Sztuczna inteligencja zmieni wyższe uczelnie, jak bardzo i kto skorzysta?

homodigital.pl 10 miesięcy temu

Edukacja, nauka, wyższe uczelnie – czy generatywna sztuczna inteligencja może dokonać w tych zakresach przełomu na miarę wynalezienia druku przez Gutenberga? Zdecydowanie tak – o tym świadczą najnowsze badania. GenAI upowszechnia dostęp do wiedzy i znacznie przyśpiesza proces uczenia, a także prowadzenie badań. Pod warunkiem, iż nowa technologia jest adekwatnie wykorzystana.

Kalifornijski startup OpenAI, który wprowadził na rynek jesienią 2022 r. pierwsze i najpopularniejsze w tej chwili narzędzie generatywnej sztucznej inteligencji – ChatGPT, szacuje, iż ta technologia będzie miała istotny wpływ – pozytywny i negatywny – na 80% współcześnie funkcjonujących stanowisk pracy. Jak to rozumieć?

Światowe Forum Ekonomiczne oblicza, iż GenAI stworzy 97 mln miejsc pracy do końca 2025 r., jednocześnie 85 mln dotychczas istniejących miejsc pracy ulegnie likwidacji. Niewątpliwie obszarem, w którym zmiany mogą być szczególnie głębokie, jest edukacja, w tym funkcjonowanie szkół wyższych. Ta dziedzina może przeżyć prawdziwą rewolucję, zarówno w procesie kształcenia, jak i badań naukowych.

W przededniu rewolucji

Niedawne badanie firmy EDUCAUSE, instytucji non-profit zajmującej się zastosowaniami technologii w edukacji, przeprowadzone wśród interesariuszy szkolnictwa wyższego, jest dowodem na nieuchronność i dużą skalę zmian.

Większość respondentów (83%) uważa, iż generatywna sztuczna inteligencja głęboko zmieni szkolnictwo wyższe już w ciągu najbliższych trzech do pięciu lat, a 65% jest zdania, iż zastosowanie generatywnej sztucznej inteligencji w szkolnictwie wyższym będzie miało więcej zalet niż wad.

Zmianom podlegać mogą praktycznie wszystkie dziedziny funkcjonowania wyższych uczelni, w tym administracja akademicka, która w dużej mierze zostanie zautomatyzowania. To może pozytywnie wpłynąć na koszty funkcjonowania szkół wyższych i obniżyć w zauważalny sposób wysokość czesnego dla studentów.

Jednak z badania firmy analityczno-edukacyjnej HolonIQ wynika, iż sztuczna inteligencja będzie miała największy wpływ na procesy egzaminowania, testowania i oceniania. Co więcej, trzy czwarte pytanych respondentów stwierdziło, iż głównym powodem stosowania sztucznej inteligencji w szkolnictwie będzie chęć osiągnięcia lepszych wyników uczniów i studentów.

Osobisty asystent studenta

Przyszłością kształcenia są oparte na AI inteligentne systemy nauczania (ITS), które umożliwiają korzystanie ze zindywidualizowanych sposobów zdobywania wiedzy.

Narzędzia AI do spersonalizowanego uczenia się zapewniają adaptacyjne instrukcje i mogą być wykorzystywane do indywidualnych rekomendacji kursów, pomagając uczącym się robić postępy w ich własnym tempie, przekierowując ich do dodatkowych materiałów, gdy zajdzie taka potrzeba, oraz przekazując nauczycielom informację zwrotną na temat dokonywanych przez studentów postępów. Studenci mogą lepiej identyfikować swoje potrzeby edukacyjne i kontrolować postępy w nauce. To zwiększy efektywność i szybkość procesu uczenia.

Na Uniwersytecie Technologicznym w Sydney wykładowcy stworzyli program, który śledzi ruchy twarzy i oczu studentów, aktywność klawiatury i ruchy kursora na ekranie podczas wykładów i korzystania z innych treści online, aby uchwycić natychmiastową reakcję adresatów lub poziom ich zaangażowania. Dzięki tym informacjom wykładowcy mogą dokonać zmian w bieżących kursach, przygotowywać bardziej angażujące treści na kolejne zajęcia, co służyć ma osiąganiu lepszych wyników w nauce.

Wykładowcy, dziekani wydziałów, ale także sami studenci, korzystając z cyfrowego narzędzia predykcji zwanego Element451, mogą na podstawie danych behawioralnych zdefiniować swoje szanse na odniesienie sukcesu w nauce.

Wpływ na wyniki nauki

Innym zastosowaniem sztucznej inteligencji w edukacji są roboty ewaluacyjne, czyli zautomatyzowane platformy oceniające lub pomagające nauczycielom w ocenianiu zadań czy esejów i przekazywaniu uczniom informacji zwrotnych (np. Intelligent Essay Assessor). Sami uczący się mogą korzystać ze sztucznej inteligencji do oceny swoich prac i generowania sugestii ich poprawy.

