AI ve vzdělávání: Učení na míru pro každého

Umělá inteligence (AI) proniká do stále více oblastí našeho života a vzdělávání není výjimkou. AI nabízí nebývalé možnosti pro personalizaci výuky, a to tak, že se přizpůsobí individuálním potřebám každého studenta. V tomto článku se blíže podíváme na to, jak AI mění vzdělávání a jaké s sebou přináší příležitosti i výzvy.

Personalizované učení s AI

S pomocí AI se personalizované učení stává realitou. AI systémy dokáží analyzovat data o studentech, jako jsou jejich studijní výsledky, silné a slabé stránky, a tempo učení. Na základě těchto informací pak systém přizpůsobuje obtížnost úkolů a studijních materiálů tak, aby co nejlépe odpovídaly aktuální úrovni znalostí a dovedností studenta. Pokud student v dané oblasti vyniká, systém mu může nabídnout náročnější úkoly, a naopak, pokud má s něčím potíže, může mu poskytnout doplňkovou podporu a cvičení.

AI systémy mohou také vytvářet personalizovaný obsah, jako jsou interaktivní kvízy, flashcards a dokonce i celé lekce šité na míru. Studijní materiály mohou být prezentovány v různých formátech, například formou videí, interaktivních simulací nebo textů. AI systémy mohou studentům doporučovat doplňkové zdroje a aktivity, které odpovídají jejich zájmům a znalostem.

AI ve vzdělávání ale neznamená jen přizpůsobení obsahu. AI může sloužit také jako “zesilovač” lidské výuky, který umožňuje učitelům soustředit se na individuální potřeby studentů a na komplexnější aspekty vzdělávání. Během pandemie jsme se naučili využívat technologie k tomu, aby se učitelé mohli více věnovat interaktivní a poutavější výuce. Stejný přístup můžeme uplatnit i v případě AI, a zkombinovat tak lidskou výuku s technologickou podporou.

Důležitou roli hraje AI také v překonávání jazykových bariér. AI nástroje pro překlad umožňují studentům z různých jazykových prostředí přístup ke vzdělávacím materiálům v jejich mateřském jazyce. To otevírá nové možnosti pro mezinárodní spolupráci a sdílení znalostí.

AI pro automatizaci administrativních úkolů

AI může zefektivnit nejen výuku, ale i administrativní procesy ve školství. AI systémy dokáží automatizovat úkoly, jako je hodnocení testů, tvorba rozvrhů a generování reportů. To učitelům uvolňuje čas, který mohou věnovat studentům a přípravě na výuku.

Platformy a nástroje pro personalizované učení

Na trhu existuje celá řada platforem a nástrojů, které využívají AI k personalizaci výuky. Mezi ty nejznámější patří:

• Khanmigo: AI tutor, který nabízí personalizované doučování a podporu studentům všech úrovní.
• Gradescope: Nástroj pro hodnocení s podporou AI, který zajišťuje konzistentní a objektivní hodnocení úkolů.
• Century Tech: Platforma, která s pomocí AI vytváří personalizované studijní plány a sleduje pokrok studentů.
• Duolingo: Oblíbená aplikace pro výuku jazyků, která využívá AI k přizpůsobení lekcí a cvičení individuálním potřebám studentů.
• Squirrel AI: Adaptivní výuková platforma, která analyzuje data o studentech a poskytuje jim personalizované studijní materiály.

Nástroj	Využití	Hlavní funkce	Compatibility	Free version
Khanmigo	AI doučování	Personalizované a interaktivní doučování s okamžitou zpětnou vazbou, široká škála předmětů, integrace s Khan Academy	Web, iOS, Android	Ne
Gradescope	Hodnocení s AI	Hodnocení s podporou AI a hodnocení na základě rubrik se zpětnou vazbou, analýza výkonu studentů, integrace s LMS	Web	Ano
Century Tech	Personalizované učení	Vytváření personalizovaných výukových plánů, sledování pokroku studentů, adaptivní výukové materiály	Web	Kontaktovat pro cenu
Duolingo	Výuka jazyků	Personalizované lekce a cvičení, adaptivní systém, interaktivní kvízy a hry	Web, iOS, Android	Ano
Squirrel AI	Adaptivní učení	Analýza dat o studentech, personalizované výukové materiály, adaptivní systém	Web	Kontaktovat pro cenu

Efektivita AI v personalizovaném učení

Výzkumy ukazují, že AI může mít pozitivní vliv na výsledky učení. Studenti, kteří používali adaptivní výukové programy s AI, dosáhli v testech o 62 % lepších výsledků. Studie také prokázaly, že AI může zvýšit motivaci a zapojení studentů do výuky. Personalizovaná zpětná vazba a interaktivní prvky, které AI nabízí, podporují aktivní účast studentů a zlepšují jejich porozumění látce.

