Tekoälyyn perustuva apuopettaja tuo digitaaliseen oppikirjaan lisäarvoa

City Collegen kirjakauppa New Yorkissa mainostaa vuokrattavia kurssikirjoja. Kuva Bebeto Matthews / AP.

Yliopistojen oppikirjat ovat varsinkin englanninkielisessä maailmassa kustantajille kuin lupa painaa rahaa. Opiskelijoille tiiliskiviä muistuttavat johdantoteokset ovat paitsi iso kuluerä, myös raskaita kantaa. Yliopistojen kampuskirjakaupat ovat pyörittäneet isoa bisnestä käytettyjen kurssikirjojen kaupalla.

Jälkimarkkinat ovat jo siirtyneet osittain nettihuutokauppaan, mutta suurempi murros kurssikirja-alalla on tulossa, kun oppimateriaalit siirtyvät vähitellen sähköiseen muotoon.
Jos perinteisiä oppikirjoja luetaan pdf-dokumentteina tablettitietokoneilta, kirjat todennäköisesti halpenevat, mutta kustantajat ja kirjapainot jäävät nuolemaan näppejään.

Kustantajat pyrkivät kuitenkin tuomaan sähköisiin oppimateriaaleihin lisäarvoa ominaisuuksilla, joita painetuissa oppikirjoissa ei voi olla. Esimerkiksi iPadiin on ollut jo kaksi vuotta saatavana Inkling-sovellus, joka tuo oppikirjoihin interaktiivisia piirteitä.

Opiskelijat voivat esimerkiksi jakaa ja kommentoida oppikirjan tekstejä muiden kanssa. Opiskelija voi jättää valitsemaansa tekstikohtaan muistiinpanon tai huomautuksen, jonka muutkin kirjan käyttäjät näkevät omilla laitteillaan. Toiset voivat sitten jatkaa keskustelua kommentoimalla tätä muistiinpanoa.

Inklingissä on myös interaktiivista grafiikkaa. Biologian oppikirjassa opiskelija voi pyöritellä kolmiulotteista molekyyliä ja katsella haluamastaan suunnasta, millaisia tarttumiskohtia sillä voisi olla toisiin molekyyleihin.

Luonnollisesti digitaalisen oppikirjan teksteihin on hakutoiminto, ja Inklingissä tekstien korostukset voi jakaa muiden käyttäjien kesken. The New York Timesin mukaan Inklingiä kokeilleiden yliopistojen professorit olivat innoissaan mahdollisuudesta lisätä oppikirjaan huomautuksia ja siitä, että he saattoivat seurata, miten opiskelijat reagoivat niihin.

Kysy kirjalta

Uusi tulokas sähköisten oppimateriaalien markkinoilla on Vulcan-yhtiön Inquire-sovellus, joka sekin on suunniteltu iPadille.

Inquiren tarkoitus on olla ensimmäinen aidosti älykäs oppikirja. Tekijät ovat aloittaneet Campbell Biology -oppikirjasta, joka on yksi Yhdysvaltain luetuimmista ja tentityimmistä kurssikirjoista. Se on tuttu niin biologian ensimmäisen vuoden opiskelijoille kuin monille lukiolaisillekin.

Kun lukija törmää vaikeaan käsitteeseen, sovellukselle voi esittää kysymyksiä. Mitä on soluhengitys? Millainen viherhiukkanen on rakenteeltaan? Miten viherhiukkanen eroaa mitokondriosta? Jos kasvista otettaisiin viherhiukkaset pois, mitä tapahtuisi?

Tyypillinen biologian kurssikirja saattaa sisältää satoja uusia käsitteitä ja tuhansia käsitteiden välisiä suhteita. Uutta tietoa sisältävää tekstiä on vaikea omaksua pysähtymättä välillä miettimään uuden oppisisällön suhdetta aiemmin omaksuttuun.

Inquiressa tekoälysovellus ylläpitää asioiden välisistä suhteista käsitekarttaa, ja auttaa lukijaa, joka ei välttämättä osaa vielä muotoilla edes kunnollista kysymystä. Jos opiskelija esimerkiksi kysyy, mitä proteiini tekee, sovellus ensin muuttaa sen kysymykseksi proteiinin funktiosta.

Tietokoneelta on helpompi kysyä jopa niitä tyhmiä kysymyksiä, joita opettajat aina rohkaisevat oppilaitaan julkisesti kysymään, mutta joita kukaan ei kuitenkaan halua esittää.

Hyviä arvosanoja

Digitaalisen oppimateriaalin vaikutuksista oppimistuloksiin on myös alustavaa tutkimusnäyttöä, New Scientist -lehti kertoo.

Piilaaksossa sijaitsevan De Anza Collegen opiskelijoille annettiin joko Inquire-sovellus kaikkine vuorovaikutteisine ominaisuuksineen, iPad pelkkänä digitaalisena kirjana tai Campbell Biologyn painettu versio. Sitten heille annettiin 60 minuuttia aikaa lukea tietty kirjan kappale, 90 minuuttia ongelmanratkaisuun ja 20 minuuttia opitun tenttimiseen.

Opiskelijat, jotka saivat käyttää kaikkia tekoälysovelluksen ominaisuuksia, pärjäsivät tentissä merkittävästi paremmin kuin kaksi muuta ryhmää. Toisin kuin näissä vertailuryhmissä, yksikään Inquiren vuorovaikutteisia ominaisuuksia käyttänyt ei saanut kaikkein huonoimpia arvosanoja.

Sähköiset oppimateriaalit yliopistoissa eivät välttämättä tarkoita digitaalisia oppikirjoja. Massachusettsin teknillisen yliopiston MIT:n ja Harvardin yliopiston yhteishankkeessa edX luodaan avoimen lähdekoodin teknologia-alusta kaikenlaisen opetuksen jakamiseksi verkossa.

MIT on jo pitkään jakanut luento-opetusta verkossa ilmaisina videoina. Uudessa hankkeessa mukana on myös vuorovaikutteisempia opetusmuotoja. Avoimen lähdekoodin hankkeena mikä tahansa yliopisto voi ottaa MIT:n ja Harvardin kehittämiä ratkaisuja omaan käyttöönsä.