Tekoälyteknologioista tukea ja apua oppimiseen ja opetukseen
Kuvittele, millaista oppiminen olisi, jos jokainen oppija saisi itselleen räätälöityä oppimateriaalia ja henkilökohtaista ohjausta oppimiseensa välittömästi tarpeen ilmentyessä? Millaiseksi opettajan rooli muotoutuisi? Tällainen skenaario ei ole enää kovinkaan kaukainen suurten kielimallien yleistyessä ja kattaessa myös pienemmät kielialueet, mukaan lukien Suomen.
Tekoäly ampaisi raketin lailla suuren yleisön tietoisuuteen viime vuoden lopussa Open AI -säätiön julkaistua generatiiviseen tekstintuottamiseen erikoistuneen ChatGPT-sovelluksensa marraskuussa 2022. Julkaisusta lähtien tekoäly ja sen sovellukset ovat innostaneet opetusalalla toimivia ottamaan uusia työkaluja käyttöönsä ja soveltamaan uutta teknologiaa oman työnsä kehittämiseen. Toisaalta tekoälysovelluksien on koettu heikentävän oppimista ja oppimismotivaatiota, kun opiskelutehtävien tekeminen tekoälyavusteisilla keskusteluboteilla käy oppijoilta käden käänteessä.
Tässä blogikirjoituksessa esittelen tekoälysovellusten mahdollisuuksia ja rajoituksia oppimisen ja opetuksen näkökulmasta sekä avaan opetusalan näkökulmaa tekoälyteknologioiden hyödyntämiseen.
Tekoäly, keinoäly, tukiäly – mitä se oikein tarkoittaa?
Tekoäly tieteenalana, tutkimuskohteena tai teknologiana ei suinkaan ole uusi, vaikka sen aikaansaama hype on ollut ennenkuulumatonta viimeisen puolen vuoden aikaan. Tekoälyn kehitys juontaa juurensa aina 1940-luvulle asti, jolloin kehitystyö neuroverkkojen parissa alkoi. Vuonna 1956 Darthmouthin konferenssissa emeritusprofessori John McCarthy määritteli tekoälyn tieteenalana seuraavasti: ”the science and engineering of intelligent machines” (Manning, C. 2020). Vapaasti suomennettuna tekoäly on tieteenala, jossa tutkitaan ja valmistetaan älykkäitä koneita.
Tekoälyn ja sen alalajin koneoppimisen kehitys vuosikymmenien aikana koki sekä suuria harppauksia että suvantovaiheita, jolloin kehitystä jarruttivat tietokoneiden laskentakapasiteetin rajat ja kehitystyön korkeat kustannukset. Viimeisenä parina vuosikymmenenä tekoäly on tullut osaksi arkeamme ja työtämme, vaikka emme välttämättä ole olleet siitä kovin tietoisia. Avaamme puhelimemme Face ID -kasvojentunnistuksella, etsimme reittimme uuteen kahvilaan navigaattorin avulla ja lähettelemme läheisillemme hassuja filtteröityjä kuvia sosiaalisen median sovelluksilla. Kaikki nämä ominaisuudet ja sovellukset perustuvat tekoälyteknologioihin, jotka ovat olleet olemassa jo useita vuosia. Miksi tekoäly puhututtaa nyt niin paljon?
