Inteligența Artificială în școală nu este o sperietoare!

Începem noul an școlar cu resurse noi, cu tehnologii noi. Ce avem de făcut? Cum se pot implica profesorii, ce au făcut și ce trebuie să mai facă autoritățile, comunitatea IT&C din industrie și servicii?

Iată o motivație oficială oferită de colegul dr. ing. Vlad Tudor, profesor la Liceul Teoretic Național din București.

Strategia Națională în domeniul Inteligenței Artificiale pentru 2024-2027, adoptată de Guvernul României în luna iulie 2024, vizează să consolideze rolul țării în sectorul AI, integrând și adaptând inițiativele europene la contextul național. Unul dintre obiectivele centrale ale strategiei este de a crește competențele în AI în rândul populației și de a dezvolta programe educaționale specializate. Aceasta include formarea continuă a forței de muncă, integrarea cursurilor de AI în învățământul superior și profesional și creșterea numărului de absolvenți din domenii relevante, precum STEM (știință, tehnologie, inginerie și matematică). Educația și formarea vor juca un rol important în pregătirea României pentru viitoarele provocări economice și tehnologice.

Ministerul Educației din România subliniază interesul de a integra tehnologii avansate, inclusiv inteligența artificială, în educația preuniversitară, prin re­centa inițiativă de a defini un cadru de competențe digitale pentru elevi. Integrarea IA în educație nu este doar o provocare tehnologică pentru elevi, ci și pentru profesori. Documentul propus subliniază importanța pregătirii cadrelor didactice pentru a ghida eficient elevii în dobândirea acestor noi competențe. Profesorii trebuie să fie capabili să explice concepte complexe, cum ar fi gândirea algoritmică și utilizarea etică a IA, și să faciliteze aplicarea acestora în contexte reale. Integrarea IA în educație le oferă profesorilor oportunitatea de a modela gândirea critică a elevilor, de a-i învăța cum să identifice și să evite capcanele lumii digitale, cum ar fi știrile false sau conținutul manipulator.

Cadrele didactice sunt invitate să îm­­brățișeze aceste schimbări și să sprijine această transformare digitală în educație. Prin dezvoltarea continuă a competențelor și adoptarea IA ca instrument educațional, profesorii pot transforma provocările digitalizării în oportunități de creștere și inovare. Spre exemplu, Liceul Teoretic Național din București va inaugura în curând laboratorul inteligent LTNix, un spațiu avansat destinat îmbogățirii procesului educațional prin tehnologie de vârf IT&C. Acest spațiu modern este conceput să sprijine atât elevii de liceu, cât și cadrele didactice în explorarea și aplicarea noilor tehnologii. În plus, do­­rim să integrăm treptat elemente de inteligență artificială în curriculumul școlar pentru a dezvolta competențele digitale ale elevilor și a îmbunătăți procesul de învățare. Grupul nostru de lucru și-a luat angajamentul de a pregăti elevii pentru provocările și oportunitățile erei digitale.

Cum se schimbă viața profesorului în condițiile acestei revoluții tehnologice, mai ales cu „amenințarea AI“ și cu tehnologizarea puternică a clasei, a mijloacelor de predare/învățare?

De ce ne speriem de AI? Înțelegem ce înseamnă AI? Iată ce răspunde robotul:

AI înseamnă Inteligență Artificială. Este un domeniu al informaticii care se concentrează pe crearea de mașini sau sisteme capabile să efectueze sarcini care, în mod normal, necesită inteligență umană. Aceste sarcini includ învățarea, raționamentul, recunoașterea vorbirii, recunoașterea imaginilor, luarea deci­ziilor și rezolvarea problemelor.

La urma urmelor, de ce să ne sperie mașinăriile capabile să efectueze sarcini din ce în ce mai complexe? Acesta este un mare ajutor pentru profesor, pentru că AI poate analiza profund capabilitățile unui elev și poate da soluții pentru acoperirea unor lacune de cunoștințe sau deprinderi. AI poate face mai rapid și mai eficient teste de evaluare dacă îi punem la dispoziție un tezaur de idei pe o temă dată. Interpretarea rezultatelor la fel de rapidă poate să ușureze mult munca evaluatorului și în același timp poate să de­termine învățarea mai relaxată a elevului.

Iată și răspunsul robotului la întrebarea care este rolul AI în școală?

