Category: Hyvin toimiva lukio II

 

Lukion kemian ke04-moduulissa käsitellään orgaanisia reaktiotyyppejä, jota varten on hyvä kerrata edellisessä moduulissa opiskellut orgaaniset yhdisteryhmät ja niiden ominaisuudet. Ennen aiheen aloitusta opiskelijaparit palauttivat tekoälyn avulla mieleen yhden orgaanisen yhdisteryhmän, kuten alkoholit, karboksyylihapot ja amiinit. Tästä kerrotaan blogin aiemmassa julkaisussa.

Jotta opiskelijat kertaisivat myös muiden parien yhdisteryhmät, parit tekivät omasta yhdisteryhmästä kertausvideon jaettavaksi koko luokalle. Videoiden sisällöstä kysyttiin välitestissä. Tämän jälkeen kaikki kertasivat jokaisen yhdisteryhmän ja lopuksi näistä kysyttiin muutamia kysymyksiä välitestissä. Monet opiskelijat hyödynsivät tekoälyä videoiden tekemisessä, esimerkiksi käyttämällä tekoälyominaisuuksia sisältävää Canva-ohjelmaa.

Videon tuli sisältää kuvia, tekstiä ja ääntä. Osa opiskelijoista vierastaa videon tekemistä omalla kuvalla tai äänellään. Tekoälyominaisuuksien avulla on mahdollista helpottaa tällaista esiintymisjännitystä. Osa opiskelijoista asetti omaan kuvaansa erilaisia kuvanmuokkauksia ja filttereitä, jolloin omien kasvojen näkyminen ei tuntunut yhtä vaikealta. Osa muokkasi omaa ääntään tai käytti tekoälyn tuottamaa äänimallia selityksen lukemiseen.

Palaute orgaanisten yhdisteryhmien kertauksesta tällä tavoin oli pääasiassa positiivista ja erityisesti oma yhdisteryhmä opittiin hvyin. Vaikka osa piti videon tekemistä haastavana, monet kokivat sen hyödylliseksi. Videoiden tekeminen ja katsominen kotona auttoi palauttamaan mieleen aiempien moduulien sisältöjä, mikä helpotti uuden oppimista tässä moduulissa.

Tekoälyn merkitys yhteiskunnassamme kasvaa jatkuvasti, joten sen ymmärtäminen ja hyödyntäminen on yhä tärkeämpää. Vaikka tekoälyä saatetaan käyttää kuin hakukonetta, sen antamiin vastauksiin ei tulisi luottaa sokeasti. Tekoäly voi antaa virheellistä tietoa, mistä syystä on tärkeää osata arvioida sen vastauksia kriittisesti ja hyödyntää erilaisia kysymyksiä ja kehotteita parhaan mahdollisen tiedon saamiseksi. Tekoälylukutaito on siis tulevaisuudessa oleellinen taito.

Tällaisia taitoja harjoiteltiin lukion kemian moduulissa 04. Opiskelijat kertasivat edellisessä moduulissa opittuja orgaanisen kemian yhdisteryhmiä keskustelemalla tekoälyn kanssa. Pareittain työskentelevät opiskelijat saivat oman yhdisteryhmänsä, jonka rakenteesta ja ominaisuuksista heidän tuli kysyä tekoälyltä. Tehtävänä oli kokeilla erilaisia kysymyksiä ja kehotteita parhaan mahdollisen ja ymmärrettävän vastauksen saamiseksi. Ohjeistuksessa annettiin esimerkkejä seuraavanlaisista kehotteista:

• Tee tekoälylle apukysymyksiä ja oletuksia, esim.
  • voit pyytää selittämään lukiolaiselle
  • voit pyytää tekoälyä kuvittelemaan olevansa opettaja, joka pitää kertaustuntia sinulle
  • voit pyytää selittämään yksinkertaisemmin, lyhyemmin, helpommilla termeillä…
• Jatka keskustelua
  • kysy ja pyydä selvennystä asioihin, joita et ymmärtänyt
  • pyydä selittämään lisätietoa jostakin kohdasta
  • pyydä antamaan esimerkkejä jostakin kohdasta
• Kysy apukysymyksiä
  • Tee tekoälylle kysymyksiä aina kun et ole varma vastauksista tai omista tiedoistasi, esim. ”ymmärsinkö oikein, että haloalkaaneissa on aina klooria tai jodia”?

ChatGPT:n näkemys opiskelusta tekoälyn kanssa

Keskustelun jälkeen opiskelijat analysoivat keskustelun sisältöä. Heitä pyydettiin pohtimaan, antoiko tekoäly oikeita vastauksia, olivatko vastaukset selkeitä ja millaiset kehotteet olivat hyödyllisiä. Opiskelijat kokivat tekoälyn pääosin hyödyllisenä apuvälineenä vanhan asian kertaamisessa. Suurin osa pareista kommentoi tekoälyn vastausten olevan aluksi hieman epäselviä, mutta lisäkysymyksillä ja -oletuksilla vastaukset paranivat. Erityisen hyödyllisinä pidettiin kehotteita ”selitä yksinkertaisemmin” ja ”selitä lyhyemmin”. Samoin vieraiden termien ja käsitteiden selitysten saamisen helppoutta arvostettiin.