Generatiivinen tekstintuottaminen – tekoälymurroksen mahdollistaja
Luonnollisen kielen ymmärtämistä ja tuottamista on pidetty ihmisälykkyyden osa-alueena, jota tietokoneohjelmat ovat onnistuneet tähän asti vain huonosti jäljittelemään. Open AI:n julkaisema ChatGPT-keskustelubotti ällistytti laajalti heti sen julkaisun seurauksena marraskuussa 2022. Laajaa kielimallia GPT-3 hyödyntävä botti osoitti, että koneoppimismenetelmiin perustuva neuroverkkojen syväoppiminen yhdistettynä valtavaan määrään opetusdataa kykenee mallintamaan ihmisenkaltaista luonnollisen kielen prosessointia ja tuottamaan näin kirjoitettua tekstiä ihmisen lailla. Edellisessä lauseessa kannattaa kiinnittää huomiota sanaan tuottamaan. ChatGPT todella tuottaa tekstiä sille opetetun aineiston pohjalta laskemalla sanojen esiintymiselle todennäköisyyksiä. Keskustelubotti ei luo uutta, ”ajattele” tai etsi tietoa käyttäjälle, vaan yhdistelee sanoja tai pienempiä sanan osia toisiinsa todennäköisyyksien avulla. Lähteitä tuottamalleen tekstille keskustelubotti voi ”keksiä” pyydettäessä. Tarkistuskierros lähteisiin osoittautuu usein turhaksi, sillä tekstintuottamiseen kehitetty botti tuottaa myös lähdeaineistot. Miksi tämä tekninen asia on hyvä tietää? Siksi, että käyttäjän on hyvä ymmärtää sovelluksen toimintaperiaate voidakseen soveltaa teknologiaa omaan käyttöönsä tehokkaasti ja järkevästi. On hyvä tietää, että internetin hakukoneet ja erilaiset tietokannat ovat edelleen ensisijaiset lähteet tiedonhakuun, sillä niiden avulla käyttäjä pääsee käsiksi ajankohtaiseen tietoon ja tutustuu erilaisiin lähteisiin, joiden antia voi arvioida ja vertailla.
Tekoälysovellusten käyttäjän on hyvä ymmärtää perusteet siitä, miten ja millaisella datalla kielimalleja on koulutettu sekä miten niiden tuottamaan tekstiin tai mediasisältöön tulisi suhtautua. Julkisen ja ilmaisen GPT 3.5 -kielimallin opetusdata päättyy vuoteen 2021 eikä maksullisen version GPT-4:n opetusdatakaan yllä vuotta 2022 pidemmälle. Opetusdatan päättyminen tarkoittaa sitä, ettei kielimallille ole syötetty mitään tuota uudempaa aineistoa. Tätä voi testata helposti kysymällä ChatGPT:n ilmaisversiolta (3.5. turbo) Ukrainan sodasta. Kielimalli kertoo vuonna 2014 alkaneesta konfliktista, joka johti Krimin valtaukseen. Vuonna 2022 alkaneesta laajamittaisesta sodasta ChatGPT ei osaa kertoa mitään. ChatGPT ei myöskään sisällä kaikkea internetin tietoa, vaan opetusdata on painottunut englanninkieliseen aineistoon. Lisäksi aineistosta on seulottu pois loukkaavaa ja vahingollista sisältöä, jotta sen elementtejä ei esiintyisi tuotetuissa teksteissä. Kielimallia ei myöskään saa tuottamaan vastauksia mistä tahansa kehotteesta, sillä Open AI on estänyt tiettyjen kehotteiden käytön keskusteluiden yhteydessä.
Tekoälyn käyttö oppimisessa – romuttaako tekoäly käyttö oppimisen?
Useissa artikkeleissa ja sosiaalisen median opetuspalstoilla on esiintynyt huoli oppimisen tulevaisuudesta, kun tekoäly tuottaa oppimistehtävien vastaukset ja laajemmat opiskelutyöt parilla klikkauksella. Huoli on ymmärrettävä ja varmasti tällainen oikotie voi monia houkuttaakin. Vilppi ja plagiointi ovat aina kuuluneet koulu- ja opiskelumaailmaan, eivätkä ne tekoälysovellusten yleistymisen myötä ainakaan ole poistumassa. Tekoälyllä laadittujen tekstien tunnistaminen erilaisilla plagioinnintarkistustyökaluilla on erittäin hankalaa. Suomenkielinen teksti suhahtaa tarkistuksesta läpi puhtain paperein, vaikka sen olisi testimielessä tuottanut kokonaan keskustelubotin avulla. Keskustelubotti tuottaa joka kerran erilaisen vastauksen, jolloin opettajan on käytännössä mahdotonta saada oppijaa kiinni tekoälybotin käytöstä. Google paljasti plagioijat armottomasti, ChatGPT valitettavasti ei. Verkossa on saatavilla myös työkaluja, joilla voi muokata tekoälyllä tuotettua tekstiä niin, ettei plagiointityökalu enää tunnista tekoälyn osuutta lopputuotoksessa.
