Článek
Základní dovednosti: číst, psát, počítat… a trénovat neuronové sítě. Již od základní školy by se děti měly seznámit s tím, co je to tzv. umělá inteligence a jak konkrétně fungují algoritmy strojového učení. S tím, že je to užitečné, souhlasí nejen odborníci.
Jenže jak žáky naučit „porozumění umělé inteligenci“, když ani většina rodičů a učitelů pořádně neví, co to je?
Pomoci jim chce Eva Nečasová, česká výtvarnice, kutilka a experimentátorka. „Děti on-line jsou a budou,“ konstatuje. „Je naším úkolem pomáhat jim objevovat svět a naučit je potřebné dovednosti, aby se i v digitálním prostředí uměly dobře orientovat.“
Již několik let Nečasová zkouší různé způsoby, jak do výuky zapojit počítačové hry nebo prvky programování. Nyní se s dalšími dobrovolníky pustila do aktivity Umělá inteligence dětem (AI dětem). V čem je podle ní zapojení nových postupů užitečné? A jak děti reagují třeba na výuku chemie prostřednictvím populární hry Minecraft?
Proč bychom měli děti vzdělávat v oblasti umělé inteligence už na základních školách?
Protože až těm současným dětem bude v roce 2040 třicet let, bude svět vypadat úplně jinak. A naší zodpovědností je na to současné děti alespoň trochu připravit.
Umělá inteligence, pokud je využívána eticky a kreativně, může světu velmi pomoci. Ať už se bavíme o klimatické krizi, nebo zacházení se zdroji. Vím o dvou zemích (USA a Jižní Korea), které už nyní systematicky zavádějí vzdělávání v oboru umělé inteligence už od základní školy.
Vy sama chcete pomoci zavést něco takového v Česku. Založila jste iniciativu AI dětem. Jak by měla fungovat?
Cílíme na vzdělávání v oboru umělé inteligence na základních školách. Prvním pilířem je naše příručka Obecný úvod do umělé inteligence pro učitele. V 10 kapitolách přehledně vysvětlíme, co je umělá inteligence, její základní principy, využití a výzvy jako předpojatost nebo etika.
Druhým pilířem bude interaktivní příběh pro pochopení základů umělé inteligence, na kterém spolupracujeme s časopisem Raketa. Děti se v roli robotích průzkumníků vydají na neprobádaná území za Velkou zdí, aby pomocí nástrojů umělé inteligence posbíraly poznatky o dávno zaniklé lidské civilizaci.
Iniciativa AI dětem plánuje materiály zveřejňovat na svém webu postupně v průběhu roku.
Třetím pilířem jsou metodiky koncipované dle principu E-U-R (evokace, uvědomění, reflexe, pozn. red). Tyto materiály budeme uvolňovat během školního roku 2022/23. Děti se seznámí s možnostmi využití AI v různých všeobecně vzdělávacích předmětech 2. stupně základní školy. Většinou půjde o 45minutové lekce s tisknutelnými pracovními listy.
A tím čtvrtým pilířem je učebnice Strojové učení pro děti, kterou napsal oceněný vývojář společnosti IBM Dale Lane a my ji vydali v češtině. Ta by měla sloužit do hodin informatiky a uceleně děti provést problematikou strojového učení.
Jak dětem ukázat principy strojového učení?
Učebnice Strojové učení pro děti se odkazuje na volně dostupný nástroj Machine learning for kids, který je postupně překládán do řady jazyků včetně češtiny. Zatím se ale bez znalosti angličtiny úplně neobejdete.
Nástroj umožňuje vytvořit jednoduché i sofistikované nástroje, které reálně využívají neuronových sítí. S dětmi tak můžete naprogramovat třeba nástroj, který rozpoznává různé emoce v textu. Děti se tak naučí, že neuronová síť se trénuje na datech, a díky tomu si pak umí lépe či hůře poradit i s novým zadáním, které dosud neviděla.
Rozřazení slov a frází do tříd umožňuje vytrénovat neuronovou síť.
Později můžete přistoupit k pokročilejšímu programování, které je ale stále vizuálně přehledné. Pomocí názorného programovacího jazyka Scratch můžete pracovat s natrénovaným modelem a vytvořit třeba aplikaci, která s vámi povede velmi základní dialog pomocí strojového rozpoznávání řeči.
Ukázka programu v rozhraní jazyka Scratch, které je rovněž k dispozici v češtině.
Podobný on-line nástroj nabízí také Google. Na webu Teachable Machine trénujete strojové učení pomocí své webové kamery. Pokročilejší zájemci mohou sáhnout třeba po bezplatném kurzu Elements of AI od iniciativy prg.ai, který je rovněž v češtině. Více tipů najdete v našem předchozím článku.
Všechny tyto materiály budeme testovat v pilotním projektu financovaném Pražským inovačním institutem. Začínáme teď ve školním roce 2022/2023 a zapojilo se do něj 20 pražských škol. Vyjádří-li zájem o materiály další školy nebo organizace, ozveme se jim, až budou materiály připraveny.
