pandemien kunne åbne en dør til ny teknologi – og dramatisk innovation – inden for uddannelse

da COVID-19-pandemien tvang studerende på alle niveauer til at studere hjemmefra, kunne uddannelsesteknologi drevet af kunstig intelligens yde vital støtte til lærere og studerende. (Foto af Bongkarn Thanyankij)

Disaster er et laboratorium for innovation. Under en krig eller i kølvandet på et jordskælv mobiliserer hele samfund for at besvare den øjeblikkelige udfordring, mens en gruppe forskere ser efter en måde at omdanne krisen til fremskridt, der vil forbedre liv eller redde liv i fremtiden.

Pardos Pardos, adjunkt ved UC Berkeley ‘ s Graduate School of Education og School of Information.

den globale COVID-19-pandemi er sådan en udfordring. Krisen bringer et vedvarende spørgsmål: med titusindvis af studerende over hele verden tvunget til at blive hjemme fra skolen og nedlukninger i nogle områder, der sandsynligvis vil fortsætte i efteråret, hvordan kan vi sikre, at de får den bedst mulige uddannelse?

Pardos er specialist i adaptive læringsteknologier, der studerer den dybe dynamik i studerendes læring og marshaling big data for at opbygge brugervenlige værktøjer, der er både kraftfulde og subtile. Han har arbejdet tæt sammen med lærere og studerende på alle niveauer for at integrere teknologien i hverdagens læseplaner.

i en samtale beskrev han, hvordan disse nye supportsystemer engagerer eleverne og vurderer deres styrker og svagheder, selv når de ikke er i klasseværelset. Systemerne er ikke et online kursus, men snarere en online tutor, drevet af kunstig intelligens, der kan vurdere en studerendes styrker og svagheder og levere personlig individuel instruktion.

sådanne teknologier er allerede i brug i bachelorstudiet, herunder i Berkeley, og i begrænset omfang i amerikanske gymnasieklasser. I dag er undervisere imidlertid tvunget til at overveje de mest effektive måder at undervise studerende derhjemme — og det betyder, at COVID-19 muligvis åbner døren for nye ideer og nye teknologier, der vil udholde i klasseværelset, efter at katastrofen er aftaget.

og mens pandemien og de økonomiske forstyrrelser ændrer landskabet for det fremtidige arbejde, sagde Pardos, adaptive læringsteknologier har magten til at hjælpe eleverne med at dreje på farten mod nye karrierer.

Berkeley nyheder: når folk tænker på adaptive læringsteknologier, kan de forestille sig onlinekurser eller studerende, der bruger klikkere til at svare på spørgsmål fra en instruktør. Er det den rigtige måde at tænke på dem?

Sachary Pardos: det er noget andet. Disse teknologier har elementer af adaptiv læring. Specifikt mekanismer til øjeblikkelig feedback. Takket være autograding kan du få korrekthedsfeedback om problemer eller endda essays i et online kursus. Men adaptiv læring involverer mere personalisering fra teknologiens side.

nøglekomponenterne i adaptive vejledningssystemer har tendens til at være en model, der løbende vurderer, hvad en studerende ved, en liste over viden inden for det domæne, der læres, og derefter tip og en adaptiv sekventering af indhold baseret på, hvad den studerende ved. Et eksempel på det på Berkeley campus har været ALEKS-systemet. Det bruges af indkommende førsteårsstuderende, der endnu ikke er klar til matematik på college-niveau.

men de er ikke klar på en række forskellige måder. Så det er ikke kun et kort sommerkursus, der kan afhjælpe det. Og at have menneskelige vejledere løbende vurdere beredskab og tilpasse instruktion til hver af de hundredvis af indkommende studerende er en monumental opgave, der hurtigt ville overstige ressourcerne hos en menneskelig vejleder. Men adaptive vejledere har vist sig at skalere meget godt i dette scenario.

er der andre eksempler, du kan tænke på, der er i brug nu, eller måske snart?

Mastering fysik og MATHia, for geometri og algebra, er andre eksempler på adaptive vejledere. Der er mange flere. De fleste store lærebogsudgivere har købt eller udviklet vejledningssystemer som disse, og der er en bred vifte af adaptive læringsteknologier, der kommer ud af industrien og akademiske laboratorier, hvoraf nogle deler det samme fokus på vurdering som vejledningssystemtilgangen.

det har været en svaghed hos adaptive vejledere, at de har tendens til at være i begrænsede STEM-domæner. En udfordring fremadrettet er at udvide dem. En af flaskehalsene er, hvor meget emneekspertise der er behov for for at modellere et nyt domæne. Men big data-tilgange har været lovende for at overvinde det. En første milepæl blev opnået, da vi automatisk kunne generere personlig hjælp på farten i et online kursus ved hjælp af AI, som lærer af tidligere studerendes interaktioner med kurset.

hvis du er studerende, hvordan er det at bruge denne teknologi? Hvordan adskiller det sig fra traditionel læring?

det er den umiddelbare personlige hjælp og ordineret praksis, der kan finde sted. Mens processen med at søge hjælp kan være gavnlig, ved mange studerende ikke, hvor de skal starte og se på kursusmaterialerne og instruktionspersonalet for at få hjælp. Adaptive læringsteknologier kan yde noget af denne hjælp. Hvis en studerende ikke er op til et niveau af viden for at kunne besvare et spørgsmål, i stedet for at fortsætte til næste lektion, vil systemet adaptivt udvide den aktuelle lektion og give hjælp undervejs i form af tip og andre aktiviteter, indtil den studerende er parat til at gå videre.