Tämäkin blogikirjoitus olisi syntynyt parissa minuutissa ChatGPT:llä ja syntyikin, koska kokeilin sitä. Päätin siitä huolimatta kirjoittaa tämän itse. Miksi? Koska tekoälyn tuottama teksti on ilmaisultaan köyhää, rakenteeltaan toisteista ja sisällöltään latteaa. Se, mitä aion tälle tekstille tehdä, on tarkistuttaa tekstin kieliasun ja pyytää palautetta kirjoittamastani valmiista tekstistä, mikä on eri asia kuin pyytää valmista tuotosta antamastani kehotteesta. Onkin hyödyllistä avata opiskelijoille erilaisten tekoälysovellusten mahdollisuuksia oman oppimisen ja opiskelun sparraajana ja tukena. Keskustelubotteja voi pyytää ideoimaan oppimistehtävien näkökulmia ja vastausten runkoa, testaamaan omaa ymmärrystään käsiteltävästä aiheesta, tarkistamaan kieliasua ja oikeinkirjoitusta, selittämään yhtälöiden ratkaisua tai kieliopin rakenteita sekä tarjoamaan muokkausideoita opiskelijan itsensä laatimiin teksteihin. Näitä samoja käyttökohteita voi hyödyntää jokainen tietotyöntekijä, joka haluaa rikastuttaa ja tehostaa omaa työtään sekä työn tekemisen tapoja.
Näkemykseni mukaan on hyvin todennäköistä, että osa opiskelijoista hyödyntää uutta teknologiaa tavalla, joka ei tue osaamisen kehittymistä ja omaa oivallusta opittavista sisällöistä. Jos oppija käyttää tekoälyä oppimistehtäviensä tekemiseen, niin kysymys on laajemmista haasteista motivaatiossa ja oppimiskäsityksessä. Voi myös olla, että tekoälyllä tehtävät suorittavat oppijat ovat ajan hermolle ja meitä muita paremmin perillä siitä, miten suhtautuminen tietoon ja oppimiseen tulee tulevaisuudessa muuttumaan. Ainakin tekoälysovellusten synty on jo luonut uusia oppimisen kohteita, tarpeita ja jopa uusia ammattiryhmiä, esimerkiksi kehoteinsinöörit (oma ehdotukseni työtehtävän nimeksi olisi kehotekuiskaajat).
Tekoälyn vaikutuksia opetukseen ja opetuksenjärjestäjiin
Tekoälysovellukset tarjoavat opettajille uusia mahdollisuuksia suunnitella ja toteuttaa opetusta sekä luoda oppijoille räätälöityjä opetus- ja oppimateriaaleja entistä helpommin ja nopeammin. ChatGPT:llä voi rakentaa tunti- ja opetussuunnitelmia, rikastaa opetusaiheita uusilla näkökulmilla, suunnitella ja toteuttaa innovatiivisia oppimiskokonaisuuksia ja -tehtäviä. Keskusteluchatia voi käyttää myös apuna arviointiprosessissa muun muassa arviointitaulukoiden ja -matriisien rakentamisessa sekä mallivastausten ja -ratkaisujen tuottamisessa. Opettajien on hyvä pitää mielessä, että opiskelijoiden henkilökohtaisia tietoja sisältäviä tehtävävastauksia ei saa keskusteluissa käyttää kehotteena.
