هوش مصنوعی چگونه تجربه یادگیری را بازطراحی می‌کند؟

هوش مصنوعی چگونه تجربه یادگیری را بازطراحی می‌کند؟

تا همین چند سال پیش، وقتی از هوش مصنوعی در آموزش صحبت می‌شد، بیشتر تصور یک ابزار برای پاسخ دادن به سؤال‌ها، تولید محتوا یا ساده‌تر کردن بعضی از کارهای آموزشی بود. اما با پیشرفت مدل‌های هوش مصنوعی مولد[Generative AI Model]، این تصویر در حال تغییر است.
هوش مصنوعی دیگر فقط ابزاری نیست که در کنار آموزش قرار بگیرد؛ پژوهشگران در حال بررسی این هستند که چگونه می‌توان آن را در خودِ فرایند یادگیری و آموزش وارد کرد. از کمک به مدرس در لحظه تدریس گرفته تا تعامل مستقیم با دانش‌آموز و حتی ایجاد موقعیت‌هایی که در آن دانش‌آموز به یک عامل هوش مصنوعی آموزش می‌دهد.
این تغییر یک سؤال مهم را مطرح می‌کند:

اگر هوش مصنوعی قرار نیست صرفاً یک ابزار پاسخ‌گو باشد، نقش آن در تجربه یادگیری چه خواهد بود؟
برای پاسخ به این سؤال، سه پژوهش جدید مسیر جالبی را نشان می‌دهند؛ 

 مسیری که از کمک به مدرس شروع می‌شود، به مشارکت مستقیم AI در آموزش می‌رسد و در نهایت حتی نقش یادگیرنده را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. از ابزار پاسخ‌گو تا شریک یادگیری ؛ نقش AI در حال تغییر است.... یکی از مهم‌ترین تغییرات در استفاده از هوش مصنوعی در آموزش، تغییر نقش آن است.
در ساده‌ترین حالت، دانش‌آموز از AI سؤالی می‌پرسد و پاسخی دریافت می‌کند. اما چنین تعاملی لزوماً به معنای یادگیری نیست. آموزش فقط انتقال یک پاسخ صحیح از یک منبع به یک فرد نیست؛ یادگیری به توضیح، پرسش، بازخورد، تمرین و درگیر شدن فعال یادگیرنده نیاز دارد.
به همین دلیل، پژوهش‌های جدید بیشتر به این سمت رفته‌اند که ببینند اگر هوش مصنوعی درون فرایند آموزشی قرار بگیرد چه اتفاقی می‌افتد.
آیا می‌تواند به مدرس کمک کند تا بهتر آموزش دهد؟
آیا می‌تواند مستقیماً با دانش‌آموز تعامل آموزشی داشته باشد؟
و آیا حتی می‌تواند بخشی از تجربه‌ای را ایجاد کند که در آن خودِ دانش‌آموز برای یادگیری بهتر، مجبور به توضیح دادن و آموزش دادن شود؟
برای پاسخ به این پرسش‌ها، ابتدا باید از جایی شروع کنیم که AI هنوز در کنار انسان قرار دارد.

