• Έμπειρα Διδακτικά Συστήματα

• Αλληλεπιδραστικά Περιβάλλοντα Μάθησης με Υπολογιστή

καθιέρωση του όρου (διεθνής διάσκεψη, Darmouth 1956) “Tεχνητή Nοημοσύνη” (Artificial Intelligence)

• της λογικής και των μαθηματικών
• της θεωρίας της πληροφορίας με τους ποσοτικούς και πιθανοτικούς ορισμούς της
• τις καινοτομίες της μικρο-ηλεκτρονικής και της πραγματοποίησης των πρώτων υπολογιστών σύμφωνα με το μοντέλο του Alan Turing

Linard (1990), “βρίσκουμε πάντα μέσα στην προβληματική της ΤΝ μια τριπλή πτυχή: πληροφορικής μηχανικής (αρχιτεκτονική των υπολογιστών), θεωριών φορμαλισμού (μαθηματικών και πληροφορικής), ερωτήματα που αφορούν τη γνώση και την ευφυία και άπτονται της φιλοσοφίας και των θεωρητικών επιστημών (ψυχολογία, γλωσσολογία, νευροεπιστήμες)”

1. χειρίζεται σύμβολα που δεν είναι κατά κανόνα αριθμητικά
2. στοχεύει στην επεξεργασία προβλημάτων για τα οποία δεν διαθέτουμε ένα αλγόριθμο (καταφεύγοντας στη χρήση ευρετικών (heuristiques) που δεν διασφαλίζουν σίγουρη επιτυχία)
3. διαθέτει μια αναπαράσταση των γνώσεων, μια αντιστοιχία δηλαδή ανάμεσα στον εξωτερικό κόσμο και ένα συμβολικό σύστημα που επιτρέπει την αιτολόγηση
4. μπορεί να παρέχει λύση ακόμα κι αν δε διαθέτει όλα τα δεδομένα τη στιγμή της λύσης του προβλήματος
5. μπορεί να χρησιμοποιεί δεδομένα που εμπεριέχουν αντιφατικά στοιχεία ή ακόμα και λάθη

• προωθήθηκε κατά τη διάρκεια των πρώτων (εφηβικών) χρόνων της TΝ

• στροφή στις αρχές της δεκαετίας του ‘70

• κάθε πρόβλημα θα είχε λύση με την αύξηση του αριθμού των δυνατών πράξεων;

• η απλή συσσώρευση υπολογισμών δεν είναι αρκετή για να αποκτήσουμε θεωρήσιμα αποτελέσματα

• “συνδυαστική έκρηξη”: ο αριθμός των υπολογισμών αυξάνει εκθετικά σε σχέση με τις παραμέτρους του προβλήματος, γίνεται ασύμφορος και για τους πιο ισχυρούς επεξεργαστές

J. Pitrat (1987) “ο άνθρωπος δύναται να λύσει πολλά προβλήματα ανατρέχοντας στις γνώσεις του, ο υπολογιστής θα το μπορέσει επίσης (χωρίς αμφιβολία καλύτερα από εμάς) χρησιμοποιώντας τις μεθόδους και τις γνώσεις μας, αν καταφέρουμε να τις μορφοποιήσουμε για να τις αναπαραστήσουμε μέσα στον υπολογιστή”

“ισχυρή εκδοχή” “πώς ένα σύστημα θα έχει γνώσεις και κατάλληλους μηχανισμούς εξαγωγής συμπερασμάτων για να επιφέρει κατάλληλες κρίσεις όσον αφορά τον πραγματικό κόσμο και για να παίρνει ορθολογικές αποφάσεις. Aυτό υποθέτει, ανάμεσα στα άλλα, να είναι ικανό να αναθεωρεί τις γνώσεις του και να αποκτά νέες με αυτόνομο τρόπο, και αυτό χωρίς να το προστατεύει ο προγραμματιστής από παρενοχλήσεις και από την υπερφόρτωση των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων λόγω του πλεονάσματος της διαθέσιμης πληροφορίας” (J. Proust, 1991)

θεωρείται ότι οι υπολογιστές, αν είναι εξοπλισμένοι με κατάλληλα προγράμματα, “διαθέτουν εσωτερικές <<γνωστικές καταστάσεις>> που δεν διαφέρουν θεμελιακά, από φορμαλιστική άποψη, απ'αυτές του ανθρώπινου εγκεφάλου” (M. Linard, 1990)