Inteligența Artificială (AI) poate avea un rol semnificativ în școală, îmbunătățind diferite aspecte ale procesului educațional și adaptându-se la nevoile individuale ale elevilor. Iată câteva dintre rolurile principale pe care AI le poate juca în școală:

1. Învățare personalizată

AI poate analiza stilurile de învățare și ritmul fiecărui elev și poate oferi materiale de studiu adaptate la nevoile lor specifice. De exemplu, platformele de e-learning bazate pe AI pot sugera exerciții suplimentare, resurse video sau ex­­plicații suplimentare în funcție de progresul și dificultățile întâmpinate de elev.

2. Evaluare și feedback automatizat

AI poate automatiza procesul de evaluare, oferind feedback imediat și precis. Testele și examenele pot fi corectate au­tomat, economisind timp profesorilor și oferind elevilor posibilitatea de a înțelege greșelile în timp real.

3. Asistenți virtuali

Asistenții virtuali alimentați de AI pot ajuta elevii cu întrebări sau clarificări în afara orelor de curs. Aceștia pot răspunde la întrebări frecvente, pot oferi explicații suplimentare și pot ghida elevii prin procese complexe.

4. Suport pentru profesori

AI poate ajuta profesorii să își gestioneze mai bine timpul și resursele. De exemplu, poate genera planuri de lecții personalizate, poate sugera activități de grup sau poate analiza datele de performanță ale elevilor pentru a identifica cine are nevoie de ajutor suplimentar.

5. Gamificarea educației

AI poate fi folosită pentru a dezvolta jocuri educaționale și aplicații interac­tive care fac învățarea mai captivantă și motivantă pentru elevi. Aceste instrumente pot ajuta la consolidarea cunoștințelor într-un mod distractiv.

6. Accesibilitate și incluziune

AI poate facilita învățarea pentru elevii cu dizabilități prin dezvoltarea de tehnologii de recunoaștere a vorbirii, citire automată a textelor, traducere au­tomată în limbajul semnelor sau generarea de texte alternative pentru persoanele cu deficiențe de vedere.

7. Predicție și prevenție

AI poate analiza datele legate de performanța elevilor pentru a identifica tendințe și a prezice cine ar putea avea probleme academice. Acest lucru permite intervenții timpurii și prevenirea eșecului școlar.

8. Resurse educaționale inteligente

AI poate ajuta la crearea și actualizarea continuă a resurselor educaționale, cum ar fi manualele digitale sau enciclopediile interactive, care sunt mereu la zi cu cele mai recente informații și descoperiri.

Ce mijloace AI pot avea la îndemână profesorii? Răspunde robotul:

Profesorii au la dispoziție o varietate de mijloace bazate pe inteligența artifi­cială (AI) pentru a îmbunătăți predarea și pentru a face procesul educațional mai eficient și mai adaptat nevoilor individuale ale elevilor. Iată câteva dintre aceste mijloace:

1. Platforme de învățare online personalizate

• Khan Academy: Folosește AI pentru a oferi lecții personalizate și exerciții adaptate progresului fiecărui elev.
• Coursera și edX: Aceste platforme utilizează AI pentru a sugera cursuri relevante, oferind o experiență de învățare adaptivă.

2. Sisteme de management al învățării (LMS) cu AI integrată

• Google Classroom și Microsoft Teams: Integrează instrumente AI pentru a organiza sarcinile, a trimite notificări și a analiza performanțele elevilor.
• Moodle: LMS open-source care poate fi extins cu plug-in-uri AI pentru a oferi feedback personalizat și a urmări progresul elevilor.

3. Asistenți virtuali și chatboți educaționali

• IBM Watson Tutor: Oferă suport personalizat elevilor, răspunzând la în­­trebări și ghidându-i prin materiale de studiu.
• Socratic by Google: O aplicație care folosește AI pentru a răspunde întrebărilor elevilor prin intermediul unui chatbot.

4. Instrumente de evaluare automată

• Grammarly: Folosește AI pentru a corecta și evalua gramatica și stilul în lu­­crările scrise.
• Turnitin: Pe lângă verificarea plagiatului, oferă feedback automatizat și evaluare a eseurilor.

5. Aplicații de gamificare și învățare interactivă

• Kahoot!: Utilizează AI pentru a crea quizz-uri interactive și jocuri educaționale care motivează elevii prin competiție și colaborare.
• Quizlet: Aplicație care folosește AI pentru a ajuta elevii să învețe prin cartonașe virtuale și jocuri educative.