Jde to i bez obrazovky
Zmiňovala jste se také o třídílné učebnici Hello Ruby, která je určena pro výuku IT na prvním stupni. Zpracovávala jste podle ní i učební lekce. V čem je tak výjimečná?
Knížka mě zaujala, protože podle ní můžete učit děti informatiku, aniž by trávily čas u monitoru. Hello Ruby funguje jako vzdělávání v oboru technologií bez technologií. Myslím si, že ideální je 3. a 4. třída základní školy.
Hello Ruby je k dispozici i v češtině, zatím vyšly tři knihy.
Děti pracují s papírem – stříhají, lepí a kreslí. Vědomosti získávají nenásilnou formou, prostřednictvím příběhu. Ruby je zvědavá holčička, která má lidské i zvířecí kamarády z oblasti IT. Django a Julie například zastupují programovací jazyky, tučňák operační systém Linux a liška Firefox.
Ruby s kamarády podniká dobrodružné výpravy dovnitř počítače, do světa kódu nebo do internetové sítě. Každou část (internet, hardware, programování) uvede nějaký příběh a pracovní aktivity pro děti na něj navazují.
Ukázka z lekce, která pomáhá dětem rozlišovat na internetu mezi fakty a názory.
Hello Ruby jsem vyzkoušela s dětmi v rámci pololetního kroužku. Přišlo mi pak líto, aby mi lekce, které jsme pro kroužek připravila, ležely obrazně doma v šuplíku. A tak jsem napsala Lindě Liukas, autorce Hello Ruby, jestli bych je mohla nabídnout českým učitelům zdarma a ona souhlasila! Je skvělá. Teď pracujeme s Cyrilem Bromem z Matematicko-fyzikální fakulty na propracovanější podobě lekcí a brzy je nabídneme na stránkách Hello Ruby pro školy ke stažení.
Může se naučit programovat každý?
Na nějaké úrovni se to může naučit každý. Myslím si, že trocha informatického myšlení prospěje každému. Minimálně rozložit problém na menší části se hodí často.
Škola (počítačovou) hrou
Vy sama jste povoláním výtvarnice. Jaká byla vaše cesta k IT?
Mám technologie s výtvarnem hodně spjaté, zajímaly mě už od odmalička. Táta byl ajťák, takže jsme jako první v ulici měli počítač a já jsem u něj seděla pořád. Pařila jsem hry.
Taky se považuji za makera, což je takový novodobý název pro kutily. Vytvářím svítící objekty a interaktivní instalace. A v rámci herního studia pod Univerzitou Karlovou, Charles Games, se podílím na tvorbě počítačových her.
Ukázka z hry Atentát 1942 přibližující studentům události druhé světové války.
Vytváříme vážné hry na historická a společenská témata, jako je odsun Němců po 2. světové válce, smrt Jana Opletala, převoz studentů do koncentračního tábora nebo teď kyberšikana.
Videohra Nela je přístupná pedagogům v rámci projektu Jeden svět na školách. Snaží se realistickou formou přiblížit, jak funguje šikana v on-line prostředí. Videohra neslouží jako samostatný výukový materiál, její součástí je následná reflexe a diskuse s vyučujícím.
Vy sama svému synovi omezujete, kolik času může trávit u počítače?
Ano, má na hraní hodinu denně. Kdyby u počítače seděl déle, přišel by o spoustu jiných aktivit, které má taky rád. Miluje čtení a hraje fotbal. Takže kdybych ho nechala pařit několik hodin, bylo by mu to nakonec líto, což on sám uznává.
Kolik času tráví u obrazovky vaše děti?
Kolik času tráví české děti na sociálních sítích? Pětina v letošním průzkumu uvedla, že přes pět hodin denně:
Trávení času u obrazovky je často ožehavé téma. Odborníci doporučují rodičům, aby šli dětem příkladem a naučili je, jak technologie využívat smysluplně. Zde je několik tipů, jak na to:
Vědci ukazují, že počítačové hry mohou u dětí způsobovat závislost. Na druhou stranu mají ale i některé pozitivní dopady:
K výuce používáte počítačovou hru Minecraft. Můžete nám přiblížit, jak taková výuka probíhá?
Minecraft je hra s otevřeným světem. Můžete si nastavit buď kreativní herní režim, kde má hráč neomezeně zdrojů a může dělat, co chce. Nebo režim přežití (survival), kde hráč potřebuje jíst a spát a k tomu na něj útočí monstra.
Všechny zdroje si pak musí vyrábět sám. Když si chci třeba udělat postel, tak nejdřív musím jít posekat stromy, ze dřeva vytvořit (tzv. vykraftit, z anglického craft) laťky, z nich postavit postel a teprve potom můžu jít spát. Hra má také dobrodružný režim (adventure), v němž jde o to, abyste přemohli draka.
Ve výsledku ale může Minecraft vypadat jakkoli, protože si hru můžete ještě dodatečně upravit prostřednictvím už vytvořených „modů“. Ty můžete stáhnout už hotové, nebo si je vytvoříte sami. Minecraft je zkrátka médium, které je schopné unést prakticky jakékoliv téma.