Eksperyment przeprowadzony w Japonii wykazał, iż uczniowie uczący się języka angielskiego dzięki AI osiągnęli zauważalnie lepsze wyniki w testach komunikacji międzynarodowej (TOEIC) niż ich rówieśnicy uczący się tradycyjnymi metodami.

Do podobnych wniosków doprowadziło badanie porównawcze w Ghanie w 2021 roku. Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Kwame Nkrumah (KNUST) odkryli, iż wykorzystanie opracowanego przez nich chatbota, zwanego KNUSTbot, poprawiło wyniki w nauce studentów, którzy z niego korzystali, w porównaniu z ich rówieśnikami z grupy kontrolnej, którzy miała zajęcia z instruktorem. Aby zapewnić korzyści płynące z chatbotów studentom, którzy nie mają dostępu do internetu, w kwietniu 2023 r. uruchomiono uproszczoną wersję bota, z którym można komunikować się dzięki SMS-ów.

Jeden z najwcześniejszych przykładów możliwości wykorzystania chatbotów do wspierania nauczania został przetestowany w 2016 r. w Georgia Institute of Technology w USA, kiedy chatbot AI o nazwie Jill Watson zaczął odpowiadać na podstawowe pytania studentów online. Studenci nie zdawali sobie sprawy, iż korzystają z oprogramowania, co profesor ujawnił dopiero pod koniec semestru.

Obecnie najbardziej znanym asystentem uczenia się jest Khanmigo, który wykorzystuje technologię ChatGPT-4. Asystent został udostępniony w marcu 2023 r. przez największą edukacyjną organizację non-profit na świecie Khan Academy, która posiada 150 mln użytkowników, oferując naukę w 50 językach. Projekt Khanmigo od razu zyskał popularność wśród setek tysięcy uczniów, studentów i nauczycieli.

Personalny asystent nie oferuje gotowych rozwiązań czy odpowiedzi, a raczej – wcielając się w rolę coacha – zadaje pytania, udziela wskazówek, umożliwiając studentom i nauczycielom dokonywanie postępów w trakcie pisania prac, budowy planu lekcji i wykładów, rozwiązywania zadań matematycznych czy dyskusji grupowych.

To swego rodzaju nowa odsłona metody sokratycznej nazwanej uczeniem adaptacyjnym. Personalizuje ona interakcje między uczniem i materiałem, biorąc pod uwagę stan wiedzy i preferencje uczących się. Tego typu rozwiązania muszą rodzić pytanie, czy nauczyciele będą w ogóle potrzebni.

Odpowiada na nie sama Khan Academy, która jest przekonana, iż dzięki wykorzystaniu asystenta, można choćby o połowę skrócić czas pracy pedagogów przeznaczony na przygotowanie zajęć i czynności administracyjne i poświęcić go na bezpośrednią interakcję z uczniami, co pozytywnie przełoży się na ich wyniki.

Sztuka promptowania

Istotną kompetencją związaną z wykorzystaniem sztucznej inteligencji przez studentów jest tzw. prompt engineering, czyli umiejętność tworzenia pytań, które pozwolą uzyskać najbardziej przydatne odpowiedzi z platform AI.

Jednocześnie wykładowcy muszą nauczyć się integrować technologię z treścią i formą swoich zajęć, traktując sztuczną inteligencję bardziej jako sojusznika niż przeciwnika w procesie edukacji. Potrzebne są więc raczej odpowiednie szkolenia i seminaria, a nie kategoryczne zakazy korzystania z generatywnej sztucznej inteligencji.

Wykładowcy powinni instruować studentów, jak kierować wynikami ChatGPT w stronę zamierzonych celów związanych z esejami, pracami seminaryjnymi czy magisterskimi. Najkrócej mówiąc, chodzi o zrozumienie, jak działają modele językowe (LLM) i jak rozmawiać z ChatGPT.

Jednostki dydaktyczne uczelni powinny pomóc studentom nauczyć się doskonalić prompty tak, aby uzyskać coraz bardziej precyzyjne odpowiedzi (podejście iteracyjne). A to odbywa się poprzez ustalanie kontekstu, definiowanie zadań i określanie pożądanego wyniku dla danego modelu językowego.

Studenci górą w korzystaniu w GenAI

Opierając się na raporcie Time for Class (T4C) opublikowanym wiosną 2023 r., firma Tyton przeprowadziła badanie pulsacyjne, w którym wzięło udział ponad 1000 wykładowców szkół wyższych i 1600 obecnych studentów szkół policealnych. Na rysunku poniżej widać, iż od wiosny do jesieni 2023 r. wykorzystanie generatywnych narzędzi sztucznej inteligencji stale rośnie, ale wykładowcy i studenci nie korzystają z nich w równym stopniu.

Warto zauważyć, iż w tej chwili połowa – 49% – studentów twierdzi, iż regularnie korzysta z narzędzi generatywnej sztucznej inteligencji. Tylko 22% wykładowców deklaruje, iż korzysta z nich regularnie, co wskazuje na ogromną różnicę w doświadczeniu między tymi dwiema grupami użytkowników.