ChatGPT on myös mainio työkaveri vertaispalautteen annossa. Keskusteluchatia voi hyödyntää esimerkiksi oman opetus- ja oppimateriaalin arviointiin ja kehittämiseen sekä saavutettavuuden parantamiseen monikielisten ja selkokielisten versioiden myötä. ChatGPT:n käyttömahdollisuus olisi hyvä ottaa huomioon oppimistehtäviä ja tenttikysymyksiä laadittaessa. Ei ole mielekästä pyytää opiskelijaa tuottamaan vastausta yksinkertaisiin selitä- tai kerro-tyyppisiin kysymyksiin. Nämä onnistuvat useimmin keskustelubotilta suomeksi täysin virheittä. Myös oppimispäiväkirjoissa tyypilliset reflektointitehtävät ovat tekoälyboteille helppoja, sillä reflektointi tekstilajina on sille tuttu. Näin ollen oppimateriaalin suunnittelussa opettajan kannattaa hyödyntää ChatGPT:tä ja testauttaa sillä omien tehtäviensä toimivuus. Oppimistehtävissä olisi hyvä korostaa soveltavaa osaamista kuten hankitun tiedon analysointia, arviointia ja omiin kokemuksiin yhdistävää pohdintaa, mikä tekoälybotilta onnistuu huomattavasti huonommin.
Tekoälyteemaisilla keskustelu- ja yhteistyöfoorumeilla törmää harva se päivä myös tekoälyavusteisiin botteihin, joita on sovellettu joko opiskelijahallinnon, opiskeluhyvinvoinnin tai opiskelijan ohjauksen tehtäviin. Muun muassa Annie Advisor on kehitellyt WhatsAppin kautta toimivaa opiskeluhyvinvointibottia, jolle opiskelija voi kertoa huolistaan ja murheistaan. Opiskelijan niin halutessa botti välittää tiedon tuen tarpeesta oppilaitoksen opiskelijahuollon henkilöstölle. Yksilöllisissä tuki- ja ohjauspalveluissa tekoälyavusteisilla sovelluksilla tulee varmasti olemaan suuri rooli tulevaisuudessa, etenkin sitten kun EU:n laajuinen lainsäädäntö tekoälyn hyödyntämisestä astuu voimaan.
Kuva- ja videogeneraattoreilla voi toteuttaa helposti opetusvideoita ja -kuvia oman opetusmateriaalin osaksi ja luoda vaikkapa tekstimuotoisesta oppimateriaalista kuunneltavaa audiosisältöä saavutettavuuden parantamiseksi. Joskus tietotyöläisen luovuustaso huitelee lähempänä nollaa kuin sataa prosenttia, jolloin tekoälyä voi käyttää tukiälynä inspiroimaan omaan ajattelua ja luovaa prosessia. Olen esimerkiksi ideoinut tekoälysovellusten käyttöön ohjaavaa oppimispeliä yhdessä ChatGPT:n kanssa.
ChatGPT:n käyttö ei rajoitu ainoastaan keskusteluchatin käyttöön verkkoselaimen tai mobiilisovelluksen kautta. Open AI on mahdollistanut GPT-4 -kielimallin integroimisen muihin sovelluksiin API-rajapinnalla, mikä mullistaa sovelluksen hyödyntämismahdollisuudet. Viime kuukausina rajapinnan tuomaa mahdollisuutta on käytetty jo useissa opetussovelluksissa, esimerkiksi Four Ferries -yhtiön eMathstudion matematiikkaeditorin kielenkääntäjässä, Alfons Educationin tekoälytehtävä -työkalussa tai NEST Centren tekoälyavusteisessa kurssintuottajassa. Tekoälysovelluksen integrointi oppimisalustoille ja verkossa oleviin työvälineisiin tuo opettajalle ikään kuin lisävaihteen opetuksen järjestämiseen sekä opetus- ja oppimateriaalin laadintaan. Esimerkiksi opiskelijaryhmissä, joissa on monikielisiä ja eri taitotasoilla olevia oppijoita, on tekoälyavusteisen oppimisympäristön hyödyntäminen koettu erityisen hedelmälliseksi. Koulutuskentällä odotamme kovasti Microsoftin seuraavaa askelta tekoälykentällä, nimittäin GPT-4 -kielimalliin pohjautuvaa tekoälyavustaja Copilotia. Copilot on tekemässä tuloaan osaksi M365-palveluita, jolloin tekoälyapuri voi avustaa ohjelmien käyttäjää esimerkiksi Powerpoint-esityksen teossa, tekstin kirjoittamisessa tekstinkäsittelyohjelmassa ja taulukon luomisessa ilman kirjautumista organisaation ulkoisiin sovelluksiin.