6. Instrumente de creare de conținut

• Edpuzzle: Permite profesorilor să integreze AI pentru a analiza modul în care elevii interacționează cu materialele video educaționale și pentru a personaliza lecțiile în funcție de performanțele acestora.
• Nearpod: Platformă care folosește AI pentru a crea lecții interactive și pentru a colecta date în timp real despre implicarea și progresul elevilor.

7. Resurse educaționale inteligente

• Smart Content: Utilizarea AI pentru a crea manuale digitale interactive care se adaptează la stilul de învățare al fiecărui elev.
• Jupyter Notebooks cu AI: Utilizate în educația STEM, permit crearea și partajarea de lecții interactive care pot include cod, vizualizări de date și explicații textuale.

8. Asistență pentru elevi cu nevoi speciale

• Seeing AI: O aplicație Microsoft care folosește AI pentru a descrie mediul înconjurător, citirea textelor și recunoașterea fețelor, ajutând elevii cu deficiențe de vedere.
• Otter.ai: Folosește AI pentru a transcrie lecțiile în timp real, facilitând învățarea pentru elevii cu dificultăți auditive sau pentru cei care învață o limbă ­străină.

9. Analiză de date educaționale

• Learning Analytics: Utilizarea AI pentru a analiza datele despre performanța elevilor și a identifica tendințele, punctele slabe și oportunitățile de intervenție.

Prin utilizarea acestor mijloace AI, profesorii pot oferi o experiență educațională mai adaptată și mai eficientă, sprijinind în mod activ fiecare elev în procesul de învățare.

Poate fi AI o materie separată în programa de liceu sau de gimnaziu? Noi cre­dem că nu mereu sau nu peste tot. Dar robotul spune că da și că există experi­ențe interesante, eficiente în multe școli din lume.

Da, AI poate fi cu siguranță o materie separată în programa de învățământ, și acest lucru este deja implementat în unele școli și universități din întreaga lume. Introducerea AI ca materie sepa­rată are numeroase beneficii și poate fi structurată în funcție de nivelul de educație și competențele vizate. Iată cum ar putea arăta o astfel de materie:

1. La nivel gimnazial

• Introducerea conceptelor de bază: Elevii ar putea învăța noțiuni fundamentale despre ce este AI, cum funcționează și unde este utilizată. Acest lucru ar putea include exemple practice și exerciții simple pentru a înțelege principiile de bază, cum ar fi recunoașterea obiectelor sau utilizarea asistenților virtuali.
• Etica AI: Discuții despre impactul social al AI, dileme etice, și importanța utilizării responsabile a tehnologiei.

2. La nivel liceal

• Programare și algoritmi de bază în AI: Elevii ar putea învăța noțiuni de programare, algoritmi și metode de bază utilizate în AI, cum ar fi machine learning (învățarea automată), rețele neuronale și procesarea limbajului natural.
• Proiecte practice: Elevii ar putea lucra la proiecte în care aplică AI pentru a rezolva probleme reale sau simulate, cum ar fi dezvoltarea unui chatbot simplu sau a unui sistem de recomandare.
• Interdisciplinaritate: AI poate fi integrată cu alte materii, cum ar fi matematică, informatică sau științele sociale, pentru a arăta cum AI poate fi aplicată în diferite domenii.

3. Beneficii ale includerii AI în curriculum

• Dezvoltarea competențelor digitale: Într-o lume tot mai digitalizată, cu­­noștințele de AI devin esențiale pentru a înțelege și a naviga în mod eficient în diverse domenii.
• Stimularea gândirii critice și a inovării: AI încurajează elevii să gândească critic, să rezolve probleme complexe și să inoveze.
• Pregătirea pentru cariere viitoare: Cu o cerere tot mai mare de profesioniști în AI, educația în acest domeniu poate pregăti elevii și studenții pentru cariere în tehnologie, cercetare și multe alte sectoare.

4. Provocări și considerente

• Resurse și formare pentru profesori: Implementarea unei materii de AI necesită profesori bine pregătiți și re­­surse educaționale adecvate.
• Accesibilitate și echitate: Asigurarea că toți elevii au acces la educația în AI, indiferent de contextul lor social sau economic, este esențială.

Prin introducerea AI ca materie se­­parată, elevii și studenții pot dobândi competențe valoroase, care vor fi din ce în ce mai necesare în viitorul digital al societății.

