| AJANKOHTAISTA - AKTUELLT

Miten tekoälyä voidaan käyttää kouluissa?

Syksyllä 2018 aloitettiin Kauniaisten sivistystoimen Grani Goes Smart -hanke. Projekti lähti aluksi siitä, miten tekoälyä voitaisiin hyödyntää paremmin opetuksessa. Nyt ala- ja yläkoulun oppilaat sekä opettajista ja oppimisympäristönkehittäjistä koostuva kehittäjätiimi ovat suunnitelleet positiivisesti hyvinvointiin vaikuttavaa ja lukemista lisäävää sovellusta.

Mukana miettimässä tekoälymahdollisuuksia ovat olleet mm. syksyllä neljännen luokan aloittavat Hertta Heinonen, Yuwei Meng ja Aksel Laavainen sekä hankkeen yhtenä kehittäjänä ja palvelumuotoilijana toiminut Katri Lehtovaara.

Pian kaksi vuotta kestänyt hanke on kasvanut tänä aikana laajasti, ja siitä onkin kehittynyt erilaisia tavoitteita.

– Ennen kaikkea se osallisuuden kehittäminen ja miten me aikuiset voidaan lisätä meidän omaa asiantuntijuutta kuulemalla lapsia ja nuoria oppimisympäristön ja koulun kehittämisessä, kertoo Katri Lehtovaara.

Hänen mielestään on ollut ilo työskennellä lasten ja nuorten kanssa, sillä ideointikykyä ja luovuutta oppilailta löytyy paljon. Oppilailta on löytynyt myös sellaisia näkemyksiä, joita aikuiset eivät olisi ihan heti keksineet. Kauniaisten hanke on hieno esimerkki siitä, miten yhdessä tekeminen, osallisuus ja tätä kautta hyvinvoinnin vahvistaminen ja lisääminen ovat kehittämisen keskiössä. Tässä on ollut ilo olla mukana, Lehtovaara kertoo.

– Tekoäly kehittyy vuosi vuodelta enemmän, kertoo Aksel Laavainen ja hän ja muut lapset ovat varmoja siitä, että tekoälyä tullaan käyttämään tulevaisuudessa paljon.

Katri Lehtovaara kertoo, että tekoäly on tulevaisuudessa edessä, vaikkei sitä vielä kouluoppimisessa oikein hyödynnetä. Lasten opettaja Minna Matikainen on kuitenkin näyttänyt oppilailleen tekoälyyn liittyviä asioita, eli itse aihe on tullut varsin tutuksi.

Kun kysytään mitä uusia taitoja hankkeessa on opittu vastaa Yuwei Meng:

– Että kaikkien ideat pitää ottaa mukaan.

Aksel Laavainen ja Hertta Heinonen ovat taas puolestaan oppineet yhdessä työskentelyä.

Miten tekoälyn avulla voidaan lisätä oppilaiden hyvinvointia? Sitä ovat pohtineet mm. Hertta
Heinonen, Yuwei Meng ja Aksel Laavainen sekä hankkeen kehittäjänä Katri Lehtovaara.

On siis selvää, että lapset ja nuoret ovat päässeet hankkeen aikana oppimaan muutakin kuin vain tekoälyä, kuten esimerkiksi yhteistyökykyä ja vuorovaikutustaitoja, luovuutta ja ongelmanratkaisutaitoja, Katri Lehtovaaran sanoin ”tärkeitä tulevaisuustaitoja”.

Näitä samoja osaamisia on myös kirjattuna opetussuunnitelmaan. Hyvinvointia ja tekoälyä pohdittaessa on siis saavutettu monia tavoitteita. Hertta Heinonen kertoo oppineensa myös mitä hyvinvointi merkitsee.

– Lapsille hyvinvointia olivat esimerkiksi se että voi hyvin ja urheilee, hän sanoo.