Potencjał GenAI dla studentów jest tak atrakcyjny, iż niemal połowa uczestników badania w ankiecie firmy Tyton Partners stwierdziła, iż korzystałaby dalej z generatywnej sztucznej inteligencji, choćby gdyby uczelnie tego zakazały.

Więcej światła na stosunek studentów do korzystania z AI rzuca publikacja w Journal of Applied Learning & Teaching. Przeprowadzone w USA badania wykazały, iż 43% z 1000 ankietowanych studentów uniwersytetów korzystało z narzędzi sztucznej inteligencji, takich jak ChatGPT, a połowa z tych użytkowników uciekała się do wsparcia sztucznej inteligencji przy zadaniach lub egzaminach.

Spośród 216 studentów, którzy używali narzędzi sztucznej inteligencji do swojej pracy akademickiej, połowa w większości ukończyła swoją pracę samodzielnie, ale korzystała ze sztucznej inteligencji w określonych fragmentach, a 30% w dużym stopniu polegało na sztucznej inteligencji w większości swoich zadań, dokonując w razie potrzeby poprawek. Natomiast 17% z tych osób przesłało prace stworzone przez sztuczną inteligencję do oceny bez wprowadzania żadnych modyfikacji.

Badacze zwrócili również uwagę na ryzyko powstania zaklętego cyklu wykorzystywania sztucznej inteligencji. Studenci używają jej narzędzi do tworzenia prac akademickich, a następnie sztuczna inteligencja dokonuje ich oceny. Stąd postulat koniecznego zaangażowania nauczycieli akademickich w proces weryfikacji i ewaluacji aktywności studentów.

Na nadużycia – regulacje!

Co mogą poradzić uczelnie na ryzyka związane z pokusami nadużycia technologii w procesie edukacji?

Jak wynika z danych przedstawionych jesienią 2023 roku w czasie szczytu Cyfrowych Uniwersytetów obszaru Bliskiego Wschodu, Europy i Afryki Północnej (MENA), zaledwie 3 proc. instytucji edukacyjnych wypracowało i wdrożyło zasady użytkowania narzędzi sztucznej inteligencji przez studentów. Należy do nich Uniwersytet Oksfordzki, który ma bardzo precyzyjny zestaw regulacji na ten temat.

W Polsce pierwszą uczelnią, która wdrożyła pakiet regulujący zasady wykorzystywania GenAI przez studentów i pracowników naukowych, jest Uniwersytet Warszawski.

Uchwała Uniwersyteckiej Rady ds. Kształcenia zawiera tylko jeden twardy zakaz użycia sztucznej inteligencji (AI) przez studentów: zakazano użycia tej technologii w przypadku egzaminów pisemnych, choćby tu jednak pozostawiono furtkę – można jej używać, jeżeli „polecenia egzaminacyjne lub treści zadań egzaminacyjnych określają sposób korzystania z systemów SI”.

W przypadku prac dyplomowych użycie sztucznej inteligencji jest dozwolone tylko za zgodą opiekuna pracy i musi być szczegółowo opisane w samej pracy. Przy pracach zaliczeniowych reguły użycia AI powinny być przedstawione w jasny sposób przez prowadzących zajęcia.

Należy podkreślić, iż choć uchwała reguluje użycie AI, to władze UW w żaden sposób nie odżegnują się od użycia sztucznej inteligencji, wręcz przeciwnie, zachęcają do jej stosowania. Uczelnia chce, by wykładowcy rozważyli użycie systemów sztucznej inteligencji „w celu lepszego przygotowania osób studiujących do wyzwań współczesności”.

Jakie przewagi zapewni uczelniom GenAI?

Organizacja UNESCO, agenda ONZ, opublikowała raport o zastosowaniach AI w szkolnictwie wyższym. Dokument kreśli scenariusz działań związany z wdrożeniem sztucznej inteligencji do praktyki akademickiej. Co może się zdarzyć w tym zakresie?:

zostaną zmodyfikowane i zweryfikowane sposoby oceny prac studentów z wykorzystaniem AI;
rozpowszechni się stosowanie różnych narzędzi AI, co poprawi doświadczenie studentów i korzystnie wpłynie na efekty kształcenia;
zmianie ulegną role kierownictwa uczelni, wykładowców i innych pracowników, a także wielu podmiotów;
uczelnie będą podejmować coraz więcej decyzji na podstawie danych, a te najsprawniej działające mogą osiągać dzięki AI lepsze wyniki zarządzania i kształcenia.

Wiedzę dotyczącą możliwości i efektywności kształcenia w oparciu o wykorzystanie AI poszerzą badania w samym szkolnictwie wyższym, a szkolenia w zakresie metodologii i etyki wykorzystania sztucznej inteligencji staną się powszechne na uczelniach wyższych.

Procesy te powinny być wdrożone bez zbędnej zwłoki, choć można się spodziewać oporu części środowisk akademickich przyzwyczajonych do tradycyjnych metod kształcenia i dotychczasowych ról i statusu nauczycieli akademickich.