Tehtävän onnistumisen kannalta oli tärkeää, että itse opiskeltava asia ei ollut opiskelijoille täysin uusi: tämä mahdollisti omien tietojen vertaamisen tekoälyn vastauksiin sekä virheiden havaitsemisen. Opiskelijat huomasivat tekoälyn tekevän virheitä ja oppivat saamaan eri kehotteita käyttämällä selvennystä tai oikaisua virheellisiin tai epäselviin asioihin; toisin sanoen he saivat kokemuksia tekoälyn kannattavaa käyttöä varten. Jos asia olisi ollut täysin vieras, virheiden huomaaminen ja kyseenalaistaminen olisi ollut vaikeampaa.

Opiskelijoiden tuli myös pohtia, oliko tekoälyn kanssa opiskelu helpompaa kuin perinteinen kirjan lukeminen. Suurin osa piti tekoälyä hyödyllisenä vanhan asian kertaamisessa ja yksittäisten termien selvittämisessä. Tekoälyn kanssa keskusteleminen mahdollisti itselle vaikeaselkoisten asioiden ymmärtämisen paremmin. Kuitenkin uuden asian opiskelussa opiskelijat luottivat enemmän oppikirjaan, sillä oppikirjan sisältö on tarkistettu ja suunniteltu loogiseksi kokonaisuudeksi.

Kurssipalautteen perusteella yli 90 % opiskelijoista oppi uusia asioita tekoälyn käytöstä ja kaikki vastanneet sanoivat voivansa käyttää harjoiteltuja taitoja jatkossa opiskeluissaan. Tekoälyn käyttöä ja tekoälylukutaitoa kehittäviä tehtäviä olisi hyvä sisällyttää opetukseen säännöllisesti, sillä näistä taidoista on varmasti hyötyä sekä opintojen aikana että myöhemmin tulevaisuudessa.

 

Tekoäly (AI) on mullistanut tapaamme toimia digitaalisissa ympäristöissä, varsinkin ChatGPT:n julkaiseminen reilu vuosi sitten. Kuitenkin jo ennen tätä tekoäly-chatbotit ovat olleet apuna verkkokaupoissa ja terveydenhuollossa toimien vastaamalla usein kysyttyihin, yksinkertaisiin kysymyksiin ja ohjaten asiakkaan tarvittaessa jatkoneuvontaan ihmisasiakaspalvelijalle.

ChatGPT:n tulo mullisti chatbottien maailman: tämän tekoälyn koulutusdatan määrä on paljon suurempi ja se mallintaa kieltä huomattavasti paremmin. Lyhyesti chatbotin toimintaperiaate perustuu todennäköisyyslaskentaan ja kykyyn ennustaa, mikä sana todennäköisesti seuraa toista erilaisissa konteksteissa. Chatbot siis ”arvaa” seuraavan mahdollisen sanan eli se ei itse tiedä tai osaa ajatella. Matematiikan professori Samuli Siltanen on esitellyt tämän toiminnan yksinkertaistetusti Samun tiedekanavalla; kannattaa katsoa: https://www.youtube.com/watch?v=y5-_rs0VD4Y&t=75s.

ChatGPT:n lisäksi muita tunnettuja chatbotteja ovat ainakin Googlen Gemini (entinen Bard) ja Microsoft Copilot, joiden toimintaperiaate on samankaltainen, vaikkakin tekoälyhakkeemme perusteella olemme kokeneet saavamme ChatGPT:sta suurimman hyödyn. Sekä ChatGPT:hen että Google Geminiin täytyy rekisteröityä, mutta peruskäyttö on ilmaista. Microsoft Copilot ei vaadi rekisteröitymistä lyhyisiin keskusteluihin ollenkaan.

Mitä sitten opiskelijoille kannattaa chatboteista opettaa? Tekevätkö oppilaat jatkossa kaikki työnsä chatbottien avulla ilman oman ajattelun kehitystä? Pitäisikö tekoälyn käyttö kouluissa kieltää?

Kuten aiemmin todettiin, tekoäly-chatbotit vain arvaavat, vaikkakin yleisemmissä ja helpoissa kysymyksissä saa todennäköisesti oikean vastauksen. Vähänkin tieteellisempi kysymys voi saada tekoälyn kuitenkin vastaamaan täysin väärin, joten sen käyttöön tiedonhakukoneena ei kannata luottaa. Sen sijaan ideoiden ja alustavan tiedon hakemiseen tekoäly on mainio apuri.

