למחשב יש עיניים בגב: הבינה המלאכותית נכנסת לביה"ס

בשעה שמרבית תלמידי ישראל יושבים בכיתה עם עטים ומחברות, ב־14 כיתות בבתי ספר שונים ברחבי הארץ מתנהל בחודשים האחרונים ניסוי בלמידה מסוג שונה: תלמידי כיתה ו' בעשרות בתי ספר משתתפים בניסוי ראשון מסוגו של המרכז לטכנולוגיה חינוכית (מטח) ומשרד החינוך, שבוחן למידה ממוחשבת שנתמכת בידי בינה מלאכותית (AI).

המערכת שפיתח מטח משמשת לתרגול בשיעורי הבנת הנקרא ומתוחכמת יותר מלומדות רגילות בכך שהיא משתמשת בטכנולוגיית AI למעקב אחר ביצועי התלמידים בזמן אמת. המידע שהמערכת אוספת משמש אותה כדי להפיק לתלמידים תרגילים שמותאמים ליכולותיהם, וכדי לספק ללמורה משוב מפורט על כל תלמיד.

בחודש הבא יורחב הניסוי לקבוצה דומה של תלמידי מתמטיקה בכיתה ד', לצד ניסויים נוספים שמתוכננים לצאת לפועל בבתי ספר בארה"ב ובבריטניה. התקציב שהוענק לפרויקט הישראלי לכל 2017 עומד על 7 מיליון שקל.

ילדים מתרגלים מתמטיקה במחשב צילום: בלומברג

בעשורים האחרונים עבר עולם החינוך תמורות מרחיקות לכת בעקבות שינויים טכנולוגיים. המחשב, הסמארטפון והטאבלט הפכו לכלי למידה וספרי לימוד מודפסים הוחלפו בחומרים דיגיטליים נגישים ועדכניים. לבסוף, המהפכה האדירה של פלטפורמות לימוד מקוונות כמו קורסרה ו־edX הפכו לימודים ברמה אקדמית ומרצים מובילים בתחומם לזמינים עבור כל אדם בעל חיבור לאינטרנט.

אך המהפכה הטכנולוגית שמשנה בשנים האחרונות ענפים שלמים כמו מסחר, תחבורה, פיננסים ורפואה — מהפכת הבינה המלאכותית — פסחה במידה רבה על כיתות הלימוד. לאחרונה מצב זה מתחיל להשתנות. הניסוי שמתבצע כעת במערכת החינוך הישראלית הוא אחד משורה של פרויקטים דומים שניתן לראות ברחבי העולם.

פרופ' שרה לאקין

"התרומה הגדולה ביותר שבינה מלאכותית יכולה להעניק לחינוך היא ההבנה מה באמת מתרחש במהלך תהליך הלמידה. לא רק לדעת איך תלמיד מבין את הנושא הנלמד, אלא לקבל תובנות על מה המוטיבציה שלו, על התגובות הרגשיות שמתעוררות אצלו ולבין איפה הוא מתקשה", אומרת פרופ' רוז לאקין, מומחית ל־AI בתחום החינוך ומדעים קוגניטביים, שמלמדת וחוקרת את התחום באוניברסיטת UCL בלונדון. לאקין מגיעה השבוע לישראל לכנס הטכנולוגיה החינוכית "מעצבים את העתיד 4" של מטח וחממת החדשנות MindCET.

"שילוב בינה מלאכותית בתהליכי למידה יכול לשחרר מורים ממטלות שוליות ושגרתיות ולהפחית את העומס שמוטל עליהם. כך הם יוכלו להתרכז יותר בלימוד עצמו ובאינטראקציה עם התלמידים, לעזור לתלמידים לשפר את יכולות הלמידה העצמית שלהם ולהתאים את התרגילים לצרכי כל תלמיד".

בלי מבחנים ועם תוכניות לימוד אישיות

בתור התחלה, השימוש בבינה מלאכותית בתהליכי למידה עשוי לבטל כליל את הצורך במבחנים. במקום שהתלמידים ישקיעו שעות או ימים בלמידה למבחן ולאחר מכן המורים ישרפו את זמנם על בדיקתם, מערכת AI יכולה לעקוב באופן מתמשך אחר התקדמות התלמידים ולדרג את שליטתם בחומר באופן דינמי.

שינוי אחר, שבא לידי ביטוי בפיילוט שמתבצע בישראל ובמספר מוצרים מסחריים, הוא המעבר מתוכנית לימודים אחידה לכל התלמידים, לכזו שמתאימה עצמה באופן דינמי לכל תלמיד. תוכנית הלימודים תבחר את התרגילים המתאימים עבור כל תלמיד לפי רמת הקושי שאיתה הוא מסוגל להתמודד, הצרכים הפסיכולוגיים שלו ומאפיינים נוספים.