۱. وقتی هوش مصنوعی کنار مدرس قرار می‌گیرد
اولین پژوهش، به جای آنکه مدرس را از فرایند آموزش کنار بگذارد، مسیر متفاوتی را امتحان کرد: قرار دادن هوش مصنوعی در کنار مدرس. در مطالعه‌ای با عنوان  Tutor CoPilot ، هوش مصنوعی به‌عنوان یک همراه آموزشی برای مدرس طراحی شد. هدف این نبود که AI جای مدرس را بگیرد؛ بلکه در جریان تعامل مدرس با دانش‌آموز، پیشنهادهایی ارائه می‌کرد تا مدرس بتواند از راهبردهای آموزشی مؤثرتر استفاده کند. این مطالعه روی ۷۸۳ مدرس و ۱٬۰۱۳ دانش‌آموز در پایه‌های سوم تا ششم انجام شد و پژوهشگران حدود ۳۵۰ هزار پیام آموزشی را نیز برای بررسی نحوه تعامل مدرس‌ها با دانش‌آموزان تحلیل کردند، نتیجه قابل توجه بود، دانش‌آموزانی که با مدرس‌های مجهز به Tutor CoPilot کار کردند، در آزمون‌های مربوط به تسلط بر مطالب، حدود ۴ واحد درصد عملکرد بهتری نسبت به گروه مقایسه داشتند، این اثر برای دانش‌آموزانی که با مدرس‌های ضعیف‌تر کار می‌کردند حتی بیشتر بود و به حدود ۹ واحد درصد رسید اما شاید مهم‌تر از خودِ این عدد، تغییری بود که در رفتار آموزشی مدرس‌ها مشاهده شد.
مدرس‌هایی که از AI استفاده می‌کردند، بیشتر از راهبردهایی مانند پرسیدن سؤال‌های هدایت‌کننده و وادار کردن دانش‌آموز به فکر کردن استفاده کردند و کمتربه تشویق‌های عمومی یا پاسخ‌های کم‌عمق متکی بودند.
این یافته تصویر جالبی از نقش هوش مصنوعی ارائه می‌دهد.  AI  در اینجا جای انسان را نگرفته است؛ بلکه به نوعی توانایی انسان را تقویت کرده است. مدرس همچنان تصمیم می‌گیرد، با دانش‌آموز ارتباط برقرار می‌کند و مسئول فرایند آموزشی است؛ اما یک سیستم هوش مصنوعی می‌تواند در همان لحظه، به او کمک کند تا انتخاب آموزشی بهتری داشته باشد.
این شاید یکی از اولین تغییرات مهم در تجربه یادگیری باشد:
هوش مصنوعی می‌تواند قبل از آنکه جایگزین مدرس شود، توانایی مدرس را افزایش دهد.
اما اگر AI بتواند در کنار مدرس قرار بگیرد، سؤال بعدی این است که آیا می‌تواند یک قدم جلوتر برود و خودش نیز وارد تعامل آموزشی با دانش‌آموز شود؟

۲. وقتی AI وارد خودِ فرایند آموزش می‌شود
در پژوهش دیگری، محققان همین مسیر را یک مرحله جلوتر بردند، در مطالعه  LearnLM ، یک سیستم هوش مصنوعی برای پشتیبانی از دانش‌آموزان در محیط واقعی مدارس بریتانیا مورد آزمایش قرار گرفت. این پژوهش در پنج مدرسه متوسطه و با ۱۶۵ دانش‌آموز ۱۳ تا ۱۵ ساله انجام شد و هفت هفته به طول انجامید اما نکته مهم این بود که AI قرار نبود به ‌تنهایی نقش معلم را بر عهده بگیرد. مدرس انسانی همچنان در فرایند حضور داشت و پاسخ‌های پیشنهادی هوش مصنوعی را بررسی و در صورت نیاز ویرایش می‌کرد. در اینجا AI به ‌جای اینکه صرفاً پاسخ نهایی را در اختیار دانش ‌آموز قرار دهد، برای هدایت او به سمت پاسخ از روش‌هایی مانند پرسشگری سقراطی استفاده می‌کرد؛ یعنی به جای اینکه سریع جواب را ارائه کند، با سؤال مناسب دانش‌آموز را به فکر کردن وادار کند.
نتایج مطالعه نشان داد که این رویکرد در چند بخش عملکرد قابل توجهی داشت. برای مثال، در حل مسئله بعدی و انتقال آموخته‌ها به موضوع جدید، عملکرد دانش‌آموزانی که با LearnLM کار کرده بودند ۶۶٫۲ درصد بود؛ در حالی که این رقم برای گروه دریافت‌کننده آموزش انسانی ۶۰٫۷ درصد و برای گروه دریافت‌کننده راهنمای ثابت ۵۶٫۲ درصد بود.
همچنین در بررسی پاسخ‌های تولیدشده توسط سیستم، مدرس‌ها بخش بزرگی از پیام‌ها را بدون نیاز به تغییر یا با تغییر بسیار کم تأیید کردند. اما جالب اینجاست که ویرایش‌های انسانی در بسیاری از موارد به موضوعاتی مانند زمان‌بندی، لحن و ملاحظات اجتماعی و عاطفی مربوط می‌شد. این یعنی حتی وقتی AI می‌تواند بخش مهمی از گفت‌وگوی آموزشی را انجام دهد، هنوز موقعیت‌هایی وجود دارد که قضاوت انسانی اهمیت پیدا می‌کند.
در نتیجه، نقش انسان و AI در این مدل نه کاملاً جدا از یکدیگر است و نه یکی جای دیگری را می‌گیرد، آنچه شکل می‌گیرد، نوعی همکاری آموزشی است.
اما اینجا یک سؤال جالب‌تر به وجود می‌آید:
اگر هوش مصنوعی می‌تواند در نقش مدرس یا همراه آموزشی ظاهر شود، آیا می‌توان از خودِ این تعامل برای تغییر نقش یادگیرنده نیز استفاده کرد؟