Testataan nyt

Lukemissovelluksen prototyyppi on tällä hetkellä jo testausvaiheessa. Esimerkiksi Kasavuoren koulun oppilaista osa on testannut sovellusta ja vastannut kyselyihin ja haastatteluihin kertoen mitkä asiat ovat säilyttämisen arvoisia, ja mitkä tuottavat vaikeutta.

Näiden havainnointien pohjalta selvitetään mitä sovellukselle pitäisi seuraavaksi tehdä. Aalto-Yliopiston DigiEduHack hackatonista hankkeeseen mukaan tullut unkarilainen kehittäjätiimi on ollut Katri Lehtovaaran sanoin iso harppaus hankkeessa. Syksyllä sovelluksen testaukset jatkuvat oppilaiden kanssa.

Katri Lehtovaara.

Hankkeessa on alusta lähtien ollut mukana Mäntymäen alakoulusta, Kasavuoren yläkoulusta sekä Hagelstamskan yläkoulusta koostuva oppilasryhmä. Lue myös Katri Lehtovaaran artikkeli tekoälystä ja Grani Goes Smart -projektista: 

Rakkaus on tärkeää ja muita tärkeitä oppeja muotoilijoiden saappaisiin hypänneiltä oppilailta

Kun Kauniaisissa lähdettiin syksyllä 2018 pohtimaan, miten tekoälyn avulla voidaan lisätä oppilaiden hyvinvointia, oli varsin nopeasti selvää, että ilman oppilaiden osallisuutta ei saavuteta parasta mahdollista lopputulosta. Osallisuuteen ohjaa myös perusopetuksen opetussuunnitelma: “Koulutyö järjestetään siten, että sen perustana on oppilaiden osallisuus ja kuulluksi tuleminen. Lisäksi oppilaita rohkaistaan vaikuttamaan myös koulun yhteisen toiminnan ja oppimisympäristön suunnitteluun ja kehittämiseen.” (POPS2014). Osallistaminen ja osallisuuden kokemukset voivat kuitenkin jäädä helposti varsin kevyiksi ja näennäisiksi, jos osallistaminen jää vain oppilaiden toiveiden kyselemisen varaan. Olennaista on ottaa lapset ja nuoret aidosti mukaan ideoimaan ja kehittämään uudenlaisia ratkaisuja ja huolehdittava siitä, että lapsille ja nuorille tärkeitä asioita myös toteutaan.

Koenkin olevani erityisen onnekas, että olen saanut olla mukana Kauniaisten sivistystoimen Grani goes smart -hankkeessa, jossa oppilaiden osallistaminen oli hankkeen lähtökohta: näimme yhdessä, että oppilas on alusta asti keskiössä palvelun kehittämisessä, ei vain kohteena, vaan aktiivisena kehittäjänä ja tuotteen muotoilijana. Matkan laajuutta ja syvyyttä emme kuitenkaan osanneet arvata, kun kyytiin lähdimme – puhumattakaan niistä opeista ja oivalluksista, joita me aikuiset, opettajat ja oppimisympäristökehittäjät, olemme yhdessä oppilaiden kanssa saaneet.

Muotoiluajattelu kehittämisen lähtökohtana

Grani Goes Smart -hankkeen taustalla oli kysymys, miten tekoälyä voitaisiin hyödyntää paremmin koulutuksessa ja opetuksessa. Aluksi ongelmaksi hahmottui, miten tekoälyn avulla voidaan auttaa etenkin vähän liikkuvia oppilaita liikkumaan enemmän ja sitä kautta lisäämään heidän itsetuntemustaan ja elämäntyytyväisyyttään. Tavoite täsmentyi pian koskemaan laajemmin hyvinvointia ja sen vahvistamista ja tavoitteeksi muodostui: “Kauniaisten perusopetuksen kouluissa opiskelevien oppilaiden hyvinvoinnin vahvistaminen tekoälyn avulla. Kehittäminen tapahtuu yhdessä oppilaiden kanssa, jotta saadaan kehitettyä oppilaiden tarpeita vastaavia ratkaisuja.”

