PASSA: Ursynowscy uczniowie mają szansę uczestnictwa w nowym, zupełnie wyjątkowym projekcie dotyczącym matematyki. Na czym polega ten projekt?
ARTUR JACKOWSKI (kierownik zespołu odpowiedzialnego za stworzenie i rozwój systemu „zeszyt.online”): Stworzyliśmy unikatowy na światową skalę system informatyczny, oparty na sztucznej inteligencji, który wspiera naukę. Nazwaliśmy go roboczo zeszyt.online. Wykorzystujący sztuczną inteligencję system potrafi dostosować zadania do umiejętności ucznia. Dzięki temu słabiej radzący sobie uczniowie są w stanie stopniowo rozwiązywać złożone problemy matematyczne. Dla uczniów zdolnych natomiast system dobiera zadania, które są dla nich nowym wyzwaniem. System to jednak tylko jeden z elementów większej całości. Potrzebne są odpowiednio przygotowane zadania zgodne z podstawą programową, aplikacje dla ucznia i nauczyciela czy przemyślany i skoordynowany sposób wdrożenia tego rozwiązania w szkołach. Opracowujemy obecnie na Politechnice Warszawskiej konkretne modele wykorzystania tego narzędzia w nauce matematyki. Wydział Matematyki i Nauk Informacyjnych realizuje projekt „Matematyka – wstęp do kariery wynalazcy”. Z jego pomocą analizujemy i dopracowujemy różne scenariusze współpracy z nauczycielami, szkołami i jednostkami samorządów terytorialnych. Testujemy użycie w szkole jako pomoc na lekcji, jako zadania domowe, wsparcie zajęć dodatkowych dla uczniów uzdolnionych, jak również zajęć dokształcających dla uczniów radzących sobie słabiej.
Na czym polega innowacyjność tego systemu?
Nauczyciele i uczniowie mają dostęp do specjalnej platformy internetowej zawierającej zestawy interaktywnych zadań. Jedną z głównych zalet jest spersonalizowana edukacja. Zadania są na zróżnicowanym poziomie trudności, który dostosowuje się do aktualnych umiejętności ucznia. Tworzenie indywidualnych programów nauczania dla uzdolnionych dzieci oraz uczniów ze specjalnymi potrzebami edukacyjnymi to nie jest w szkołach nowość. Różnica jest taka, że dotychczas takie programy były ręcznie układane przez nauczycieli pod konkretnych uczniów. Nie trudno sobie wyobrazić, że zajmowało to nauczycielom wiele czasu. Ułożenie dobrego i skoordynowanego programu wymaga naprawdę sporo wysiłku. System zeszyt.online robi to automatycznie. Uczeń uzdolniony matematycznie nie marnuje czasu na rozwiązywanie wielu prostych, powtarzalnych, mechanicznie rozwiązywanych zadań. Czas ten może przeznaczyć na zadania, które wymagają od niego więcej wysiłku intelektualnego i skuteczniej rozwijają jego talenty. W przypadku ucznia radzącego sobie słabiej strategia jest zupełnie inna. Nie zrobimy z niego w ciągu jednego dnia ucznia piątkowego. Najpierw trzeba zbudować podstawy. To, że uczeń nie każde zadanie rozwiąże poprawnie, nie jest jeszcze powodem do strachu. Ważniejsze jest, aby uczeń rozumiał co nauczyciel mówi na lekcji i nie robił sobie zaległości. Matematyka jest przedmiotem, na którym materiał jest najbardziej ze sobą powiązany – to, czego uczy się dziecko teraz, jest później wykorzystywane i rozbudowywane. Braki w fundamentalnej wiedzy skutkują tym, że uczeń nie rozumie co dzieje się na lekcji. Później mamy niezadowalające wyniki z matematyki i ogólne uprzedzenie do tej królowej nauk. Zatem w pierwszej kolejności należy z każdej lekcji wyłuskiwać najprostsze zagadnienia, które najbardziej potrzebne są w dalszej edukacji. Dopiero później, po wyćwiczeniu tych umiejętności i upewnieniu się, że uczeń dobrze to rozumie, można spróbować rozwiązywać zadania trudniejsze. System zeszyt.online robi to automatycznie. Jego sztuczna inteligencja próbuje diagnozować predyspozycje każdego ucznia i budować dla niego indywidualne programy nauki skorelowane z programem realizowanym w klasie. I tu jest jedna z tych dużych innowacji, jakie wprowadza nasz system. Dotychczas nauczyciel praktycznie nie był w stanie samodzielnie przygotować dla każdego ucznia odpowiednio dobranych materiałów i zestawów zadań. System potrafi zrobić to automatycznie, uwzględniając osiągnięcia ucznia, jego predyspozycje i posiadaną wiedzę.