۳. وقتی AI فقط آموزگار نیست؛ یادگیری از مسیر آموزش دادن
تا اینجا، مسیر تقریباً مشخص است در پژوهش اول، AI به مدرس کمک می‌کند در پژوهش دوم، AI وارد تعامل آموزشی با دانش‌آموز می‌شود، اما آیا می‌توان یک قدم دیگر جلو رفت؟
اگر این بار دانش‌آموز به AI آموزش بدهد چه اتفاقی می‌افتد؟
این ایده در پژوهش دیگری درباره یادگیری ریاضیات دوره متوسطه مورد بررسی قرار گرفت.
پژوهشگران سیستم ALTER-Math را توسعه دادند؛ یک عامل آموزشی مبتنی بر هوش مصنوعی مولد که بخشی از طراحی آن بر ایده‌ای به نام «یادگیری از طریق آموزش دادن» استوار بود. در این مدل، دانش‌آموز فقط دریافت‌کننده اطلاعات نیست او باید برای عامل هوش مصنوعی توضیح دهد، مسئله را حل کند و دانش خود را در قالب آموزش ارائه دهد.
چرا چنین چیزی می‌تواند مفید باشد؟
زیرا وقتی قرار است چیزی را برای دیگری توضیح دهیم، معمولاً مجبور می‌شویم دانسته‌های خودمان را منظم کنیم، مراحل استدلال را بیان کنیم و نقاطی را که واقعاً متوجه نشده‌ایم شناسایی کنیم، بنابراین AI در اینجا صرفاً یک «معلم مصنوعی» نیست و خودِ تعامل با AI به بخشی از فرایند یادگیری تبدیل می‌شود.
این پژوهش در چند مرحله و با مشارکت مجموعاً ۳۲۰ دانش‌آموز و ۶ معلم انجام شد.
در مطالعه نهایی نیز ۲۱۲ دانش‌آموز در یک مقایسه میان گروه استفاده‌کننده از ALTER-Math و گروه آموزش معمولی شرکت کردند.
نتایج مطالعه نهایی نشان داد که گروه استفاده‌کننده از ALTER-Math در بهبود دانش ریاضی، عملکرد بهتری نسبت به گروه کنترل داشت.
اینجا دیگر فقط با اضافه کردن یک ابزار جدید به کلاس روبه‌رو نیستیم. خودِ تجربه یادگیری تغییر کرده است.
دانش‌آموز از «کسی که پاسخ دریافت می‌کند» به «کسی که باید توضیح دهد و آموزش دهد» تبدیل می‌شود.
و این همان جایی است که مفهوم بازطراحی تجربه یادگیری معنا پیدا می‌کند.

