Przeczytaj dzisiejszy artykuł aby dowiedzieć się czy może istnieć prawdziwa maszyna ucząca!
Czy informatyka i psychologia mogą pomóc nam zrozumieć jak się uczymy? Czy można stworzyć maszynę, która byłaby w stanie planować idealne lekcje dla każdego ucznia i ułatwić jego proces uczenia się? Wydaje się, że można odpowiedzieć twierdząco na te pytania, ponieważ niedawno przedstawiono jak mogłaby wyglądać maszyna ucząca.
Większość z nas miała problemy z nauczeniem się niektórych rzeczy. Jednak doświadczaliśmy również momentów, w których uczyliśmy się czegoś praktycznie bez żadnego wysiłki. To pokazuje, że proces uczenia się jest dynamiczny.
Jeśli maszyna byłaby w stanie pomóc nam ułatwić nasz proces uczenia się oraz dopasować go do cech jednostki, być może bylibyśmy o wiele bardziej skuteczni i produktywni. Zespół naukowców z Uniwersytetu Wisconsin-Madison może sprawić, że to marzenie spełni się już w niedalekiej przyszłości.
Różni profesorowie z dziedzin informatyki i psychologii edukacji współpracowali z informatykiem Xiaojinem Zhu nad jego projektem “Machine Learning” (z ang. uczenie maszynowe). Ich celem było poszerzenie granic uczenia się.
Uczenie maszynowe
Uczenie maszynowe to powszechnie uznawana poddziedzina informatyki, w której eksperci opracowują narzędzia matematyczne mające pomagać zespołom uczyć się z danych i wykrywać wzorce. Studenci maszyny (zespoły) przypominają normalnych uczniów.
Ta maszyna ucząca, dzięki wykorzystywaniu zaawansowanej matematyki, pozwala naukowcom modelować prawdziwych ludzkich uczniów i odpracowywać najlepsze z możliwych lekcje do nauczania. Na przykład maszyna ta jest w stanie zidentyfikować najmniejszą liczbę ćwiczeń niezbędnych, aby określony uczeń zrozumiał dany koncept.
Chociaż technologia ta nadal znajduje się we wczesnych stadiach rozwoju, może w znaczący sposób wpłynąć na edukację. Zastosowanie tej maszyny wpłynęłoby niezwykle korzystnie na różne obszary. Przede wszystkim pomogłoby zindywidualizować procesy nauczania i oceniania.
Poza tym pomogłoby uczniom z trudnościami z uczeniem się zrozumieć to, czego się uczą.
Maszyna ucząca: połączenie informatyki i psychologii
Timothy T. Rogers to profesor neurobiologii kognitywnej na Uniwersytecie Wisconsin-Madison oraz jeden ze współpracowników Zhu. Pewnego razu wytłumaczył w jaki sposób doszło do połączenia informatyki z psychologią podczas pracy nad projektem mającym stworzyć maszynę uczącą.
Roger twierdzi, że aby można było w ogóle zacząć rozważać wykorzystanie maszyny uczącej, trzeba stworzyć dobry model zachowania ucznia. Innymi słowy, trzeba zrozumieć zmiany zachodzące w zachowaniu w przypadku różnych rodzajów uczenia się, czyli praktycznych doświadczeń.
Poza tym model musi być obliczeniowy i musi być w stanie wykonywać przewidywania ilościowe na temat zachowań uczniów.
Rogers wyjaśnił, że “Koniec końców, mamy nadzieję, że maszyna ucząca będzie mogła być wykorzystana, aby pomagać nauczycielom opracowywać plany i programy nauczania, które wspierają uczenie się w różnych dziedzinach”. Uważa, że można ją wykorzystać na przykład w matematyce, naukach ścisłych i czytaniu.
Podkreślił również znaczenie wysiłku w przypadku wykorzystywania modeli nauczania kognitywnego, które mogą wpływać na problemy występujące w prawdziwym świecie i które zmuszają również naukowców do wykonywania nowych i znaczących postępów w ogólnym rozumieniu procesów uczenia się.
Jednak Zhu twierdzi, że chociaż pomysł ten jest z założenia prosty, to jego zastosowanie w prawdziwym świecie jest niesamowicie skomplikowane.
Związek między informatyką a psychologią
Zarówno psychologia, jak i informatyka to dyscypliny naukowe, które koncentrują się na rozpoznawaniu określonych cech przetwarzania informacji. Różnica polega na tym, że psychologia koncentruje się na człowieku, a informatyka na tworzeniu narzędzi, które są w stanie naśladować działanie mózgu, czyli komputerów.
Psychologia ma kilka dziedzin, spośród których do informatyki najbardziej podobna jest psychologia poznawcza. Koncentruje się ona na badaniu procesów za pomocą których pozyskujemy wiedzę na temat świata i stajemy się świadomi naszego środowiska.
Oprócz tego psychologia poznawcza koncentruje się na badaniu i rozumieniu działania i natury inteligentnych systemów (zarówno ludzkich, jak i sztucznych). To sprawiło, że naukowcy zaproponowali analogię między umysłem a komputerem. Podobieństwo tych dwóch systemów jest dość jasne.
Właśnie dlatego naukowcy zgłębiający ten temat, a zwłaszcza ci, którzy koncentrują się na sztucznej inteligencji, starają się przenosić pomysły, przekonania i hipotezy typowe dla ludzkich umysłów do komputerów. Poza tym psycholodzy poznawczy wykorzystują modele komputerowe do formowania swoich hipotez i interpretacji teoretycznych.
Widzisz więc, że informatyka i psychologia są ze sobą blisko związane. Obie te dziedziny chcą pogłębić wiedzę na temat funkcjonowania ludzkiego umysłu.