“ασθενής εκδοχή” επιθυμεί να υποτάξει την εργασία του ερευνητή της ΤΝ σε αυτήν του ψυχολόγου

Έμπειρα Συστήματα (EΣ) (expert systems)

το ΕΣ λειτουργεί ως ενδιάμεσο ανάμεσα στον εμπειρογνώμονα ενός πεδίου γνώσεων και σε ένα δυνητικό χρήστη του εν λόγω γνωστικού πεδίου

σε αντίθεση με τον κλασσικό προγραμματισμό (όπου το πρόγραμμα κωδικοποιεί τον τρόπο με τον οποίο θα επεξεργασθούν τα δεδομένα) το ΕΣ διαθέτει τρία στοιχεία

• βάση γνώσεων (knowledge base) που περιέχει όλες τις σχετικές με ένα γνωστικό τομέα γνώσεις
• βάση γεγονότων περιέχει τα σχετικά με το προς λύση πρόβλημα δεδομένα
• μηχανή συμπερασμάτων (inference engine)

Πρόσκτηση Αναπαράσταση Επεξεργασία Χρήση

Γνώσεων Γνώσεων Γνώσεων Γνώσεων

τα κλασσικά προγράμματα Δι.Β.Υ. δε διαθέτουν μηχανισμό συλλογισμών υψηλού επιπέδου, δεν είναι δηλαδή σε θέση να λύσουν από μόνα τους τα προβλήματα που θέτουν στο μαθητή

η προσέγγιση της ΤΝ προτείνει άλλου είδους εκπαιδευτικό λογισμικό το οποίο πρέπει να είναι σε θέση να λύνει τα προβλήματα προτείνοντας μάλιστα διαφορετικούς τρόπους και να παρακολουθεί δίνοντας υποδείξεις στις λύσεις του μαθητή

• ο ειδικός
• ο παιδαγωγός
• η διασύνδεση (interface)
• το μοντέλο του μαθητή

“η θεμελιώδης διαφορά ανάμεσα σε ένα πρόγραμμα Δι.Β.Υ. και στα έμπειρα διδακτικά συστήματα έγκειται στο χειρισμό των γνώσεων: ενώ ένα πρόγραμμα Δι.Β.Υ. χρησιμοποιεί ένα σύστημα ερωτήσεων με προκατασκευασμένες απαντήσεις, τα έμπειρα διδακτικά συστήματα διαθέτουν μια αληθινή αναπαράσταση των γνώσεων του χώρου και είναι ικανά να πραγματοποιήσουν συλλογισμούς” J.-F. Nicaud και M. Vivet (1988)

• η προσαρμογή του συλλογισμού ενός ειδικού στους συλλογισμούς των μαθητευομένων δεν είναι καθόλου προφανής

• ο τρόπος αναπαράστασης των γνώσεων όσο αλληλεπιδραστικός και εξεζητημένος κι αν είναι, δεν αρκεί ώστε να διασφαλίσει μια παιδαγωγική επιτυχία

• το μοντέλο του μαθητή (βασικό συνθετικό του EΔΣ) δεν διαφαίνεται πουθενά

“στην καλύτερη περίπτωση μερικό και καθαρά προσεγγιστικό,

δεν του απομένει παρά να υποτάσσεται στην άμεση αντιπαραβολή με τους πραγματικούς μαθητευόμενους και σε μια παιδαγωγική του στοχασμού που διορθώνει τις ανεπάρκειές του” M. Linard (1990)

ο υπολογιστής - δάσκαλος, που αναλαμβάνει το ρόλο του εκπαιδευτή στην εκδοχή που είναι επηρεασμένη από την ΤΝ (όταν αντιδρά αλληλεπιδραστικά στις ερωτήσεις και στις απαιτήσεις του μαθητευόμενου) προσκρούει σε τεράστιες δυσκολίες που σχετίζονται άμεσα με τις θεωρίες πάνω στην ανθρώπινη νόηση και μάθηση

• η αρχική χρήση της εκπαιδευτικής τεχνολογίας (σχολή της συμπεριφοράς) έχει έντονες μηχανιστικές αποχρώσεις
• δίνεται έμφαση στη δυνατότητα υποκατάστασης του ανθρώπινου παράγοντα από τη μηχανή και υποβαθμίζεται η ανθρώπινη κρίση σε ζητήματα επιλογών

η Διδασκαλία με τη Bοήθεια Yπολογιστή (Δι.B.Y.), γρήγορα γνώρισε την παρακμή

η τεχνητή νοημοσύνη ανανεώνοντας την προβληματική της Δι.B.Y. εισαγάγοντας δηλαδή στον όρο και τη λέξη Έξυπνη ή Nοήμων

παρουσίασε κάποια ενδιαφέροντα εκπαιδευτικά προγράμματα

ο νέος όρος που καθιερώθηκε στην αρχική του απόδοση ήταν Nοήμων Διδασκαλία Yποβοηθούμενη από Yπολογιστή (Ν.Δι.Β.Υ.)