سه پژوهش، یک تغییر بزرگ در طراحی آموزش
اگر این سه پژوهش را جدا از یکدیگر ببینیم، هرکدام درباره یک کاربرد متفاوت از هوش مصنوعی صحبت می‌کنند.
اما وقتی کنار هم قرار می‌گیرند، مسیر بسیار جالب‌تری دیده می‌شود.
در  Tutor CoPilot، هوش مصنوعی در کنار مدرس قرار می‌گیرد و به افزایش توانایی او کمک می‌کند.
در  LearnLM، هوش مصنوعی وارد تعامل مستقیم‌تر با دانش‌آموز می‌شود و تحت نظارت انسان بخشی از فرایند آموزش را بر عهده می‌گیرد.
در ALTER-Math ، AI حتی می‌تواند به بخشی از محیط یادگیری تبدیل شود که دانش‌آموز در آن با توضیح دادن و آموزش دادن، خودش یاد می‌گیرد.
بنابراین مسیر را می‌توان این‌گونه دید:
AI  در کنار مدرس
AI  در تعامل با یادگیرنده
AI  به‌عنوان بخشی از تجربه یادگیری
این تفاوت مهم است،بحث دیگر فقط این نیست که ((چگونه از AI در آموزش استفاده کنیم؟))
سؤال بزرگ‌تر این است:
چگونه باید آموزش را طوری طراحی کنیم که انسان و AI هرکدام در جایی قرار بگیرند که بیشترین ارزش را ایجاد کنند؟