AI má transformační dopad i na vzdělávání v oblasti managementu. Studie prokázaly, že AI systémy v této oblasti pozitivně ovlivňují autonomii studentů, jejich kompetence a vztahy, což vede k většímu zapojení do výuky a lepším studijním výsledkům.

Výzvy a rizika AI ve vzdělávání

I přes nesporné výhody, které AI ve vzdělávání nabízí, je důležité si uvědomit i potenciální rizika a výzvy. Mezi ně patří:

• Ochrana osobních údajů: AI systémy ve vzdělávání pracují s velkým množstvím dat o studentech. Je nezbytné zajistit, aby tato data byla uchovávána a používána zodpovědně a v souladu s etickými principy a legislativou. Například je důležité dbát na to, aby data nebyla zneužita k diskriminaci studentů nebo k jiným neetickým účelům.
• Algoritmické zkreslení: AI algoritmy mohou odrážet společenské předsudky, které jsou přítomny v datech, na kterých jsou trénovány. To může vést k diskriminaci určitých skupin studentů, například na základě pohlaví, rasy nebo sociálního původu. Je proto důležité, aby AI systémy byly navrhovány a trénovány tak, aby minimalizovaly riziko zkreslení.
• Digitální propast: Zavádění AI do vzdělávání může prohloubit digitální propast mezi studenty, kteří mají přístup k moderním technologiím, a těmi, kteří jej nemají. Je důležité zajistit, aby všichni studenti měli rovný přístup k technologiím a AI nástrojům, aby se zabránilo prohlubování nerovností ve vzdělávání.
• Nadměrná závislost na AI: Existuje riziko, že se studenti stanou příliš závislými na AI nástrojích a ztratí schopnost samostatně řešit problémy a kriticky myslet. Je důležité, aby AI systémy byly používány jako doplněk lidské výuky a aby studenti byli vedeni k rozvoji vlastních dovedností a kritického myšlení.
• Omezené možnosti multitaskingu: AI systémy se stále potýkají s omezeními v oblasti multitaskingu. To znamená, že nemusí být vždy schopny efektivně řešit komplexní úkoly, které vyžadují kombinaci různých dovedností a znalostí.
• Nadměrná důvěra v generativní AI modely: Nadměrná důvěra v generativní AI modely může brzdit jejich další rozvoj. Je důležité si uvědomit, že AI systémy se stále vyvíjejí a že jejich schopnosti jsou omezené. Je nutné kriticky hodnotit výsledky generované AI a neustále pracovat na jejich zlepšování.
• Zneužití AI k vytváření deepfakes: AI může být zneužita k vytváření deepfakes, tedy falešných videí a obrázků, které mohou být použity k manipulaci s informacemi a k šíření dezinformací. To představuje riziko pro bezpečnost dětí a pro důvěryhodnost vzdělávacích materiálů. Je důležité, aby školy a instituce byly informovány o rizicích deepfakes a aby přijaly opatření k jejich prevenci a detekci.

Etické aspekty AI ve vzdělávání

Etické aspekty jsou klíčové pro zodpovědné využívání AI ve vzdělávání. Je důležité zajistit, aby AI systémy byly transparentní, spravedlivé a respektovaly soukromí studentů 19. Instituce by měly dodržovat etické principy v celém svém AI úsilí 20.

Při výběru a implementaci AI technologií je nutné postupovat obezřetně, aby se zabránilo prohlubování společenských nerovností. AI systémy by měly být navrhovány tak, aby byly dostupné a inkluzivní pro všechny studenty, bez ohledu na jejich původ, pohlaví, nebo zdravotní stav.

Důležitým etickým rámcem pro využívání AI ve vzdělávání je model “Human Input AI Human Empowerment” (H AI H). Tento model zdůrazňuje, že AI by měla sloužit jako nástroj pro posílení lidských schopností a kreativity, a nikoliv jako náhrada lidské interakce a úsudku.

Budoucnost AI ve vzdělávání

AI bude hrát v budoucnosti vzdělávání stále důležitější roli. Očekává se, že AI systémy budou schopny poskytovat ještě personalizovanější a efektivnější výuku. AI může také pomoci s automatizací administrativních úkolů, což učitelům uvolní více času na interakci se studenty.