på grund af COVID-19-pandemien studerer millioner af studerende derhjemme. Kan adaptive læringsteknologier hjælpe?

for begrænsede emner, Ja. Nødflytningen væk fra traditionelle klasseværelser har medført en reduktion i kontakttid mellem instruktør og studerende. Dette finder sted på tværs af K-12 og højere ed. Manglende kontakttimer kan delvist kompenseres for med adaptiv teknologi, hvor de i de øjeblikke, hvor eleverne ikke kan have synkrone læringssessioner (med lærere i realtid), kan interagere med en teknologi, der har kapacitet til at tilpasse instruktion — en begrænset kapacitet, men mere end en video eller lærebog.

det ser ud til, at denne krise af natur vil føre os til at tænke på innovation inden for uddannelse.

absolut. Nu hvor så mange undervisere har været nødt til at kommunikere, lære og undervise gennem online-mediet, kan det ikke ignoreres som en mulighed at overveje i fremtiden, og spørgsmålet kan heller ikke ignoreres, hvilke værktøjer der kan bringes til at bære for at forbedre kvaliteten af læring i online og stedbaserede miljøer.

dette er en mulighed for at reflektere over de udfordringer, der opleves under pandemien, udfordringer som manglende engagement og manglende følelse af forbindelse med studerende. Hvordan kan passende anvendelse af adaptiv teknologi gøre online læringsoplevelser hele, fra både lærer-og elevperspektiver?

nogle undervisere har udtrykt bekymring for, at studerende, der formodes at studere derhjemme, under pandemien i stedet er offline og drift. Hvis adaptive læringsteknologier var bredt på plads lige nu, kunne de hjælpe?

der er både et adgangs-og orienteringsproblem her. Med access begynder vi at se data SIM (subscriber information module) kort og enheder behandlet som skolebusser — leveringskøretøjer, der forventes at blive leveret til studerende for at få dem til det nu virtuelle klasseværelse.

selv når eleverne har adgang, er der tegn på, at den måde, hvorpå de orienterer sig mod online læring, kan føre til en præstationsdeling. En kollega var nysgerrig, hvordan studerende navigerede materialer i hans online kursus, og hvis studerende, der mislykkedes kurset, navigerede på en anden måde end dem, der bestod.

vores forskning i data fra kurset viste, at det at gå til spørgsmålene først og derefter lede efter svar i det forberedende materiale var et dominerende mønster blandt studerende, der mislykkedes. At følge den foreskrevne pensumsti var dominerende blandt studerende, der bestod. Instruktøren foretog et par ændringer til den næste klasse, tilbyder en lille mængde ekstra kredit for dem, der først fik adgang til det forberedende materiale og sendte en e-mail til dem, der ikke gjorde det, lade dem vide, hvor vigtigt det var for tidligere studerendes succes. Han så en stigning i karakterer efter at have foretaget disse ændringer.

afhentningen til den umiddelbare fjernundervisningssituation er, at nogle studerende ikke naturligt vil have en disciplineret orientering til online læring. Hvis ikke gennem live videokonference sessioner og deltagelse, hvordan opretholder lærerne struktur og holder eleverne på sporet? Incitamenter og evidensbaseret personlig kommunikation er muligheder. Den stive personaliserede sekventering af adaptive læringsteknologier kan være en anden.

det forekommer mig, at du ikke kun taler om ny teknologi, men en fundamentalt anderledes måde at undervise og lære på.

som biologiske, kognitive væsener har vi ikke ændret os meget. Men teknologi ændrer alle aspekter af vores liv, og jeg tror, at det også nu sker inden for uddannelse, hvor lærere arbejder sammen med teknologi. Der er også et antydning af det velkendte her, da mange adaptive læringssystemer er inspireret af en-til-en-vejledning.

kig ned ad vejen fem eller 10 år. Hvordan ser du teknologien udvikle sig-og hvordan vil uddannelse udvikle sig?

vi vil se teknologi blive lettere at integrere med, hvad lærere forsøger at opnå. Maskinlæringsteknologi, især naturlig sprogbehandling, vil give mulighed for sokratiske pædagogiske tilgange og bedre koordinerede peer-to-peer-læringsmuligheder.

adaptiv læring vil blive brugt i bredere sammenhænge. På grund af det skiftende økonomiske landskab kan mange studerende beslutte at dreje fra deres tilsigtede karriere og grader. De vil have forudgående viden opnået fra de grader, de drejer væk fra, og ville søge personlige læseplaner, der udnytter det, de har lært, til sammenhængende at skifte mod det, de nu vil lære.

dette er en udfordrende personaliseringsopgave, men et scenarie svarende til dem, hvor adaptive vejledere har vist sig at udmærke sig, kun anvendt på et højere niveau på tværs af kurset. Mit laboratorium har udviklet og pilotet en adaptiv teknologi, der stræber efter dette mål her på Cal.

er der utilsigtede konsekvenser, som vi bør tænke på nu? Potentielle risici?

en faldgrube tænker, at teknologi kan gøre alt. Folk har brug for at lære akademiske emner, men de skal også lære at være mennesker. De har brug for at lære medfølelse, generøsitet, hvordan man arbejder sammen, hvordan man deler ansvar og kredit, og hvordan man opretholder relationer, hvilket bestemt er et emne for livslang læring. Hvordan man bliver en god borger, der bidrager til samtalen om, hvad samfundet skal værdsætte. Du vil ikke have en adaptiv læringsteknologi til at undervise i det.