Taidot, kyvykkyydet ja tekoäly
SeOppi 1/2020
Teksti: Ilkka Tuomi, Meaning Processing Oy:n johtava tutkija
Viime keväänä UNESCO:n pääsihteeri Audrey Azoulay piti korkealentoisen puheen tekoälyn mullistavasta vaikutuksesta. Sen mukaan tekoäly on ihmiskunnan suurin keksintö sitten paleoliittisen ajan. Tähän on helppo yhtyä–jos tekoäly joskus keksitään.
Tekoälytekniikoihin perustuvia opetusjärjestelmiä on tehty 1970-luvun lopulta lähtien. Kaupallisia AIEd sovelluksia on nyt satoja. Niitä tarjotaan opetuksen automatisointiin, informaalin oppimisen orkestrointiin, opettajan tueksi ja hallinnon tehostamiseksi. Kiinassa opettajapulaa yritetään korjata tekoälytekniikoilla luoduilla virtuaaliopettajilla. Afrikka aiotaan nostaa kehityksen seuraavalle askelmalle tekoälyyn perustuvan opetuksen avulla.
Tekoälyn viimeaikaisen nousun taustalla on koneoppiminen ja erityisesti ”deep learning”. On kai luonnollista, että UNESCO pitää tekoälyä merkittävänä asiana. Oppimisella on kuitenkin vain vähän tekemistä ”koneoppimisen” kanssa. Jotta tietokoneohjelma oppisi erottamaan kissan koirasta, sille pitää näyttää kymmeniä miljoonia ihmisen luokittelemia kuvia. Jotta se oppisi tuottamaan tekstiä, opetukseen tarvitaan miljoonia sivuja ihmisen kirjoittamaa tekstiä.
Koneoppiminen on samanlaista assosiatiivista oppimista ja adaptaatiota kuin evoluutio. Siihen pystyvät niin pulut, punkit kuin bakteeritkin. Tekoälyn viime vuosien läpimurrot perustuvat siihen, että internet on nyt kehittynyt niin pitkälle, että dataa syntyy valtavia määriä. Ihmisen älykkyys ja älyttömyys näkyy tietoverkoissa reaaliajassa, ja siitä voidaan etsiä tilastollisia säännönmukaisuuksia.
Nykyisessä tekoälyssä on kuitenkin vain vähän ihmisenkaltaista älyä. Jos voisimme kytkeä sähköjohtoon 150 miljoonaa pulua, niillä voisi toteuttaa maailman huippua edustavan luonnollisen kielen tekoälyjärjestelmän.
Tekoälyvallankumouksen salaisuus on, että satoja miljoonia elektronisia puluja todella voidaan nyt kytkeä toisiinsa. Evoluutiota ja pulunjalostusta voidaan tehdä terahertsien taajuudella. Monia sellaisia asioita, joiden kuviteltiin vaativan inhimillistä älykkyyttä, voidaan simuloida korvaamalla laatu määrällä.
Varsinaisesti nykyisessä tekoälyssä on kysymys uudenlaisesta ohjelmoinnin paradigmasta. Perinteisesti tietokoneita ohjelmoitiin algoritmeilla, jotka kertoivat koneelle, miten lähtötiedosta tuotetaan oikea vastaus. Koneoppimisessa algortimit siirtyvät metatasolle. Koneelle ei enää kerrota, miten vastaus tuotetaan vaan sille kerrotaan, miten arvattuja vastauksia voisi tilastollisesti parantaa ja miten niiden oikeellisuutta pitäisi arvioida. Kun kone miljardien yritysten jälkeen alkaa tuottaa suunnilleen oikeanlaisia vastauksia, ohjelmointi on valmis.
Oppimisteorian näkökulmasta kone on tällöin oppinut joukon refleksejä, joilla se reagoi sille annettuihin ärsykkeisiin.
Opetusteknologian kysymys on, miten tällaisia koneita voidaan käyttää oppimisen ja opetuksen tukena. Miten taitoja ja kyvykkyyksiä voidaan kehittää näillä uusilla koneilla? Mitä opetukselle tapahtuu, kun ihmisen äly alkaa käyttää näitä uusia teknologioita?