Ce se întâmplă cu AI în școlile din România? Iată un dialog cu robotul:

În România, introducerea inteligenței artificiale (AI) în școli este încă într-o fază incipientă, dar există inițiative și discuții în jurul integrării acestei tehnologii în educație. Iată câteva aspecte și inițiative relevante:

1. Proiecte pilot și inițiative educaționale

• Școli-pilot și licee de informatică: În câteva școli și licee din România, în special în cele cu profil de informatică, au fost introduse module care abordează noțiuni de bază legate de AI. Acestea in­clud învățarea automată, algoritmi de bază și utilizarea unor platforme online care integrează AI.

Răspuns: Da, putem da exemple de licee în care, pe lângă algoritmii clasici deprinși la orele de informatică, se învață noțiuni de bază legate de învățarea automată (Machine Learning) și acelea de limbaj care implementează algoritmi de învățare supervizată prin recompense, deep learning… Elevii buni sunt asistați de profesori formați deja prin programele UPIR în colaborare cu CCD Brăila, chiar la începutul acestui an școlar.

• Programe de educație extracurriculară: Există programe extracurriculare și tabere de vară unde elevii pot învăța despre AI, robotică și programare, de obicei în cadrul unor parteneriate cu universități sau organizații din sectorul tehnologic.

Răspuns: Încă din anul școlar trecut, o echipă coordonată de specialiști de la Google DeepMind a oficializat o programă școlară folosită deja în licee din Ro­mânia, începând de la clasele X-XI. Descarcă programa școlară pentru disciplina opțională „Introducere în învățarea automată ca ramură a inteligenței artificiale“, aprobată de Ministerul Educației prin ordin nr. 4049 din 14.06.2022.

2. Integrarea tehnologiei în educație

• Platforme educaționale cu AI: Anumite platforme educaționale utilizate în școlile românești integrează tehnologii de AI pentru a personaliza experiența de învățare a elevilor. De exemplu, unele platforme folosite pentru învățământul online sau hibrid în perioada pandemiei au început să implementeze elemente de AI pentru a adapta lecțiile la nevoile individuale ale elevilor.
• Digitalizarea învățământului: Mi­nisterul Educației din România a lansat inițiative pentru digitalizarea educației, care ar putea include în viitor componente de AI. Aceasta include dezvoltarea competențelor digitale ale elevilor și profesorilor, un pas necesar pentru adoptarea AI în educație.

Răspuns: UPIR conduce de cca 5 ani cursuri acreditate de dezvoltare a competențelor digitale pentru profesori dar și cursuri de programre la nivel elementar pentru școlarii mici. Se poate demonstra că au fost instruiți astfel mai mult de 1.700 de profesori.

3. Curriculum și formare

• Educația STEM (Știință, Tehnologie, Inginerie, Matematică): Există un interes crescut pentru integrarea AI în curriculumul STEM, având în vedere im­­portanța crescândă a competențelor di­gitale pe piața muncii. Cu toate acestea, introducerea formală a AI ca materie se­parată sau integrată în alte materii este încă un obiectiv pe termen lung.
• Formarea profesorilor: Unul dintre principalele obstacole în integrarea AI în școli este lipsa de formare adecvată pentru profesori. Este necesară dezvoltarea de programe de formare continuă care să le ofere profesorilor competențele necesare pentru a preda AI și pentru a utiliza tehnologia în mod eficient în clasă.

Răspuns: Așa cum am spus mai sus, sunt peste 1.700 de profesori formați prin cursuri acreditate, dar și alții peste 1.200 formați ca instructori în academiile de IT pe platforma gratuită SkillsForAll sau Netspace în cadrul programului Cisco Networking Academy.

4. Parteneriate și colaborări

• Colaborări cu sectorul privat și universitățile: Universitățile tehnice și companiile IT din România joacă un rol important în promovarea AI în educație. Acestea organizează cursuri, work­shop-uri și competiții pentru elevi cu scopul de a-i introduce în lumea AI și a tehnolo­giilor avansate.
• Proiecte europene: România participă la diverse proiecte europene care au ca scop modernizarea educației și includerea competențelor digitale, inclusiv AI, în curriculum. Aceste proiecte oferă re­surse și modele de bune practici care pot fi implementate la nivel național.

Răspuns: Prin colaborarea între Aso­ciația Română de Inteligență Artificială și Google DeepMind s-a realizat acea programă unică pentru predarea AI/Machine Learning (ML) în liceele din România, ca materie opțională sau extracurriculară. De asemenea, este în lucru oficializarea Olimpiadei Naționale de Inteligență Artificială, începând din anul școlar 2024-2025, unde își vor demonstra talentul elevii pasionați care participă la cluburile constituite în licee sau care sunt înscriși la cursuri opționale susținute de profesori pregătiți încă din anul 2023.