این همان نقطه‌ای است که مفهوم «بازطراحی تجربه یادگیری» از یک عبارت جذاب به یک مسئله واقعی آموزشی تبدیل می‌شود.
آیا هوش مصنوعی می‌تواند حتی جای انسان را بگیرد؟
با دیدن چنین نتایجی، شاید طبیعی باشد که سؤال بعدی این باشد:
اگر AI می‌تواند به مدرس کمک کند، با دانش‌آموز تعامل کند و حتی بخشی از تجربه یادگیری را شکل دهد، آیا در نهایت می‌تواند جای انسان را بگیرد؟
این سه پژوهش چنین نتیجه‌ای را تأیید نمی‌کنند. اتفاقاً یافته‌های آن‌ها اهمیت نقش انسان را در نقاط مختلف نشان می‌دهد.
در Tutor CoPilot، AI  در کنار مدرس استفاده شد، نه به‌جای او. در LearnLM ، پیام‌های تولیدشده توسط AI تحت نظارت مدرس قرار داشتند و انسان در مواردی که مسئله به لحن، زمان‌بندی یا شرایط اجتماعی و عاطفی مربوط می‌شد، مداخله می‌کرد. در ALTER-Math نیز طراحی و توسعه سیستم از ابتدا با مشارکت پژوهشگران آموزشی و معلمان انجام شد و بازخورد کاربران برای اصلاح سیستم اهمیت داشت. حتی در همین مطالعات، مشکلاتی مانند پاسخ‌های نامناسب، تکراری یا خشک، مشکلات فنی و نیاز به اصلاح تعاملات آموزشی مشاهده شد.
بنابراین مسئله احتمالاً انسان یا AI نیست. مسئله این است که:
کدام بخش از آموزش را AI می‌تواند بهتر پشتیبانی کند و کدام بخش همچنان به قضاوت و حضور انسان نیاز دارد؟
آینده دوره‌های آموزشی؛ انسان + AI
اگر روند پیشرفت هوش مصنوعی و فناوری آموزش همین‌طور ادامه پیدا کند، احتمالاً آموزش‌های آینده فقط این نخواهند بود که کلاس‌های امروزی را عیناً به شکل آنلاین و دیجیتال منتقل کنیم.
ممکن است یک دوره آموزشی، همچنان مدرس انسانی داشته باشد؛ اما در کنار آن، AI  بتواند برای هر یادگیرنده تمرین مناسب پیشنهاد دهد، در طول مسیر بازخورد ارائه کند، به مدرس در تشخیص مشکلات یادگیری کمک کند یا حتی نقش یک همراه آموزشی را بر عهده بگیرد. در چنین مدلی، ارزش مدرس از بین نمی‌رود؛ بلکه ممکن است نوع کاری که مدرس انجام می‌دهد تغییر کند، مدرس می‌تواند زمان کمتری را صرف کارهای تکراری و زمان بیشتری را صرف چیزهایی کند که به قضاوت، تجربه، ارتباط انسانی و حل مسئله واقعی نیاز دارند. از طرف دیگر، یادگیرنده نیز دیگر الزاماً یک دریافت‌کننده منفعل محتوا نیست. او می‌تواند با AI گفت‌وگو کند، سؤال بپرسد، تمرین کند، بازخورد بگیرد و حتی در برخی مدل‌های آموزشی، برای توضیح دادن به AI تلاش کند.
در نتیجه، دوره آموزشی می‌تواند از یک مسیر خطی:
مدرس → محتوا → دانش‌آموز
به یک محیط تعاملی‌تر تبدیل شود:
مدرس + AI + یادگیرنده + مسئله + بازخورد
البته اینکه این مدل در همه حوزه‌ها و برای همه انواع یادگیری به یک اندازه مؤثر باشد، هنوز نیازمند پژوهش‌های بیشتر است.هر سه مطالعه نیز محدودیت‌هایی داشته‌اند و نمی‌توان نتایج آن‌ها را بدون احتیاط به تمام سنین، رشته‌ها و محیط‌های آموزشی تعمیم داد.اما همین شواهد اولیه نشان می‌دهند که تغییر از همین حالا شروع شده است.
آموزش دیگر فقط انتقال داده نیست...
شاید مهم‌ترین نتیجه‌ای که از کنار هم گذاشتن این پژوهش‌ها به دست می‌آید، این باشد که آموزش را نمی‌توان فقط انتقال اطلاعات از یک منبع به یک یادگیرنده دانست.اگر آموزش فقط انتقال داده بود، یک سیستم هوش مصنوعی که بتواند سریع و دقیق پاسخ تولید کند، تقریباً همه مسئله را حل می‌کرد.اما یادگیری پیچیده‌تر از دریافت اطلاعات است.
یادگیرنده باید سؤال بپرسد، اشتباه کند، بازخورد بگیرد، دوباره تلاش کند، مفهوم را توضیح دهد، ارتباط میان موضوعات را بفهمد و در موقعیت‌های جدید از آموخته‌های خود استفاده کند.
سه پژوهشی که در این مقاله بررسی کردیم، هرکدام از زاویه‌ای متفاوت نشان می‌دهند که هوش مصنوعی می‌تواند در این فرایند نقش داشته باشد؛ گاهی در کنار مدرس، گاهی در تعامل مستقیم با دانش‌آموز و گاهی با ایجاد تجربه‌ای که در آن خودِ دانش‌آموز از طریق آموزش دادن یاد می‌گیرد. بنابراین شاید آینده آموزش بیش از آنکه درباره انتخاب میان انسان یا هوش مصنوعی باشد، درباره پیدا کردن شکل درست همکاری انسان و هوش مصنوعی باشد. چالش اصلی نیز دیگر صرفاً ساختن مدل‌های هوشمندتر نیست؛ بلکه طراحی تجربه‌های یادگیری هوشمندتری است که در آن فناوری، انسان و روش آموزشی در کنار یکدیگر معنا پیدا کنند.
 
این مقاله بر پایه بررسی و تحلیل سه پژوهش علمی در زمینه کاربرد هوش مصنوعی در آموزش و یادگیری نوشته شده است منابع مورد استفاده عبارت است از  :

Tutor CoPilot: A Human-AI Approach for Scaling Real-Time Expertise
Rose E. Wang, Ana T. Ribeiro, Carly D. Robinson, Susanna Loeb, Dorottya Demszky

AI tutoring can safely and effectively support students: An exploratory RCT in UK classrooms
LearnLM Team, Google & Eedi

Development of a generative AI-powered teachable agent for middle school mathematics learning: A design-based research study
Wanli Xing, Yukyeong Song, Chenglu Li, Zifeng Liu, Wangda Zhu, Hyunju Oh