Hankkeessa on alusta lähtien ollut mukana suomenkielisen Mäntymäen alakoulun kakkosluokka, (lukuvuonna 2020-21 neljäs luokka), suomenkielisen Kasavuoren yläkoulun seitsemäs luokka (lv 2020-21 yhdeksäs luokka) sekä Hagelstamskan ruotsinkielisestä yläkoulusta kahdeksas- ja yhdeksäsluokkalaisista koostuva oppilasryhmä.

Kehittämisen lähtökohtana on ollut koko hankkeen ajan muotoiluajattelu (design thinking). Muotoiluajattelun keskiössä on ihmiskeskeisyys, erilaisten tarpeiden ja kokemusten ymmärtäminen sekä erilaisten näkökulmien hyödyntäminen. Keskeistä on ongelmien uudelleenmäärittely, ideoiden konkretisointi prototyyppien muodossa, kokeilut ja niistä oppiminen. Koulussa tämä tarkoittaa, ettemme näe oppilasta ainoastaan toiminnan kohteena, vaan aktiivisena osallistujana, joka kutsutaan kehittämiseen mukaan ideoimaan ja kehittämään sekä kertomaan ajatuksistaan ja toiveistaan. Olennaista on ymmärtää oppilaan tarpeet ja kokemukset sekä hyödyntää näitä aktiivisesti tuotteen, palvelun tai toiminnan kehittämisessä.

Muotoiluajattelussa käytettävät menetelmät rohkaisevat tarttumaan haasteeseen, tuomaan esille ideoita haasteiden ratkomiseen ja kehittämään ideoita edelleen. Muotoiluprosessi on jo itsessään tärkeä vaihe: se korostaa vuorovaikutuksen, yhdessä tekemisen ja yhteistyön merkitystä. Muotoilun menetelmät tukevat vahvasti myös oppilaan roolia siirtyä käyttäjästä aktiiviseksi kehittäjäksi ja tukevat siten vahvasti osallisuutta.

Kannusta uteliaisuuteen, kysy, kehitä ja kokeile

Joulun alla 2018 kokoonnuimme ensimmäisiin yhteissuunnittelupajoihin oppilaiden kanssa. Kuulimme ja kysyimme oppilaiden ajatuksia hyvinvoinnista, tekoälystä ja tulevaisuudesta, jonka aikuisiksi lapset kasvavat. Oppilaat loivat tulevaisuusskenaarioita muun muassa Sitran megatrendikorttien pohjalta. Haimme yhdessä ymmärrystä siitä, minkälaisia ratkaisuja tarvitsemme hyvinvoinnin vahvistamiseen ja miten tekoäly voisi olla siinä tukena.

Oppilaat alkoivat ideoida ja luoda innostavia skenaarioita siitä, minkälainen unelmien hyvinvointilaite, -sovellus tai hyvinvointia vahvistava paikka voisi olla. Suunnittelussa hyödynsimme Edukata-design -muotoilumenetelmää, joka on Aalto-yliopiston koulutussektorille kehittämä, opettajilla ja oppilailla laajasti testattu ja käytetty yhteissuunnittelun ja muotoilun malli.

Uteliaisuus ja halu kokeilla ja oppia uutta ovat lapsille ja nuorille hyvin luonnollisia tapoja ajatella ja toimia. Ideoita syntyikin runsain mitoin – ilahduttavia olivat etenkin sellaiset, joita me aikuiset emme olleet edes tulleet ajatelleeksi. Muotoilijan tehtävänä on houkutella uteliaisuus ja luovuus esiin, sallia tavat katsoa asioita toisin ja mahdollistaa tilaisuus mielikuvitella.

