Sukcesy sztucznej inteligencji w przygotowaniach do egzaminu ósmoklasisty

Narzędzie zeszyt.online, opracowane i rozwijane przez naukowców z Politechniki Warszawskiej, od kilku lat pomaga uczniom i nauczycielom w nauce matematyki. Wyniki testów na koniec szkoły podstawowej w warszawskiej dzielnicy Wawer to kolejny dowód na skuteczność tej innowacyjnej formy dydaktyki.

Zeszyt.online to oparty na sztucznej inteligencji system wspierający naukę matematyki. Do użytkowania platformy wystarczy przeglądarka internetowa. Po zalogowaniu uczeń dostaje zadania, dostosowane do jego aktualnych umiejętności, które są na bieżąco weryfikowane na podstawie wykonywanych ćwiczeń.

Narzędzie jest rozwijane od 2018 roku. Najpierw było to serce projektu „Matematyka – wstęp do kariery wynalazcy”, realizowanego na Wydziale Matematyki i Nauk Informacyjnych Politechniki Warszawskiej w ramach trzyletniego grantu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Przedsięwzięcie było skierowane do IV klas szkół podstawowych i miało rozwijać ich matematyczne umiejętności.

Mimo że grant się zakończył, twórcy rozwiązania postanowili kontynuować swoje badania i rozszerzyć je na uczniów starszych klas.

Wawer na piątkę

W roku szkolnym 2021/22 zeszyt.online został udostępniony w VIII klasach wszystkich publicznych podstawówek Wawra. Ponad 700 uczniów korzystało z platformy jako narzędzia wspomagającego dotychczasowe formy nauczania. Wyniki egzaminu ósmoklasisty z matematyki pokazały, że było warto. Średni rezultat w Wawrze był wyraźnie lepszy niż w całej Warszawie (o 4 punkty procentowe, w stosunku do ubiegłego roku ta różnica wzrosła o 2,5 punktu procentowego). Co więcej, Wawer, który do tej pory zajmował 8. lub 9. miejsce wśród stołecznych dzielnic, teraz awansował na 5. pozycję.

– Ten wynik to kamień milowy w naszej pracy nad sztuczną inteligencją – mówi Artur Jackowski, kierujący zespołem zeszyt.online. – Dotychczasowe dobre rezultaty w klasach IV i V mogły być podważane ze względu na metodologię pomiarów (testy były realizowane wewnętrznie), a opinie uczniów i nauczycieli uznane za subiektywne odczucia. Teraz uzyskaliśmy wyniki na relatywnie dużej populacji uczniów w pomiarze wykonanym przez Centralną Komisję Egzaminacyjną poprzez egzamin ósmoklasisty.

– Klasyczna nauka w szkole napotyka na nierozwiązywalny problem – jeden nauczyciel w zróżnicowanej klasie dwudziesto-, trzydziestoosobowej nie jest w stanie efektywnie wykorzystać czasu każdego ucznia – zwraca uwagę Artur Jackowski. – Cel, który sobie postawiliśmy, to dostarczenie nauczycielowi takiego narzędzia opartego na sztucznej inteligencji, aby przejmowało od niego jak najwięcej obowiązków dydaktycznych i indywidualizowało nauczanie.

W ten sposób uczeń zyskuje wirtualnego opiekuna, który stara się dostosować zestaw zadań do aktualnych potrzeb i możliwości rozwiązującego oraz pomaga, gdy ten ma problem z zadaniem. Nauczyciel może ograniczyć się do obsługi sytuacji, w których sztuczna inteligencja nie potrafiła skutecznie pomóc w danym problemie ucznia. Dzięki temu nauczyciel zyskuje na lekcji czas, którego dotychczas zawsze brakowało.

Na drodze do przełomu

Zespół planuje dalej rozwijać swój system.

– Przygotowaliśmy wiele nowych modeli i część z nich prototypowo zaimplementowaliśmy – opowiada Artur Jackowski. – Wyniki laboratoryjne są bardzo obiecujące i kwestią czasu jest uzyskanie kolejnego przełomu w nauczaniu. Jednak nie stanie się to w ciągu roku. Prototypowe rozwiązania, zanim trafią do ucznia, wymagają dopracowania, integracji z systemem i zadaniami, testów i „produkcyjnego” włączenia.

Większość prac zespół wykonuje obecnie wolontariacko, a to wiąże się ze sporymi ograniczeniami.

– Z dużą nadzieją czekamy na start nowej perspektywy unijnej – przyznaje Artur Jackowski. – Odpowiednie dofinansowanie na pewno znacząco przyspieszy prace. Obecnie jesteśmy częściowo wspierani przez samorządy, którym pomagamy w nauczaniu matematyki, szczególnie przez Wolę i Wawer. W tej chwili realizujemy szkolenia dla nauczycieli z Woli z wykorzystania zeszytu.online w przygotowaniu do egzaminu i liczymy, że w najbliższym czasie także w tej dzielnicy nastąpi znacząca poprawa wyników sprawdzianu ósmoklasisty.