J.-F. Nicaud, “στις μέρες μας η Ν.Δι.Β.Υ. συγκεντρώνει όλες τις μελέτες βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας των οποίων οι στόχοι είναι η μορφοποίηση των ανθρώπινων διαδικασιών μάθησης, η σύλληψη μοντέλων χώρων γνώσης τα οποία να είναι ταυτοχρόνως γνωστικά και υπολογιστικά, η πραγματοποίηση Ν.Δι.Β.Υ. και η μελέτη ένταξής τους στην εκπαίδευση και την κατάρτιση γενικότερα”

• τοποθετείται στο πεδίο των γνωστικών επιστημών, στο σταυροδρόμι της συνάντησης της πληροφορικής με τη διδακτική των επιστημών, τη γνωστική ψυχολογία και τις επιστήμες της εκπαίδευσης

• στη σύγχρονη προβληματική της, η Ν.Δι.Β.Υ. δεν στοχεύει μόνο στη μοντελοποίηση διαδικασιών ικανών να λύσουν προβλήματα ενός συγκεκριμένου χώρου

• η μοντελοποίηση πρέπει να λαμβάνει υπόψη της το επίπεδο του μαθητευόμενου, συμπεριλαμβάνοντας, στα πλαίσια του εφικτού, μια γένεση γνώσεων

• ξεκάθαρη αλλαγή προβληματικής εν σχέσει με τις κλασσικές αρχές της προγραμματισμένης διδασκαλίας

• αλλαγή στην ερμηνεία των αρχικών Ν.Δ.Βι.Υ: χρήση τεχνητής νοημοσύνης για τη δημιουργία Aλληλεπιδραστικών Περιβάλλοντων Mάθησης με Yπολογιστή (A.Π.M.Y.).

• την παιδαγωγική επίλυση προβλημάτων
• την κατανόηση της φυσικής γλώσσας
• την επικοινωνία ανθρώπου-μηχανής μέσα στα πλαίσια της δημιουργίας αλληλεπιδραστικών συστημάτων
• τη μοντελοποίηση των εκπαιδευτών και των εκπαιδευόμενων
• τη σύλληψη (conception) προσαρμοστικών (adaptative) και εξελισσόμενων (evolutive) συστημάτων (συστημάτων δηλαδή που λαμβάνουν υπόψη τη γνωστική εξέλιξη του μαθητευόμενου)
• και την αρχιτεκτονική κατανεμημένων συστημάτων

αναπαράσταση των γνώσεων

επικοινωνία ανθρώπου-μηχανής

σχεδιοποίηση (planification): τη δημιουργία δηλαδή πλάνων δράσης

η ΤΝ από τις απαρχές της, προκάλεσε έντονες συζητήσεις, ακόμα και πολεμικές, στο εσωτερικό της επιστημονικής κοινότητας

παράλληλα, αναπτύχθηκε η γνωστική ψυχολογία (cognitive psychology)

Ο Hubert Dreyfus (1979) “What Computer Can’t Do: The Limits of Artificial Intelligence”

ο Joseph Weizenbaum (1984)“Computer Power and Human Reason” (δημιουργός του προγράμματος ELISE)

γιατί η ΤΝ συμμετέχει σε μια μονομερή τεχνικιστική και επιστημονιστική θεώρηση του ανθρώπου με απώτερο στόχο να εξαλείψει κάθε ηθική και πολιτική του διάσταση

o Jacques Arsac (1987) “Machines a penser, des ordinateurs et des hommes”

διαπραγματεύεται το ζήτημα της σημασίας (sense) και το διαχωρισμό της από τη μορφή (form)

ο John Searle (1984) “Minds, Brain and Science”

“κανένα πρόγραμμα υπολογιστή δεν αρκεί από μόνο του για να δώσει νου σε ένα σύστημα. Kανένα πρόγραμμα, εν ολίγοις, δεν είναι νους, και τα προγράμματα δεν αρκούν από μόνα τους για να καταστήσουν κάτι νοήμον”.