Euroopassa on tehty paljon töitä sen ymmärtämiseksi, minkälaisia kyvykkyyksiä alkaneella vuosisadalla tarvitaan. Yllättävän vähän on mietitty sitä, mitä kyvykkyydet ovat ja miten ne liittyvät teknologian ja maailman muutokseen.
EU:n kompetenssikehysten perustana on ajatus, että kyvykkyys on yhdistelmä asiantuntijuutta ja asennetta. Asiantuntijuus puolestaan rakentuu tiedosta, taidosta ja kokemuksesta. Mutta mitä on taito? Miksi me puhumme ”uuden vuosisadan taidoista” ja miksi kaikki ymmärtävät, että nyt on opittava ”ongelmanratkaisua”, ”luovuutta”, ”yhteistyötä” ja ”kriittistä ajattelua”?
Tätä kehitystä voi ymmärtää, kun kompetenssi ymmärretään entistä laajemmin. Taito, ”skill”, on tarkkaan ottaen kykyä käyttää työkalua. Taidot ovat käytössä olevan teknologian peilikuva. Vasara ja ahjo synnyttävät sepän, tietokone ohjelmoijan, auto autonasentajan ja hitsipilli hitsarin.
Teollisessa maailmassa työn tavat ja teknologiat muuttuivat melko hitaasti. Tästä syystä ihmisiä voitiin kouluttaa ammattiin. Taidot olivat pysyviä ja niihin liittyvä tieto ikuista –tai niin ainakin kuviteltiin.
Kyvykkyys on kuitenkin yhdistelmä asiantuntijuutta ja ihmisen kykyä asiantuntijuuden käyttämiseen. Asiantuntijuuden lisäksi tarvitaan enemmän kuin ”asennetta”. Kyvykkyys, eli kyky saada asioita tehdyksi, on yhdistelmä kognitiivisia ja ei-kognitiivisia tekijöitä. Tieto, taito ja kokemus ovat kyvykkyyden kognitiivisia komponentteja. Ei-kognitiivisiin komponentteihin kuuluvat monet sosiaalisessa ja kulttuurisessa kontekstissa ilmentyvät persoonallisuuden piirteet. Näitä ovat esimerkiksi avoimuus, sosiaaliset ja emotionaaliset kyvyt, ulospäinsuuntautuneisuus, ”luovuus” ja organisointikyvyt.
Uuden vuosisadan taidot ovat nousseet esiin siksi, että työn teknologinen perusta on jälkiteollisessa maailmassa nopeassa muutoksessa. Kognitiiviset kyvykkyyden komponentit ovat nyt vähemmän tärkeitä kuin ei-kognitiiviset. Koulutusjärjestelmät ja opetussuunnitelmat ovat nyt muutoksessa. Tiedolla, taidolla ja kokemuksella ei enää ole samaa merkitystä kuin ennen.
Opetuksessa käytettävillä tekoälysovelluksilla näyttäisi siis olevan erityisesti tarvetta ei-kognitiivisten taitojen oppimisessa. Samalla nousee entistä tärkeämmäksi sellainen teoreettinen tieto, joka antaa oppijoille mahdollisuuden rakentaa käsitteellisiä ja merkityksellisiä maailmoja. Ehkä paradoksaalisesti tällaisen teoreettisen tiedon rakentuminen voi vaatia toistoa, rutiineja ja konkreettiseen tilanteeseen liittyvää tietoa.
Yhtenä haasteena on se, että monet nyt tärkeinä pidetyistä ”pehmeistä” taidoista ovat persoonallisuuden piirteitä. Ei ole selvää, missä määrin niitä voidaan opettaa. Mikäli luovuutta, empatiaa ja ”kriittistä ajattelua” on vaikea oppia, tekoälyä voidaan ehkä käyttää kompetenssien täydentävänä osana. Jos emme osaa lukea emootioita, ehkä kone voi auttaa oikoluvussa. Ei-kognitiivisten taitojen nousu tarkoittaa kuitenkin sitä, että politiikassa ja tekniikan kehittämisessä puhutaan jatkossa erityisesti alle kolmevuotiaiden oppimisesta ja sen tukemisesta.