Opiskelijoille tulisikin opettaa tekoälyn hyödyllistä käyttöä. Tekoäly kannattaa valjastaa apuun virtuaaliopettajaksi: sitä voi esimerkiksi pyytää esittämään opettajaa ja kertaamaan lukion 1. vuoden opiskelijalle ionisidoksen muodostuminen. Vaikeissa kohdissa tekoälyä voi pyytää tarkentamaan ja selittämään yksinkertaisemmin. Esimerkiksi tekoälyltä voi kysyä ”ymmärsinkö oikein, että ionisidos muodostuu aina metallin ja epämetallin välille”. Tällainen vuorovaikutus sekä vahvistaa opiskelijan oppimista että kannustaa kriittiseen ajatteluun ja tiedon prosessointiin, jotka johtavat syvällisempään oppimiseen.

Opiskelija voi käyttää tekoälyä myös asian kertaamiseen pyytämällä kysymyksiä tietystä aiheesta, vastaamalla näihin kysymyksiin ja pyytää niistä palautetta tekoälyltä. Myös tällä tavalla opiskelija joutuu pohtimaan asiaa syvällisemmin. Lisäksi tekoäly on oiva tekstinhuollon apuväline: oman tekstin voi syöttää tekoäly-chatbotille, joka antaa siihen korjausehdotuksia ja vinkkejä. On kuitenkin tärkeä käydä teksti itse lopuksi kriittisesti läpi.

Tekoäly on tullut osaksi yhteiskuntaamme ja arkeamme, joten myös sen ymmärtämisen opettaminen koulussa on välttämättömyys. Tekoälylukutaito eli kyky käyttää ja ymmärtää tekoälyä on perustaito ja parhaimmillaan tekoälyn käyttö lisää opiskelijan tietoja ja mahdollisuuksia oppia.

Ensimmäiset ajatuksemme hankkeemme ”Hyvintoimiva lukio II” -hankkeemme parissa olivat sekavia. ”Hyvintoimiva Lukio II” -hanke on pääosin Opetushallituksen rahoittama hanke, jota toteutetaan Helsingin yliopiston Viikin normaalikoulussa lukuvuosina 2023-2025. Hankkeen keskeisenä tavoitteena on parantaa lukiolaisten digitaitoja ottaen erityisesti huomioon tekoälyn jatkuvasti kiihtyvä kehitystahti. Suunnittelemme pilotoivamme lukuisia tekoälyn sovelluksia, jotka tukevat opetusta ja oppimista, sekä pyrimme syventämään opiskelijoiden ymmärrystä tekoälyn ja koneoppimisen perusteista ja käyttömahdollisuuksista.

Mutta mitä tekoäly on? Mitä siitä tulisi tietää? Miten sitä voidaan hyödyntää opetuksessa?

Euroopan parlamentin mukaan tekoälyllä tarkoitetaan koneen kykyä käyttää perinteisesti ihmisen älyyn liitettyjä taitoja, kuten päättelyä, oppimista, suunnittelemista tai luomista. Tekoäly -käsitteestä on puhuttu jo 1950 -luvulla kun tietokone pystyi ensimmäisen kerran tunnistamaan numeroiden sijaan kuvioita – tehtävä, joka aiemmin oli katsottu yksinomaan ihmisälylle mahdolliseksi. Tämän jälkeen tekoälyn hyödyntäminen on laajentunut merkittäväksi ja tullut osaksi normaalia elämäämme: käytämme karttasovelluksia, musiikin suosittelujärjestelmiä ja älykodin sovelluksia, jotka kaikki perustuvat tekoälyyn. Tekoälyä hyödynnetään laajalti myös teollisuudessa, terveydenhuollon seulonnoissa ja logistiikkapalveluissa.

Tekoäly nousi kuitenkin otsikoihin ja kaiken kansan tietoisuuteen alkuvuonna 2023 tekoälyyn perustuvien suuria kielimalleja sisältävien chatbottien tultua laajalti julkisuuteen tarjoten jotain täysin uutta. Erään koulutuksessa kuulemamme määritelmä kiteyttää hyvin tekoälyn luonteen: tekoäly on ”tietokoneen uudenlaista toimintaa, jota se ei aivan vielä osaa kunnolla. Kun siitä tulee normaalia, se ei enää ole tekoälyä vaan esim. tiedonkäsittelyä”.

Tämän jälkeen erilaisia tekoälyyn pohjautuvia chatbotteja ja sovelluksia on ilmestynyt ja ilmestyy nopealla tahdilla. Tavoitteenamme on löytää ja kokeilla toimivia tekoälyä hyödyntäviä työkaluja ja menetelmiä oppimisen ja opetuksen edistämiseksi. Tällä sivustolla pyrimme tarjoamaan sinulle opetuskokeiluistamme inspiraatiota ja käytännön vinkkejä oman opetuksesi tueksi.

Kuvitukset ovat chatbot ChatGPT:n sisältämän DALLE:n näkemyksiä tekoälystä.