Artikel 22 oktober 2019

Welke rol krijgt Artificial Intelligence in het onderwijs? Interview met Inge Molenaar

Onderwerpen
Dossier
Klas in China met AI

Van apps waarmee kinderen leren lezen tot een virtuele docent die via het smartboard lesgeeft. De mogelijkheden van Artificial Intelligence (AI), ofwel kunstmatige intelligentie, in het onderwijs lijken eindeloos. Maar waar liggen de grenzen? En welke rol krijgen machines en leraren? Inge Molenaar, universitair docent onderwijskunde aan de Radboud Universiteit en gespecialiseerd in technologie binnen het onderwijs, vertelt over de nieuwste ontwikkelingen, de toekomst van AI in het onderwijs en de belangrijke ethische vragen die dit oproept.

Enthousiast en fanatiek roepen kinderen Engelse woorden naar een groot scherm. Daarop zien ze een buitenaards ruimteschip waarmee ze, met genoeg goede antwoorden, een andere planeet kunnen veroveren. Hun virtuele leerkracht Engels begeleidt hen vanaf het scherm bij dit spannende spel, terwijl een leraar in het klaslokaal kinderen helpt die wat meer ondersteuning kunnen gebruiken. Een camera houdt alle leerlingen in de gaten, zodat het computersysteem kan inspelen op wat er in de klas gebeurt. “Voor Nederlandse leerkrachten is dit misschien nog een ver-van-hun-bed-show, maar in China vinden ze zo’n les heel normaal”, zegt Inge Molenaar lachend. In het Adaptive Learning Lab van de Radboud Universiteit doet zij onderzoek naar het gebruik van technologie in het onderwijs ter ondersteuning van gedifferentieerd onderwijs en gepersonaliseerd leren.

Experimenteren met Artificial Intelligence

Onlangs bracht Molenaar een bezoek aan China om daar te spreken tijdens een conferentie over Artificial Intelligence (AI) in het onderwijs. Deze internationale bijeenkomst werd mede georganiseerd door UNESCO. “In China wordt al volop geëxperimenteerd met AI in het klaslokaal en daarbuiten. Ze hebben grote onderwijsbedrijven die veel geld stoppen in de ontwikkeling van nieuwe toepassingen. De ethische grenzen liggen ook heel anders dan in Nederland, dus het was interessant om te zien waar ze precies mee bezig zijn.”

Hulp van een virtuele leerkracht

Eén van de meest recente en belangrijke ontwikkelingen is ‘co-teaching’, vertelt Molenaar. Zoals in bovenstaande les Engels met het ruimteschip. “Dat was een van de beste lessen Engels die ik ooit heb gezien. De leerlingen vonden het fantastisch. De twee leerkrachten, een animatie op het smartboard en een echt persoon in de klas, konden met een spraakherkenningsprogramma horen of kinderen de woorden goed uitspraken. Op basis daarvan gaven ze complimenten of extra begeleiding.” Ook thuis werken veel Chinese leerlingen met een AI-systeem in combinatie  met hulp van een echte privéleraar op afstand. “Als ze ergens tegenaan lopen wat het systeem niet kan oplossen, worden ze via een videochat geholpen.”

Ethische vraagstukken

Hoewel de mogelijkheden van AI dus eindeloos lijken, betwijfelt Molenaar of we deze methodes ook in Nederland gaan proberen. “Van wat ze eten in de kantine tot medische informatie: in China is het heel gewoon dat scholen persoonlijke gegevens van leerlingen opslaan en delen met het Ministerie van Onderwijs en het National Assessment Center of Education Quality. In Nederland zijn we veel kritischer over privacy, dus roept de inzet van AI in het onderwijs een aantal ethische vraagstukken op: Wat vinden we van camera’s in de klas om data te verzamelen? Met wie delen we alle data? In hoeverre laten we AI beslissingen nemen? Bij wie ligt de regie en verantwoordelijkheid?”

Miniatuur
Inge Molenaar spreekt in China over Artificial Intelligence.

Om te kunnen vertrouwen op de software in de klas is het belangrijk om te begrijpen hoe het werkt.