יתרונות השימוש בבינה מלאכותית במערכת החינוך

מספר פלטפורמות למידה דיגיטליות בשוק כבר מיישמות את הגישה הזו, בהן Thinkster Math וקרנגי לרנינג שנכנסות לשימוש בבתי ספר בארה"ב ומציעות כלים ללימוד מתימטיקה לגילאים שונים. במקביל, UCL משתפת פעולה עם החברה הבריטית Third Space Learning בפרויקט שנעזר ב־AI לניתוח האינטראקציות בין מורים לתלמידים בניסיון לשפר את תהליך הלימוד.

למה אנחנו זקוקים ל־AI שיבין מה הבעיות הייחודיות של כל תלמיד? זה לא משהו שמורה טוב יודע לעשות?

"בעולם אידאלי אכן יהיה למורה זמן להקדיש תשומת לב אישית לכל תלמיד, אבל במקרים רבים זה לא המצב, במיוחד במדינות מתפתחות בהן הכיתות נוטות להיות צפופות מאוד", משיבה לאקין. "בנוסף, למורה קשה לזכור את כל המידע על כל תלמיד בשעה שמערכת ממוחשבת לעולם לא שוכחת כלום, ומאפשרת קבלת תמונה מדויקת יותר".

גם לבינה המלאכותית יש מגבלות.

"בהחלט, היא למשל לא כל כך טובה בלהסביר למה מישהו קיבל החלטה מסוימת, ולכן בתחום החינוך היא תהיה כלי שעוזר למורה להיות מורה טוב יותר, לא טכנולוגיה שתפעל במקומו. אני לא חושבת שהדרכה מבוססת AI תגיע אי פעם ליכולת של מורה אנושי, אבל בהיעדר היכולת להעניק הדרכה אישית לתת לכל תלמיד שזקוק לכך, זה טוב מספיק".

תחליף של מורה פרטי שיסייע לצמצם פערים

לאקין משייכת את העיכוב בשילוב AI בתחום החינוך לבעיות מימון. "בבריטניה זה נובע במידה רבה מהקושי להשיג את כל תקציבי המחקר", היא אומרת. "אפשר לקבל תקציב לפרויקט מחקרי, שבוחן דרך מסוימת להיעזר ב־AI בחינוך, אבל הרבה יותר מסובך להשיג את המימון כדי להביא לכיתות את הטכנולוגיה שפותחה. בנוסף, חברות כמו גוגל ואמזון, שעושות דברים מדהימים עם בינה מלאכותית, מודות שהן עדיין לא מבינות מהי הדרך הנכונה לארוז את הטכנולוגיה עבור תחום החינוך. יש לא מעט חברות מסחריות שמפתחות מוצרים, אבל זה עדיין לא בא לידי ביטוי נרחב בשטח".

פיילוט למידה במחשב בישראל

האם יש פה השפעה של חשש מהעתיד שהבינה המלאכותית עשויה להוביל אליו?

"לגמרי, אנשים הופכים למאוד מגוננים כשמדובר בילדים שלהם, ופרטיות הילדים מעוררת חשש אפילו יותר משיתוף של מידע רפואי. השימוש בטכנולוגיה הזו בחינוך מעלה לא מעט מורכבויות אתיות, וצריך להראות שמה שאתה עושה מקובל בסטנדרטים הקיימים. לאנשים רבים יש בראש תפיסה מאוד אפלה בנוגע ל־AI, וצריך להסביר לציבור שלא מדובר פה בילדים שמחוברים לטכנולוגיה בווריד כל הזמן".

מה לגבי המורים? ודאי יש כאלה שחוששים שהטכנולוגיה תהפוך אותם למיותרים.

"אני מבינה את הדאגה אבל לא חושבת שבינה מלאכותית, טובה ככל שתהיה, תוכל אי פעם להחליף אינטראקציה אנושית. אנחנו מדברים יותר על כלים שיעצימו את המורים ויאפשרו להם ללמד בצורה יעילה יותר. במובן מסוים זה אפילו הפוך, יישומים מסוימים של AI בחינוך יאפשרו למספר רב יותר של אנשים להפוך למורים במשרה חלקית, לדוגמה בפורמט של לימוד מרחוק שמסתייע בבינה מלאכותית. כך אפשר להתמודד עם המחסור במורים במקומות רבים בעולם ולהפוך את ההדרכה למקור פרנסה עבור אנשים רבים יותר".

מה לגבי סיוע לתלמידים חלשים או מרקע סוציו־אקנומי נמוך? האם חינוך שמערב בינה מלאכותית יכול להיות שוויוני יותר?

"אחד השינויים הגדולים שהטכנולוגיה הזו מאפשרת לנו היא להעריך בצורה טובה יותר תלמידים שמצוידים באיכויות שלא נופלות לתוך הצורות המקובלות למדידת מצוינות. בבריטניה ובמקומות רבים אחרים, תלמידים ממשפחות מבוססות לרוב מצליחים יותר, הכסף קונה הצטיינות בלימודים. כאן ישנה הזדמנות לספק סוג של תחליף למורה פרטי, כזה שיתבסס על AI, ויאפשר לצמצם את הפערים במידה מסוימת".