Tekoäly tuli, mitä nyt?
ChatGPT-kielimallin julkistamisen jälkeen suomalaiset yliopistot ottivat ensimmäisinä kantaa tekoälysovellusten käyttöön oppimisen tukena. Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun ja Helsingin yliopiston kanta tekoälysovellusten hyödyntämiseen on yhteneväinen: sovelluksia saa ja tuleekin käyttää oppimisen tukena, mutta niiden käyttö täytyy ilmetä oppimistehtävistä ja kertoa, kuinka keskustelubotteja on käytetty. Plagiointina pidetään tilannetta, jossa oppija on tuottanut oppimistehtäviensä ratkaisut tekoälyllä ja palauttanut ne sellaisenaan arvioitaviksi. Ohjeiden sävy on kannustava, eikä varoittava. Yliopistot suhtautuvat tekoälyyn tulevaisuuden työelämän keskeisenä työkaluna, joten tekoälytyökalujen käyttöä on niiden mielestä turha estellä tai rajoittaa.
Laadin alkutalvesta Samiedun opiskelijoille kohdennetun ohjeistuksen tekoälysovellusten hyödyntämisestä oppimisessa, jossa toin esiin samoja näkökulmia kuin yliopistojen tiedotteissa. Halusin kannustaa opettajia ja opiskelijoita tutustumaan tekoälysovellusten mahdollisuuksiin. Samalla muistutin opiskelijoita ja opettajia tietoturvallisista ja tietosuojaa kunnioittavista tavoista kokeilla uusia teknologioita. Tietosuojan näkökulmasta uuteen teknologiaan tutustuminen on ongelmallista. Mitään henkilökohtaisia tietoja ei saisi syöttää palveluun, joka voi hyödyntää sitä osana opetusdataansa. Lisäksi ChatGPT:n käyttö edellyttää rekisteröitymistä käyttäjäksi sähköpostiosoitteella, eikä Samiedun organisaatiotunnuksia saa käyttää tällaisiin organisaation tietohallinnon ulkopuolisiin palveluihin.
Tekoälyn lukutaito (AI literacy) ja kehotteiden laatimisen taito ovat uusia nousevia opiskelu- ja oppimistaitoja, joiden soisi ilmestyvän osaksi valtakunnallisia tutkinnon perusteita. Tekoälyn lukutaidolla viitataan tietoon ja ymmärrykseen tekoälyn perusteista ja toimintaperiaatteista, tekoälyn käytön hyödyistä ja haitoista sekä tekoälyyn liittyvistä eettisistä näkökulmista. Tekoälysovelluksilla on mahdollista yksilöllistää oppimateriaalia jokaisen oppijan tarpeiden ja toiveiden mukaan, luoda räätälöityjä oppimiskokemuksia, tarjota henkilökohtaista tukea ja apua AI-bottien avulla, maksimoida opintojen ja oppimateriaalien saavutettavuus monikielisten ja selkokielistettyjen aineistojen avulla sekä luoda interaktiivisia ja monimediaisia oppimateriaaleja aiempaa nopeammin ja helpommin. Toisaalta faktantarkistusprosessissa laiskotellut työntekijä tai opiskelija voi levittää tiedostamattaan tai tietoisesti väärää informaatiota, sillä keskustelubottien tuottamien tekstien luotettavuus täytyy aina kyseenalaista ja tarkistaa faktat luotettavista lähteistä.
