Keynote luento ITICSE 23 konferenssissa: “K-12 Tietotekniikkaopetusta tekoälyaikana: Datalukutaidosta Datatoimijuuteen”

Taustaa:
Prof. Matti Tedre ja Yliopistotutkija Henriikka Vartiainen pitivät ITICSE konferenssin keynote puheenvuoron heinäkuussa 2023. Esityksen englanninkielinen otsikko on: “K-12 Computing Education for the AI Era: From Data Literacy to Data Agency”. Lue lisää täältä: https://iticse.acm.org/2023/keynote-speakers-2/

Konekäännetty (chatGPT) tiivistelmä esityksestä:
Kysymys siitä, miten opettaa perinteistä sääntöpohjaista ohjelmointia, on ohjannut suurta osaa tietotekniikan opetustutkimuksesta 1950-luvulta lähtien. K-12 (koulu) -yhteydessä on ajan myötä syntynyt yhteisymmärrys tietotekniikkaopetuksen paradigmaattisista elementeistä, jotka olettavat tietokoneen suorittavan ohjeiden sarjoja, joita ohjaa käskyjen sarja. Tässä viitekehyksessä monet tutkijat ovat keskittyneet siihen, miten helpottaa oppijoita kehittämään tarkkaa mielikuvaa siitä, mitä tietokone tekee suorittaessaan koodinpätkän.

Kuitenkin perinteinen ohjelmointilähestymistapa tietotekniikkaopetuksessa ei riitä ymmärtämään ja kehittämään koneoppimiseen (ML) perustuvaa teknologiaa. Koneoppiminen on jo mahdollistanut merkittäviä edistysaskelia automaation saralla, kuten puheen- ja kuvantunnistuksessa, autonomisissa autoissa, syvänväärennösvideoissa, ylivoimaisessa suorituskyvyssä lautapeleissä ja tietokonepeleissä sekä monissa muissa sovelluksissa. Monet nykypäivän huipputason palvelut ja sovellukset perustuvat datavetoisiin lähestymistapoihin, jotka poikkeavat merkittävästi perinteisen ohjelmoinnin keskeisistä paradigmaattisista oletuksista.

Seurauksena perinteiset näkemykset tietotekniikkaopetuksesta joutuvat yhä enemmän haasteiden eteen ottaakseen huomioon ne muutokset, joita tekoäly (AI) ja koneoppiminen (ML) tuovat mukanaan. Tämä avauspuheenvuoro esittelee varhaisia tuloksia tutkimuksesta, jossa selvitetään, miten opettaa perustavanlaatuisia tekoälyyn liittyviä oivalluksia ja tekniikoita 200 4-9 -luokkalaiselle oppilaalle 14 peruskoulussa Itä-Suomessa. Siinä kuvataan oppimisympäristöt, työkalut ja pedagogiset lähestymistavat sekä pohditaan paradigmaattisia ja käsitteellisiä muutoksia, jotka vaaditaan siirryttäessä perinteisestä ohjelmoinnista koneoppimisen opetukseen K-12-tietotekniikkaopetuksessa. Puheessa käsitellään niitä asennemuutoksia, joita tämä siirtymä vaatii, ja pohditaan haasteita, joita aiheutuu opetussuunnitelmien, opetusteknologian ja oppimisympäristöjen kehittämisestä. Siinä annetaan myös esimerkkejä siitä, miten tekoälyn etiikkakäsitteitä, kuten algoritmista vinoutta, yksityisyyttä, väärää tietoa, monimuotoisuutta ja vastuullisuutta, voidaan integroida koneoppimisen opetukseen.

Puheessa käsitellään erilaisten tietotekniikan lukutaitojen välistä suhdetta ja esitellään aktiivinen käsite, “datakyvykkyys”, joka viittaa ihmisten haluun ja kykyyn tehdä informoituja toimia, jotka vaikuttavat heidän digitaaliseen maailmaansa. Siinä korostetaan paitsi tiedon ymmärtämistä (eli dataosaamista) myös aktiivista kontrollia ja tiedon virtausten manipulointia sekä niiden eettistä ja viisasta käyttöä.