AI může také rozšířit vzdělávání za hranice tradiční třídy. Online kurzy, virtuální realita a další technologie s podporou AI umožní studentům učit se kdykoliv a kdekoliv.

V budoucnu se očekává i větší využití AI pro tvorbu imerzivních vzdělávacích zážitků s využitím technologií virtuální a rozšířené reality (VR a AR). Tyto technologie umožní studentům interaktivně se zapojit do výuky a lépe porozumět složitým konceptům.

S rostoucí rolí AI ve společnosti je důležité, aby se studenti učili o AI samotné, o jejím fungování a o jejím potenciálním dopadu na společnost. To jim umožní lépe se orientovat v technologicky vyspělém světě a zodpovědně využívat AI nástroje.

AI může být v budoucnu využita i k definování otázek v testech a zkouškách v souladu s učebními osnovami. To může zefektivnit proces tvorby testů a zabránit únikům otázek.

Školy a instituce, které již AI ve vzdělávání využívají

Mnoho škol a institucí po celém světě již AI ve vzdělávání využívá. Mezi příklady patří:

• First Avenue Elementary School v Newarku: Škola, která využívá AI tutor Khanmigo k personalizaci výuky.
• Ivy Tech Community College v Indianě: Vysoká škola, která využívá AI k identifikaci studentů s rizikem neúspěchu a poskytuje jim podporu.
• Bolton College ve Velké Británii: Vysoká škola, která využívá AI k vytváření online výukových materiálů.
• Rensselaer Polytechnic Institute: Univerzita, která ve spolupráci s IBM vyvinula kognitivní imerzivní místnost pro výuku mandarínštiny.

AI ve vzdělávání v České republice

Zatímco v České republice se plně adaptivní výukové platformy s využitím AI teprve rozvíjejí, existují zde již školy a projekty, které se o personalizované učení s AI zajímají a zavádějí ho do výuky.

Například:

• Projekt DigiHavel: Jedná se o digitálního člověka inspirovaného Václavem Havlem, který má sloužit jako interaktivní nástroj pro výuku občanské výchovy. DigiHavel využívá AI k odpovídání na otázky studentů a k diskuzi o tématech, jako je demokracie a lidská práva.
• Výzkum Univerzity Palackého a Microsoftu: Studie z roku 2023 zkoumala postoje českých učitelů k AI ve vzdělávání. Výsledky ukázaly, že učitelé vnímají AI jako potenciálně užitečný nástroj, ale zároveň mají obavy z jejího dopadu na vzdělávání a z etických otázek.
• Centrum pro robotiku a autonomní systémy (ČVUT): Centrum se zabývá výzkumem AI ve vzdělávání a spolupracuje se školami na vývoji a testování AI nástrojů pro personalizované učení.

Je patrné, že v České republice roste zájem o AI ve vzdělávání a že se objevují první projekty, které AI do výuky zavádějí. Očekává se, že v budoucnu bude AI hrát v českém školství stále důležitější roli a že se objeví další inovativní projekty a platformy pro personalizované učení s AI.

Zdroje a další čtení

Pro ty, kteří se chtějí o AI ve vzdělávání dozvědět více, je k dispozici celá řada zdrojů a publikací. Mezi ně patří například:

• Zpráva amerického ministerstva školství o AI a budoucnosti vzdělávání: PDF soubor
• Články a studie na platformě JSTOR: Artificial Intelligence and Education: A Reading List
• Studie o etických aspektech AI ve vzdělávání: Unveiling the shadows: Beyond the hype of AI in education

Závěr

AI má potenciál transformovat vzdělávání a zpřístupnit personalizované učení každému studentovi. Adaptivní výukové platformy, AI tutores a další nástroje s podporou AI mohou zlepšit výsledky učení, zvýšit motivaci studentů a zefektivnit výuku. Je však důležité si uvědomit i potenciální rizika a výzvy spojené s AI ve vzdělávání a zajistit, aby její využívání bylo etické a zodpovědné. Pro dosažení optimálních výsledků je klíčové kombinovat AI s lidskou výukou a podporovat rozvoj kritického myšlení a kreativity u studentů 31. Budoucnost vzdělávání s AI je plná slibných možností, ale je na nás, abychom ji formovali zodpovědně a s ohledem na etické principy a potřeby všech studentů.