Verdiepen in de softwaresystemen

Leraren hoeven volgens Molenaar geen specialisten in AI-toepassingen te worden, maar ze raadt hen wel aan om zich er goed in te verdiepen. Om te kunnen vertrouwen op de software in de klas is het belangrijk om te begrijpen hoe het werkt. “Welke data gebruikt het systeem? Hoe neemt het beslissingen? Met deze kennis kunnen ze niet alleen beter met de systemen samenwerken, maar ook voorkomen dat er sprake is van ‘bias’. Hieronder verstaan we vooroordelen die de ontwikkelaar meestal onbewust in het algoritme van de software programmeert. In de klas kun je op die manier bepaalde groepen anders onbewust benadelen. Een voorbeeld hiervan zijn leerlingen die een vraag eerst impulsief beantwoorden en er daarna pas goed over nadenken. Als het algoritme alleen het eerste antwoord meerekent, is dat in hun nadeel. Zowel ontwikkelaars als gebruikers van AI-software moeten zich bewust zijn van dit soort risico’s.”

Samenwerken met Artificial Intelligence

Mits alle betrokkenen oplettend blijven en scholen de regie houden, denkt Molenaar dat AI het onderwijs alleen maar kan versterken. “Ik verwacht niet dat we in Nederland zelfstandig werkende AI gaan inzetten, zoals in China. We houden sowieso een hybride systeem, een tussenvorm waarin leraren en AI samenwerken. Dat gebeurt nu al met adaptieve leermiddelen als SnappetGynzy en Learnbeat die basisvaardigheden efficiënt aanbieden. En met dashboards voor leraren die het leerproces kunnen volgen en begeleiden. Zij zien hierop bijvoorbeeld of leerlingen groeien, stilstaan of achteruitgaan. Ook kan hiermee al worden voorspeld op welk niveau leerlingen uitstromen. Doordat AI leraren op deze manier ondersteunt, hebben zij meer tijd en ruimte voor individuele feedback en voor het ontwikkelen van complexe vaardigheden. Ik denk daarbij aan creativiteit, probleemoplossing en technische vaardigheden, waar je AI-systemen nog niet voor kunt inzetten. Daar heb je echt leerkrachten voor nodig.” 

Kansen voor het primair onderwijs

Voor het primair onderwijs liggen er veel mooie kansen op het gebied van rekenen, lezen en taal. In haar Adaptive Learning Lab werkt Molenaar bijvoorbeeld aan een taalleerapp: “Hiermee maak je een foto van een object en dan krijg je, in een taal naar keuze, het juiste woord erbij. Het gaat nog om een prototype, maar ik ben er enthousiast over. We gebruiken hierbij een vorm van AI met weinig risico’s. Bij het herkennen van objecten en taal weet iedereen meteen of het systeem gelijk heeft.”

Een andere toepassing die ze ontwikkelen in het Lab, detecteert leesstrategieën tijdens het lezen om leerlingen deze beter te leren toepassen. “Ook onderzoeken we het oefengedrag van leerlingen in adaptieve leermiddelen. We geven hen individueel feedback op hoe zij zelf hun leerproces kunnen sturen en verbeteren. Het toepassen van AI is in de laatste twee voorbeelden iets risicovoller, omdat het herkenen van leerstrategieën en oefengedrag voor leraren complex is. Dat maakt het lastiger om te weten of het systeem gelijk heeft. Maar ik heb er vertrouwen in dat het handige hulpmiddelen worden. En hoewel het ontwikkelen ervan prijzig is, hoop ik dat ze in de nabije toekomst beschikbaar zijn voor alle Nederlandse basisscholen.”

Hoe werkt Artificial Intelligence?

Van robots, virtuele assistenten en elektrische auto’s tot websites die op basis van zoekgedrag producten aanraden: Artificial Intelligence is overal om ons heen. Maar hoe werkt het nou precies? AI is het vermogen van computers om taken uit te voeren waarvoor mensen intelligentie gebruiken, zoals patronen herkennen, analyseren, redeneren, problemen oplossen en voorspellen. Door de toename in rekencapaciteit van computers en de beschikbaarheid van enorme hoeveelheden data maakt AI nu een snelle ontwikkeling door. Programma’s kunnen deze data verwerken en analyseren. Ze leren patronen te herkennen op basis van algoritmes (een reeks van instructies die leidt tot een bepaald resultaat) en technieken waarmee computers kunnen leren.  

Meer lezen over Artificial Intelligence en de toepassing ervan in het onderwijs? Download dan het Kennisnet Technologiekompas 2019-2020.

Foto bovenin: TAL corporate presentation