Uteliaisuus kutsuu esiin innostusta, joka eittämättä johtaa uuden oppimiseen. Skenaarioiden mielikuvittelu opettaa meille myös sen, että jo itse prosessi on vähintään yhtä tärkeä kuin lopputulos. Uteliaisuus ja luovuus alkoivat synnyttää ideoita hyvinvointia vahvistavista asioista. Ohessa muutama esimerkki sekä alakoulun että yläkoulujen oppilailta:

Koru, jossa on kiusaamisen paljastava kamera.

Auttamisrobotti, joka auttaa läksyissä.

Mönjälaite, joka alkaa tiputtaa mönjää, jos on toiminut väärin.

Wahtiappi, joka mittaa esimerkiksi syömistä ja unta ja muistuttaa näiden merkityksestä.

E-kirja, jonka lopussa on tilaa omille ajatuksille ja muille muistiinpanoille ja joiden avulla voi kerätä dataa omasta hyvinvoinnista tunteiden ja ajatusten kautta.

Vuorovaikutteinen harjoittelu-sovellus, jonka avulla valmentaja antaa rakentavaa palautetta suorituksista.

Rakkaus on tärkeää -laite auttaa muistamaan, että ruoka on tärkeää ja liikkuminen on tärkeää. “Kun painaa kellonapista, tulee muistutus, että rakkaus on tärkeää. Laite myös näyttää, mitä tunteita ajattelet juuri nyt. Kellonappia painamalla, voit myös nähdä, mikä mieli sinulla on tänään. Lisäksi laite näyttää, mikä päivä tänään on, siinä on sovelluksia ja se näyttää, kuinka paljon olet liikkunut. Vasemmalla kuvassa on robotti, joka sanoo: ”Ei saa kiusata, pitää rakastaa ja liikkua.”

Skenaarioiden myötä ymmärsimme entistä paremmin, että lasten ja nuorten mielestä tunteet ja niiden mukana oleminen ovat keskeisiä silloin, kun puhumme hyvinvoinnista. Lisäksi sosiaalisten suhteiden merkitys korostui ideoissa liikkumisen, ravinnon ja unen ohella.

Palautteen kysyminen ja saaminen on merkittävä vaihe muotoiluprosessissa: se vaatii mahdollisesti myös taitoa luopua omasta rakkaasta ideastaan ja valmiutta muokata sitä toisenlaiseen suuntaan. Oppilaat saivat testata omia ideoitaan ja kysyä niistä palautetta sekä toisilta oppilailta että ulkopuolisilta teknologian asiantuntijoilta. Syntyneitä skenaarioita lähdettiin muokkaamaan ja haastamaan. Oli tehtävä valintoja ja päätöksiä siitä, mihin keskittyy jatkossa.

Ideasta toteutukseen: hackathonista vauhtia prototyypin kehittämiseen

Syksyllä 2019 meille tarjoutui upea mahdollisuus päästä mukaan maailman suurimpaan opetusalan hackathoniin, DigiEduHack-tapahtumaan, jossa kehitelty idea pääsisi jatkokehittelyyn. Tässä vaiheessa oppilaiden ideatulvasta oli fokusoitunut saadun palautteen ja yhteisen jatkokehitystyön myötä personoitu lukupolku, jolla olisi kaksi tavoitetta:

a) lisätä lukemista ja innostaa lapsia ja nuoria lukemisen pariin pelillisten elementtien avulla. Myöhemmin kun dataa on riittävästi kertynyt, sovellus auttaa muodostamaan personoitua lukupolkua eli se vinkkaa kirjoista, joista nuori voisi olla kiinnostunut aiemmin antamansa palautteen perusteella.

b) auttaa tunnistamaan ja sanallistamaan tunteita, mikä lisää hyvinvointia ja elämänhallintaa.

Hackathon järjestettiin Aalto-yliopistolla Otaniemessä lokakuun alussa. How to make kids read again -haastettamme oli ratkomassa viisi kansainvälistä tiimiä. 24 tunnin intensiivisen uurastuksen jälkeen voittajatiimiksi valittiin neljän unkarilaisen muodostama tiimi sekä heidän kehittelemänsä Booklistics-sovellus. Hackathonissa oli mukana kolme Kasavuoren koulun yhdeksäsluokkalaista, jotka saivat toimia ratkaisua kehittävien tiimien sparraajina ja mentoreina.