Pro výuku pak existují speciální verze Minecraftu, třeba Minecraft Java a především Minecrat Education Edition.
Vy jste učila v Education Edition. Co všechno se v té verzi pro školy dá dělat?
Úplně všechno. Education Edition má velkou výhodu v tom, že je za tím velká komunita lidí, většinou učitelů, kteří pro tuto platformu vytvářejí obsah a lekce. Můžete si tak stáhnout jakoukoliv předpřipravenou lekci na jakékoliv téma do jakéhokoliv předmětu.
Každý by si měl určit sám svou míru, jak si nechá technologie vstoupit do svého života.
Například když jste dějepisář, najdete tam římské město, středověkou vesnici nebo si třeba sám zpracujete něco nového. My jsme třeba během pandemie probírali zákopové války. Udělali jsme naučnou stezku, kde jsme rozestavili postavy (tzv. NPC). Ty hrály roli historických osobností. Děti šly po té stezce, přečetly si o dané historické osobnosti a zaznamenávaly si o tom poznámky do deníku.
Deník slouží k reflexi v hodinách a děti ho pak pošlou učiteli na konci hodiny e-mailem. Když žáci naučnou stezku prošli, rozdělili se do armád a hráli zákopové války jako hru.
Tam jsme ovšem trochu narazili na to, že děti měly různou znalost Minecraftu. Někdo byl začátečník, který viděl hru prvně a měl problém se v ní orientovat, kdežto někdo už byl zkušený a pak se nudil. Je určitě ideální, aby už děti prostředí hry znaly, než pro ně naplánujete nějakou hodinu. Učitel může buď uspořádat lekci základů Minecraftu pro ty, kdo ho ještě neovládají, nebo rozdělit děti do skupin. Nebo může výuku v Minecraftu nechat jen pro ty, které toto prostředí skutečně zajímá.
Ukázka z výuky prostřednictvím hry Minecraft.
Jaká je vaše zkušenost s Minecraftem na letních příměstských táborech?
Je to skvělé. Dělám týdenní příměstské tábory už čtvrtým rokem, pokaždé zpracováváme jiné téma. Teď jsme měli metaversum, děti měly budovat svůj vlastní alternativní virtuální svět. Úkolem bylo dohodnout se nejdříve na fungování toho světa, vymyslet vlastní kryptoměnu, stanovit hodnoty, které budou mít jednotlivé věci , vymyslet, jak ten svět bude fungovat…
Bylo to neskutečně přínosné pro děti i pro mě. Děti v prvních dnech budovaly metavesmír, dohodly se na systému, jakým jednotlivé články budou spolupracovat, jak budou na sobě závislé.
Když jsme pak ve čtvrtek ráno všichni šli do toho metaversa žít, tak to vůbec nefungovalo. Oni si navrhli svět, kdy jeden něco vyrábí a druhý to odkupuje a zase prodává dál… Jenže v rámci toho „kapitalismu“ vůbec nespolupracovali, bojovali o zdroje a po několika hodinách zjistili, že jim v tom světě vůbec není dobře.
Takže jsme se sebrali a šli jsme na hřiště a tam si povídali o tom, proč to nefunguje. Došli jsme k tomu, že když chybí spolupráce a vzájemná pomoc, tak to prostě fungovat nebude, takže jsme ten svět celý překopali. A bylo to super. Měli jsme i zdravotní pojištění, bankovní půjčky a měnu jsme pojmenovali Metacoin.
Není v tom ale i nebezpečí? Nemůže přemíra virtuálního kontaktu deformovat vztahy nebo schopnost dětí začlenit se do společnosti?
Může. Každý by si měl určit sám svou míru, jak si nechá technologie vstoupit do svého života. Já jsem například dost introvertní samotář, takže mně kontakt prostřednictvím technologií vyhovuje. Baví mě do noci hloubat nad fungováním třeba nějaké aplikace nebo zařízení.
Eva Nečasová, česká výtvarnice a kutilka se zájmem o propojování umění a nových technologií. V roce 2022 založila neziskovou iniciativu AIdětem.cz a hledá nové způsoby, jak podpořit výuku informačních technologií na školách.
Pak jsou lidé, kteří berou technologie jako nutné zlo. Každý máme jiné potřeby a je dobře, že je můžeme svobodně realizovat. Ale nemyslím si, že technologie musí jednotlivce nebo lidi nutně rozdělovat, jak často slýchám. Existují i nástroje, které propojují teenagery a seniory, takže se spolu potkávají právě prostřednictvím technologií. Funguje to docela hezky.
Co by měl tedy dospělý dělat ohledně bezpečnosti dětí ve virtuálním prostředí?
Hlavně je potřeba nezavírat před tím oči, protože děti on-line jsou a budou. Naším úkolem je dělat dětem průvodce a chránit je i v tom virtuálním prostředí. Pomáhat jim objevovat svět a naučit je potřebné dovednosti, aby se v něm uměly dobře orientovat, věděly si rady a nebyly snadno manipulovatelné.
