Kuva Jukka Fordell
Kuva Jukka Fordell
Louhii tietoa. Älykäs oppikirja käyttää 
tekoälyä ja louhii esiin juuri sen tiedon, jota opiskelija kaipaa. Kuva Jukka Fordell
Louhii tietoa. Älykäs oppikirja käyttää tekoälyä ja louhii esiin juuri sen tiedon, jota opiskelija kaipaa. Kuva Jukka Fordell
Tarjoaa teitä. Jos et tunne antiikin filosofeja, 
pääset Aristoteleen esittelystä 
katsomaan, keitä heitä oli.
R Jos tunnet, voit jatkaa vaikkapa 
Aristoteleen tutkimustyöhön, joka 
kattoi monia nykyisiä tieteenaloja. Kuva Jukka Fordell
Tarjoaa teitä. Jos et tunne antiikin filosofeja, pääset Aristoteleen esittelystä katsomaan, keitä heitä oli. R Jos tunnet, voit jatkaa vaikkapa Aristoteleen tutkimustyöhön, joka kattoi monia nykyisiä tieteenaloja. Kuva Jukka Fordell
Pitää kokeita. Pääset missä tahansa kohtaa 
testaamaan, ymmärsitkö asiat ja 
jäikö mieleen se, mitä piti. Kuvasarja esittelee älykirjan ideaa, ei Digital Aristotle -hankkeen tuottamaa teosta. Kuva Jukka Fordell
Pitää kokeita. Pääset missä tahansa kohtaa testaamaan, ymmärsitkö asiat ja jäikö mieleen se, mitä piti. Kuvasarja esittelee älykirjan ideaa, ei Digital Aristotle -hankkeen tuottamaa teosta. Kuva Jukka Fordell

Digiajan Aristoteles opettaa niin kuin opiskelijalle sopii.

 Oppikirjat ovat kuin kirous opiskelijoiden päällä. Ne eivät edistä vaan hidastavat oppimista. Kutakuinkin näin tiivistää ongelmansa biologian professori Graig Heller­ Stanfordin yliopistosta. Hän on itse laatinut alansa oppikirjoja ja katsoo olevansa oikeutettu esittämään ankaraakin arvostelua. Hän ei liioin tyydy nurisemaan nurkissa. Hän on päättänyt luoda opiskelevalle maailmalle paremman oppikirjan.

Helleriä ovat innoittaneet Harry Potter -elokuvien oppikirjat, jotka keskustelevat lukijansa kanssa älykkäästi. Hän on saanut hankkeelleen tukea sijoittaja Paul Allenilta­, jota puolestaan ovat elähdyttäneet tieteiskirjojen kaikkitietävät tietokoneet. Allenia ja Helleriä taas yhdistää tekniikan tohtori Vinay­ Chaudhri, joka on käyttänyt kymmenen vuotta oppikirjoja parantavan tekoälyohjelman rakentamiseen.

Älykäs oppikirja on osa Allenin rahoittamaa Digital Aristotle -hanketta. Sen päämääränä on koota ainakin kaikki luonnontieteellinen tieto tekoälyohjelmaan, joka osaa vastata suorasanaisiin kysymyksiin.

Tekoäly etenee yksilöllisesti

Tekoäly osaa jo kohtalaisesti jäljitellä inhimillistä toimintaa, kuten ajaa autoa ja kääntää kieliä, mutta se ei tavoita monimutkaisuutta, jolla ihmisaivot toimivat. Sekään ei ehkä ole kaukana. Monet tulevaisuudentutkijat arvioi­vat, että ensi vuosikymmenellä tietokoneet jäljittelevät myös ajattelua.

Chaudhrin älykäs oppikirja on kelpo edistysaskel. Kirjaa luetaan kuten sähköistä e-kirjaa. Kun opiskelija kohtaa oudon sanan, hän klikkaa sitä ja ohjelma antaa selityksen. Sen enempään tavallinen e-kirja ei pystykään, mutta älykirja pystyy. Selityksen lisäksi se tarjoaa patterin kysymyksiä, joilla voi testata, onko ymmärtänyt lukemansa oikein. Selityksestä aukeaa myös valikkoja syventäviin tietoihin sen mukaan, mitä opiskelijan mielessä liikkuu.

Kasvatustieteilijät ovat pitkään tienneet, ettei ihminen opi järjestelmällisesti vaan metsästää ja keräilee tiedonpalasia ja yhdistelee niistä mielekkäitä kokonaisuuksia. Tavallinen oppikirja ei juuri tue tällaista oppimista. Sen sijaan opiskelija pänttää perustietoja, joiden toivotaan jossain vaiheessa kytkeytyvän tavoitelluksi ymmärrykseksi.

Älykirja on rakennettu kasvatustieteissä hyviksi havaittujen oppimismenetelmien mukaisesti. Se yhdistää alusta pitäen toisiinsa liittyvät asiat kokonaisuudeksi, jonka voi omaksua omille aivoilleen ominaiseen tapaan. Oppimispolkuja ei ole ohjelmoitu valmiiksi, vaan tekoäly louhii tietoa tietomassasta opiskelijan kysymysten ja vastausten mukaan.

Tarina vie, tekniikka avustaa

Älykirja ei korvaa opiskelijan omaa työtä. Se ei ole opetuskone, joka siirtää tietoa transistoreista aivosoluihin, vaan apuneuvo, joka auttaa oppimaan.

Vinay Chaudhrin rakentaman prototyypin testit kertovat, että eniten älykirjasta hyötyvät keskinkertaiset opiskelijat. Hyvistä tai huonoista opiskelijoista sen sijaan tulee vain hieman parempia.

Chaudhrin prototyyppi käsittää yhden maailman suosituimmista biologian oppikirjoista, Campbell Biology -nimisen tietomöhkäleen. Painettu versio sisältää 1 500 sivua ja painaa neljättä kiloa, joten jo sen digitointi on palvelus lukijoille.

Tekoälyalusta on tehty vain tätä teosta varten. Tulevaisuuden tavoitteena on yleisalusta, jolle voi ladata ainakin luonnontieteiden, psykologian ja historian oppikirjoja. Yhteiskuntatieteet, jotka suosivat mallinnuksia ja otaksumia, ovat tekoälylle vielä ylivoimaisia.

Kehittäjien seuraava askel on julkaista uudessa muodossa toinen johtava biologian oppikirja, jota Graig Heller on ollut tekemässä. Tosin hankkeelle ei vielä ole löytynyt kustantajaa. Hellerin mielestä se johtuu siitä, että oppikirjat lisukkeineen, kuten videoineen ja työkirjoineen, tarjoavat toistaiseksi vakaat tulot vähällä vaivalla.

Empimistä voi selittää myös se, ettei kukaan tarkkaan tiedä, mitkä ovat hyvän oppikirjan ominaisuudet, arvioi  Chaudhrin hankkeeseen tutustunut kasvatustieteen professori Roger Säljö Göteborgin yliopistosta. Oppikirjat ovat nuori keksintö, ne tulivat laajaan käyttöön 1800-luvulla. Niitä eivät ole syrjäyttäneet lehdet, radio eikä televisio. On epävarmaa, pystyykö tietokone panemaan paremmaksi.

Säljö korostaa, että opiskelu ja oppiminen eivät ole sama asia. Oppimiseen tarvitaan tarina, joka vie mukanaan. Taitavan opettajan työkaluna tekoäly voi auttaa kertomaan parempia tarinoita.

Petri Forsell on vapaa toimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 2/2014.