Tekoälyteknologiaa voi käyttää myös vahingollisiin ja rikollisiin tarkoituksiin. Tämä näkökulma uuteen teknologiaan on tärkeää tuoda esiin myös oppilaitoksissa osana tekoälyn lukutaidon opetusta. Kuvagenerointityökalut kehittyvät hurjaa vauhtia, jolloin työkaluilla pystyy luomaan entistä uskottavampia kuvaväärennöksiä henkilöistä tai tilanteista. Deep fake -videoiden ja -ääniraitojen luonti on tekoälytyökaluilla (esim. Fake you) entistä helpompaa, mikä altistaa yhä useammat ihmiset verkon kautta levitettävälle mis- ja disinformaatiolle sekä suoranaiselle verkkorikollisuudelle.
Lopuksi
Opetusalan toimijoiden on tärkeää keskustella tekoälyn toiminnasta ja sen käytössä huomioitavista seikoista avoimesti opiskelijoiden sekä kollegoiden kanssa, jotta ymmärrys uuden teknologian mahdollisuuksista, riskeistä ja eettisistä näkökulmista leviäisi yhä laajemmalle. Ammattiopisto Samiedussa halusimme jakaa tietoa opettajille ja muulle henkilöstölle tekoälysovellusten käytöstä ja niihin liittyvistä näkökulmista. Järjestimme kevään 2023 aikana kaksi koulutustilaisuutta verkossa opettajille ja muulle henkilöstölle tekoälysovellusten käytöstä oppimisessa ja opetuksessa. Tilaisuuksia ei tallennettu, mutta tiivistelmä koulutuksesta on katsottavissa Samiedun Youtube-kanavalla (video avautuu uuteen välilehteen).
Osallistumme Samiedun verkko-oppimisen asiantuntija Henry Pölläsen kanssa Risto Linturi Oy:n Tekoälysovellukset organisaatioviestinnässä -selvityshankkeeseen, jonka tavoitteena on kartoittaa erilaisia tekoälysovelluksia ja niiden käyttömahdollisuuksia erityisesti koulutusalalla. Hanke kestää vuoden 2023 loppuun ja sen aikana opittuja tekniikoita kokoan interaktiiviseen esitykseeni Tekoälysovelluksia oppimisessa ja opetuksessa.
Tekoälyn aikaansaama murros on käsillä ja se tulee muuttamaan yhteiskuntaamme sekä tapaamme tehdä työtä, opiskella ja toimia. Emme varmasti osaa kuvitellakaan, missä olemme muutaman vuoden päästä, millaisia uusia työtehtäviä ja työnkuvia on muodostunut, millaista osaamista tarvitaan työmarkkinoilla ja millainen osaaminen on muuttunut tarpeettomaksi. Se on jo selvää, että toimintaympäristömme ja tapamme operoida ei tule olemaan tulevaisuudessa enää entisen kaltainen. Jos et siis ole jo tutustunut tulevaisuuteen ja sen teknologioihin, aloita se nyt!
Lähteitä:
- Ammattiopisto Samiedu. Tekoälyavusteiset sovellukset opiskelussa – Opiskelijan ohje.
- Helsingin yliopisto. Tekoäly opetuksessa. (päivitetty 2.6.2023)
- Helsingin yliopisto. Tekoälyn käyttäminen oppimisen tukena. (päivitetty 8.6.2023)
- Jyväskylän yliopisto (26.1.2023). Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulu sallii tekoälyn käytön opiskelussa.
- Manning, C. (09/2020). Artificial Intelligence Definitions. HAI Stanford University Human-Centered Artificial Intelligence.
- Riihola, K. (4.6.2023). Chat GPT -tekoäly otettiin ainutlaatuisen käyttöön espoolaisessa koulussa – ”Tasapäistävä opetus ei enää millään tule toimimaan”
- Sormunen, J. (Kuntaliiton Digiviikko, 6.6.2023) Esitysdiat: Tekoälypohjainen lukio-opintojen seurantamalli ja oppimateriaalin tuottaminen.
