Umělá inteligence nabývá na stále větším významu v různých oblastech lidského života, včetně vzdělávání. Jedním z nejslibnějších nástrojů se ukazují konverzační modely, které nabízejí nové možnosti v oblasti výuky a doučování. V tomto případě umělý moderátor dokáže vysvětlit složité koncepty zjednodušeně a přizpůsobit svůj přístup individuálním potřebám studentů. Jak to funguje, si ukážeme na příkladu vysvětlení principu matematické limity známého z učiva vysokých škol. Co si myslíte? Zvládne to počítač vysvětlit líp než člověk?
Konverzační modely umělé inteligence, jako je ChatGPT, představují mohutné nástroje pro výuku už dnes – a to hlavně proto, že dokážou vysvětlovat problém mnoha způsoby a hledat různé úhly, ze kterých se vysvětlit dá. V konverzaci s jazykovým modelem můžete požádat o přeformulování vysvětlení, jeho zjednodušení – a dokonce extrémního zjednodušení, kdy dáte modelu za úkol „vysvětlit problém jako pro děti“.
Funguje to překvapivě dobře. Jedním z velmi důležitých pojmů vyšší matematiky je pojem limity, který je abstraktní a spočívá v nalezení aproximace hodnoty funkce v bodu, ke kterému se neomezeně blížíte, ale nikdy ho nedosáhnete. Pojem „blížení se“ je pro mnoho lidí matoucí, ale pro vyšší matematiku velmi podstatný, protože limita dovoluje vyšetřovat i body, ve kterých není hodnota funkce definována. Významný vysokoškolský učitel Vojtěch Jarník dokonce rozlišoval studenty na ty, kteří limitu pochopí a mohou pokračovat ve studiu vyšší matematiky – a na ty, kteří ji nepochopí, a tím je pro ně vyšší matematika zapovězena.
Experimentálně jsem požádal umělou inteligenci OpenAI GPT-4 o vysvětlení pojmu limity tak, jako by ji měla vysvětlit dítěti. Výstup byl velice zajímavý.
i
Dotaz: „Vysvětli matematickou limitu jako pro dítě na základní škole“
GPT4: „Představ si, že máš robotického pejska, kterého chceš naučit, aby přišel ke dveřím, když na něj zavoláš. Každé volání mu říká, aby se ke dveřím přiblížil o polovinu zbývající vzdálenosti. Když ho poprvé zavoláš, přiběhne na polovinu cesty. Když ho zavoláš podruhé, dostane se na tři čtvrtiny cesty ke dveřím. A tak dál.
S každým voláním je blíže a blíže, ale teoreticky by nikdy nedosáhl úplně ke dveřím, protože vždy uběhne jen polovinu z toho, co mu zbývá. To je příklad toho, jak funguje matematická limita. Mluvíme o tom, že pejsek „se limitně přibližuje ke dveřím“. I když teoreticky nedojde úplně k dveřím, v praxi to můžeme považovat za dostatečně blízko, pokud je to opravdu malá vzdálenost. To stejné platí pro matematické limity – hovoříme o tom, jak se něco může „limitně přibližovat“ k určité hodnotě.“
Aby byl výklad ještě přijatelnější a pochopitelnější, požádal jsem model GPT-4, aby mi výklad limity udělal formou pohádky.
i
Dotaz: „Vysvětli matematickou limitu formou pohádky“
GPT4: „Bylo nebylo, ve velmi vzdálené zemi žil moudrý starý král, který měl velký zámek. Tento král měl jednu zvláštní zahradu, kde rostly kouzelné květiny, které mohly vykvést jen tehdy, když se k nim někdo přiblížil velmi, velmi blízko, ale nikdy se jich nesměl dotknout.
Jednoho dne král vyzval všechny děti z království, aby se pokusily květiny rozkvést. Děti se snažily, jak mohly, ale vždy, když se přiblížily příliš blízko, květiny zavřely svá poupata. Král však vysvětlil, že tajemství spočívá v přibližování se květinám pomalu a opatrně, aby se květiny nezalekly.
Mezi dětmi byla malá holčička jménem Lila, která se rozhodla použít jinou strategii. Namísto toho, aby se snažila dotknout květiny, zvolila cestu, kde by se přibližovala stále o polovinu zbývající vzdálenosti. S každým krokem byla blíže, ale nikdy se květiny nedotkla.
Jak šla Lila stále blíže a blíže, květiny začaly pomalu rozkvétat, jejich poupata se otevírala a zahrada se rozjasnila nádhernými barvami. I když Lila se nikdy nedotkla květin, její metoda „limitního přibližování“ vyvolala kouzlo, které král hledal.
Takto král Lile i všem dětem vysvětlil, že někdy se k cíli nemusíme dostat přímo, ale jeho „limitní přibližování“ může vyvolat stejně silné kouzlo. A tak se všechny děti naučily, jak důležité je občas jít k cíli opatrně a s rozmyslem, a že cesta, kterou volíme, může mít stejně kouzelný výsledek jako dosažení samotného cíle. A tak končí naše pohádka o limitách, které můžeme najít i v nejneočekávanějších situacích.“
Tento výsledek je podle mého názoru jednoduše impozantní. Výklad je jednoduchý a jasný – a myslím, že kdyby takto někdo vysvětlil limitu všem studentům, dokázalo by ji pochopit mnohem více z nich a také mnohem více z nich by zvládlo komplikované a abstraktní učivo vyšší matematiky.
V mnoha případech se schopnost efektivně pracovat s abstraktními pojmy u lidí nesetkává se schopností vysvětlit je srozumitelně ostatním, což otevírá prostor pro AI učitele, kteří na rozdíl od těch živých jsou neomezeně trpěliví, mohou se přizpůsobovat tempu a úrovni žáka a vysvětlovat problém na mnoha různých úrovních abstrakce a v mnoha různých úrovních detailu výkladu.
Žák, který není talentovaný, nemusí být schopen dělat pokroky v náročných oborech, ale výklad za pomoci umělé inteligence mu může otevřít dveře k jejich pochopení, což je stále cennější než stav, kdy žák prostě narazí na bariéru, za kterou nemůže ani nahlédnout.
V budoucnosti se nepochybně setkáme s AI tutoringem – a je možné, že půjde o specializované inteligence, které budou vytvořeny tak, aby vycházely z ověřených moderovaných zdrojů, a přitom byly nastavené tak, aby halucinovaly (vymýšlely si) jenom velice omezeně. V současnosti se nedá zcela spolehnout na výstupy jazykových modelů, protože jsou stále spíše experimentální, ale jejich nepopiratelné výhody můžeme vidět už dnes – a to hlavně u individuálního doučování nebo u samostudia, kdy schopnost hledat příměry a zjednodušení dává AI sílu a schopnost pomoci žákovi s tématy, se kterými si sám neví rady.
i
Program Alza pro školy
Ať už jste škola, nebo jiná veřejná instituce, v Alze uděláme vše pro to, abychom vám vyšli vstříc.
Náš program je tu pro všechny vzdělávací instituce. Se skvělými cenami a rychlou dopravou vaše škola udělá výrazný krok kupředu. Navíc nabízíme velké množství produktů pro snazší vzdělávání. Máte zájem o nacenění poptávky? Napište nám na [email protected].
Konverzační modely umělé inteligence, jako je ChatGPT, představují významný krok vpřed v oblasti vzdělávání. Jejich schopnost vysvětlovat složité koncepty jednoduchým a přístupným způsobem, přizpůsobovat se potřebám jednotlivých studentů a trpělivě nabízet různé úhly pohledu jim dává potenciál stát se cenným nástrojem pro výuku.