Drugą przełomową innowacją systemu jest to, że nauczył się on obserwować ucznia i diagnozować dlaczego nie potrafi on rozwiązać danego zadania. Następnie próbuje pomóc uczniowi samodzielnie dojść do właściwego wyniku. To taki prywatny, zawsze dostępny korepetytor.
Jakie są zatem cele tego projektu?
Tak jak powiedziałem, celem projektu, w którym uczestniczył między innymi Ursynów, było zweryfikowanie koncepcji wdrożeniowych systemu zeszyt.online i jego praktycznego użytkowania. To był teraz główny cel. Poza tym chcieliśmy prowadzić dalsze badania nad naszym systemem. Obserwowaliśmy jego działanie na większej populacji uczniów, jak sprawnie uczy się sztuczna inteligencja systemu, w jakim stopniu pomaga uczniom oraz które elementy warto dopracować. Część mniejszych ulepszeń wprowadzaliśmy już w trakcie roku szkolnego.
Projekt to także część stacjonarna. Staramy się znaleźć wśród dzieci ze szkół podstawowych uczniów wyjątkowo uzdolnionych, które wykazują duże predyspozycje do nauk ścisłych. Dzieci te nieodpłatnie zapraszamy na zajęcia warsztatowe odbywające się na Politechnice. Zaproszeni uczniowie mają okazję do uczestniczenia w laboratoriach chemicznych, fizycznych, informatycznych, matematycznych oraz zajęciach z robotyki. Warsztaty te prowadzą pracownicy i doktoranci z różnych wydziałów Politechniki. Być może, część dzieci będzie kiedyś zdawała u nich egzaminy...
Czy to oznacza, że skończą się problemy uczniów z nauką matematyki?
To zależy jak rozumie się „problemy”. Czy stworzyliśmy maszynę, która w 5 minut nauczy całej matematyki szkolnej? Nie. Wlewanie wiedzy bezpośrednio do mózgu to stale jest „science-fiction”.
Stworzyliśmy za to narzędzie, które znacząco wspomaga naukę. Przede wszystkim skraca czas wymagany do zrealizowania w matematyce określonych celów. System robi to poprzez efektywny dobór indywidualnych zadań i opiekę nad uczniem podczas ich rozwiązywania.
Jakie są zatem wyniki i wnioski przeprowadzonego do tej pory pilotażu?
Na Ursynowie w projekcie uczestniczyło 104 uczniów z wybranych klas szkół podstawowych o numerach 16, 313, 319, 340, 343, 384. Przez 3 miesiące rozwiązywali zadania matematyczne zaproponowane im przez system. Rozwiązali łącznie 22 557 zadań. To całkiem sporo, biorąc pod uwagę fakt, że udział był nieobowiązkowy. Zaangażowali się uczniowie o zróżnicowanych umiejętnościach – wśród nich ci najlepsi, dla których matematyka jest przyjemnością, jak również dzieci, którym matematyka sprawia trudności. To duży sukces, z którego się cieszę. Pokazuje on, że jest zapotrzebowanie na tego typu produkt, jak również to, że spotkał się on ze znacznym zainteresowaniem wielu użytkowników.
Zadowolony jestem także z wyników pracy systemu. Całkiem rozsądnie zadziałała wbudowana inteligencja. Analiza podjętych przez nią decyzji pokazała, że często poprawnie zdiagnozowała problem i skutecznie podjęła dalsze działania. System ciągle się uczy, więc wyniki za rok powinny być co najmniej tak dobre jak teraz.
Sprawnie zadziałało też przeprowadzenie pilotażu. Dostaliśmy duże wsparcie od Burmistrza Ursynowa oraz Wydziału Oświaty i Wychowania. To też oczywisty wniosek, aby tego typu projekty realizować w gminach, które są chętne do zaangażowania się w projekt.