5. Provocări și perspective

• Lipsa infrastructurii: Unele școli din România se confruntă cu probleme de infrastructură și resurse limitate, ceea ce face dificilă implementarea noilor tehnologii, inclusiv AI.
• Necesitatea unei strategii naționale: Pentru a integra AI în educație în mod eficient, ar fi necesară o strategie națională clară care să includă dezvoltarea de curricule, formarea profesorilor și asigurarea resurselor necesare.

Răspuns: Considerăm că dotarea consistentă prin PNRR, plus constituirea de SmartLab în liceele cu tradiție în predarea IT&C, informatică, robotică, elimină acest handicap al tehnologiei. Ceea ce este de rezolvat ar fi introducerea unor elemente de AI transcurricular în noile programe de liceu. În plus, este nevoie de mai multă pregătire a tuturor profesorilor, care va trebui să fie capabili să folosească elemente de AI în predare/învățare/evaluare.

Deși România este încă la începutul drumului în ceea ce privește integrarea AI în educație, există o deschidere și un interes crescut pentru acest domeniu. Inițiativele actuale și viitoare vor juca un rol crucial în pregătirea noilor generații pentru o lume din ce în ce mai digitalizată și automatizată.

Iată și demersurile pe care profesorul pasionat, dr. ing. Vlad Tudor le între­prinde:

Revista IA/AI pentru Educație, o colaborare între Infobits Academy, Uniunea Profesorilor de Informatică din România și Liceul Teoretic Național, servește ca platformă pentru explorarea și promovarea utilizării inteligenței artificiale în educație. Prin articolele și materialele sale, revista abordează modalități inovatoare prin care AI poate fi integrată în procesele educaționale, îmbunătățind personalizarea învățării și eficiența pedagogică. Ne dorim să devină cu pași repezi punct de referință pentru profesorii care doresc să îmbogățească curriculumul cu tehnologii de ultimă oră și să stimuleze gândirea critică în rândul elevilor. Cu toții trebuie să fim ancorați ferm în realitate și pregătiți pentru viitor!

Cartea ChatGPT: Curs pentru începători este un ghid pentru toți cei interesați de inteligența artificială generativă, de la elevi și profesori până la părinți și autodidacți. Aceasta este structurată pentru a introduce cititorii în lumea AI, explicând funcționarea și aplicabilitatea acesteia în contexte diverse, cu un accent puternic pe aspectele etice și de securitate.

Dedic un spațiu semnificativ în carte pentru a explora tehnicile eficiente de interogare, cum ar fi formularea întrebărilor cu scopul de a obține răspunsuri precise și relevante. Acest lucru este im­­portant pentru utilizarea responsabilă a tehnologiei în scopuri educative și informaționale, încurajând dezvoltarea gândirii critice în rândul cititorilor.

Ultima secțiune a cărții se concentrează pe utilizarea avansată a AI, cum ar fi crearea de prompt-uri complexe și in­tegrarea AI în proiecte educaționale și creative. Prin aceasta, doresc să ofer un ghid practic care să îi ajute pe cititori să maximizeze potențialul AI în activitățile lor zilnice, pregătindu-i pentru o lume tot mai digitalizată.

Viitorul apropiat ne oferă un nou univers al cunoașterii, reorganizarea unor meserii, afaceri și aplicații noi care să ne fie utile în demersurile noastre. Creșterea rapidă a AI-ului generativ aduce provocări, inclusiv limitările tehnologice și ­riscurile privind confidențialitatea și in­terpretarea corectă a contextelor cultu­rale și lingvistice. Aceste aspecte subliniază necesitatea unor reglementări clare și îmbunătățiri tehnice pentru a asigura o utilizare etică și sigură a tehnologiei. În educație, integrarea ChatGPT cu platformele de gestionare a învățării personalizează procesul educațional, facilitând accesul la resurse adaptate și sprijinind auto-învățarea, în timp ce ridică dileme etice legate de utilizarea sa în scopuri dezinformative și responsabilitatea dezvoltatorilor.

Prof. Emil ONEA – vicepreședinte UPIR
Prof. dr. ing. Vlad Tudor – Liceul Teoretic Național din București

Articol publicat în nr. 55-56-57 al revistei Tribuna Învățământului