskach uczenia się i pracy, które są coraz bardziej wypełnione technologią zmierzającą do zastępowania rutynowych prac przez zautomatyzowane procedury i urządzenia. Pojawiają się nowe zawody korzystające w coraz większym stopniu z technologii, w tym z inteligentnych rozwiązań, jak roboty automatyzujące nie tylko rutynowe prace. Niezbędna więc będzie umiejętność współpracy z nimi. Podobnie jak to miało miejsce z każdą wcześniejszą technologią. Edukacja od najmłodszych lat powinna kształcić umiejętność rozumienia AI i komunikowania się z systemami wykorzystującymi metody/algorytmy AI. Właściwe odczytywanie oraz interpretacja efektów działania sztucznej inteligencji jest warunkiem odpowiedniego i bezpiecznego korzystania z jej rozwiązań.
W niedalekiej przyszłości dotychczasowa znajomość technologii i jej praktycznych aspektów będzie musiała zostać poszerzona o podstawową wiedzę na temat AI jednocześnie uczulając ludzi na aspekty etyczne i społeczne. AI ma możliwość zmiany form i organizacji nauczania. Na przykład w edukacji językowej zaczną być wykorzystywane aplikacje do rozpoznawania i przetwarzania języka naturalnego. Ta ekspansja sztucznej inteligencji wymaga uwzględnienia w podstawie programowej zapisów dotyczących AI. Ich realizacji powinno towarzyszyć pojawienie się w systemie edukacji odpowiednich urządzeń i oprogramowania, a przede wszystkim nacisk na przygotowanie i wsparcie nauczycieli.

Jakie kompetencje zatem należy rozwijać, by podołać wyzwaniom przyszłości? Jak Akademia Górnośląska odpowiada na te wyzwania?
- Rozwój społeczeństw informacyjnych i gospodarek opartych na wiedzy wymusza ciągłe doskonalenie i aktualizację kompetencji ludzi oraz podniesienie znaczenia koncepcji uczenia się przez całe życie. Współczesny rynek pracy zmienia się na tyle dynamicznie i szybko, że powoli zatracane są stare zawody, a w ich miejsce powstają nowe. Zmianie ulega otoczenie rynku pracy i przede wszystkim oczekiwania pracowników wobec osób zarządzających organizacją. Dla dzisiejszego pracownika bardzo ważny jest stały rozwój i podnoszenie własnych kompetencji. W obecnej dobie nacisk na kompetencje cyfrowe jest bardzo duży i każdy człowiek powinien mieć możliwość dokształcenia się w tym zakresie. Umiejętności cyfrowe obejmują zarówno kompetencje techniczne ale także poznawcze, emocjonalne i społeczne niezbędne do korzystania z nich. W ramach zdefiniowanych przez Komisję Europejską kompetencji kluczowych wskazano m.in. kompetencje cyfrowe, takie jak: umiejętność korzystania z informacji i danych, komunikowanie się i współpracę, umiejętność korzystania z mediów, tworzenie treści cyfrowych, w tym programowanie, oraz cyberbezpieczeństwo czy rozwiązywanie problemów i krytyczne myślenie.
Ostatnie dwa lata, w których organizacje i ludzie musiały nauczyć się funkcjonować w czasie pandemii COVID, przyniosły kolejną przesłankę konieczności powszechnego stosowania technologii cyfrowych. Czas ten unaocznił wszystkim, że bez wykorzystania m.in. nowoczesnych technik komunikacji cyfrowej nie byłoby możliwe realizowanie podstawowych zadań w przedsiębiorstwach, jak i całych gospodarkach. Sytuacja ta powoduje, że jeszcze mocniej uświadomiliśmy sobie konieczność współdziałania z nowoczesną technologią. Globalna łączność, inteligentne maszyny i nowe media to tylko niektóre z czynników zmiany sposobu myślenia o pracy, tego, co stanowi pracę oraz kompetencji, których będziemy potrzebować, by być efektywnymi pracownikami w przyszłości.
Nasza Akademia, będąc odpowiedzialną społecznie, śledzi trendy i dostosowuje ofertę kształcenia do potrzeb współczesnego świata. Mam tu na myśli zarówno kierunki studiów, techniki i narzędzia kształcenia, jak również systemy wspomagające samodzielne kształtowanie profilu kompetencyjnego naszych studentów i słuchaczy. Jeżeli mówimy o kierunkach studiów to przede wszystkim szeroki rozwój kierunku Informatyka z nowymi specjalnościami. Bardzo ważne jest także rozpowszechnianie przedmiotów do tej pory dedykowanych tylko Informatyce na inne kierunki kształcenia, jak np. wstęp do sztucznej inteligencji.
Jeżeli mówimy o technikach i narzędziach kształcenia to już od paru lat na naszej uczelni działa Monoprofilowe Centrum Symulacji Medycznej, w którym prowadzone są zajęcia na Wydziale Medycznym. Stopień realizmu symulacji jest bardzo różny, począwszy od studiów przypadku i gier edukacyjnych, poprzez komputerowe systemy wirtualnego pacjenta, manekiny i trenażery służące nauce umiejętności praktycznych, a skończywszy na zaawansowanych symulatorach pacjenta pozwalających na bardzo realistyczne odtworzenie scenariuszy klinicznych, czy wreszcie, wykorzystaniu standaryzowanych pacjentów. Elementy symulacji są wykorzystywane w nauczaniu na wszystkich etapach edukacji, od pierwszych lat studiów do specjalistycznego szkolenia podyplomowego. Zastosowanie tej metody nauczania pozwala na wprowadzenie nauki praktycznego zastosowania nabytej wiedzy teoretycznej.
W Akademii Górnośląskiej od roku akademickiego 2020/2021 realizujemy, wychodząc naprzeciw potrzebom studentów i wymaganiom rynku pracy, projekt Certyfikat Kompetencji. Jest to program dedykowany studentom, którzy lubią wykazywać inicjatywę i chcą rozwijać swoje talenty. Program jest przeznaczony dla studentów, którzy chcą wydobyć więcej z siebie i swojej edukacji akademickiej. Jest to program uzupełniający, który współistnieje obok podstawowego programu studiów licencjackich/magisterskich. Co warto podkreślić, student nie ponosi żadnych dodatkowych kosztów za przystąpienie i uczestnictwo w programie. W ramach tego projektu oferujemy pogłębienie standardowego programu studiów, poszerzenie wiedzy i umiejętności oraz zrozumienie w szerszym ujęciu uwarunkowań i różnych czynników otoczenia. Obok pogłębienia wiedzy na temat własnego programu studiów, bardzo ważne jest podejście interdyscyplinarne. Pracownicy AG jednak cały czas pracują nad nowymi inicjatywami, które będą wspierać naszych studentów i słuchaczy oraz doskonalić proces kształcenia niezbędnych dla nich kompetencji przyszłości.