Myöhemmin lokakuussa selvisi, että Booklistics pääsi kymmenen finalistin joukkoon yli sadan ratkaisun joukosta, kun finalistit julkistettiin Brysselissä!

Booklistics-sovelluksen prototyypin syntymisen jälkeen kehitystyötä on tehty tiiviisti unkarilaisen kehittäjätiimin kanssa yhteistyössä kauniaislaisten oppilaiden, opettajien ja oppimisympäristökehittäjien kanssa.

Oppilaat ovat päässeet testaamaan sovelluksen prototyyppiä ja antamaan siitä käyttäjäpalautetta sekä kehittämään tuotetta edelleen esimerkiksi tunteiden ilmaisun osalta. Iloksemme unkarilainen kehittäjätiimi on ollut mukana kaikissa työpajoissa ja pystynyt siten keräämään välittömän palautteen oppilailta jatkokehitystyötä varten. Oppilaille on ollut erittäin merkityksellistä huomata, että heidän antamansa näkemykset ja palautteet kuullaan ja hyödynnetään heti kehittämistyössä.

Maaliskuussa 2020 sovellus oli jo niin pitkällä, että sitä pystyttiin testaamaan laajemman oppilasjoukon ja opettajien kanssa aidossa ympäristössä oppitunneilla. Oppilaat lukivat kirjaa ja käyttivät sovellusta lukemisen ohessa opettajan antamien tehtävien pohjalta, tekivät yhteistyötä toisten oppilaiden kanssa sekä merkitsivät ja reflektoivat lukemiseen liittyviä tunteita. Näistä testauksista kerättiin käyttäjäpalaute palvelumuotoilun menetelmin. Valtaosa testaajista oli tyytyväinen sovelluksen toiminnallisuuteen ja käyttäjäkokemukseen, mutta käyttäjiltä kertyi edelleen kehittämisideoita jatkoon. Ilo ja kiinnostus sovelluksen testaamiseen ja hyödyntämiseen jatkossa oli kyselyiden tuloksissa korkealla.

Kehittämistyö unkarilaisen tiimin kanssa jatkuu edelleen saadun palautteen pohjalta. Samoin testaukset jatkuvat edelleen. Kiinnostusta sovelluksen testaamiseen on tullut myös muista Suomen kouluista.

Lopuksi

Osallisuus on kuulluksi tulemista. Koulun aikuisilta se edellyttää, että heillä on rohkeutta kysyä, viisautta kuunnella ja empaattista taitoa ymmärtää. Se on kykyä nähdä, miten omaa asiantuntijuuttaan voi lisätä, se on asettumista oppilaan rinnalle oppijaksi ja yhdessä oivaltajaksi. Muotoiluajattelun avulla tuetaan vahvasti niiden taitojen kehittymistä, joita lapset ja nuoret tulevaisuudessa tarvitsevat: luovuutta, yhteistyön ja arvostavan vuorovaikutuksen taitoja, sisukkuutta, periksiantamattomuutta ja yritteliäisyyttä. Kokeilujen kautta oppiminen on jatkuvan kehittämisen ytimessä ja ohjaa parhaimmillaan myös koko koulun tasolla ajattelutapaan ja kykyyn oppia jatkuvasti omasta toiminnastaan.

Grani Goes Smart on Kauniaisten sivistystoimen hanke, joka on saanut Opetushallituksen myöntämää perusopetuksen innovatiiviset kokeilut -valtionavustusrahaa keväällä 2018. Hanke oli myös yksi Opetushallituksen Kokeilukeskuksen kokeiluhankkeista 12 muun eri kehittämishankkeen kanssa, joissa pureuduttiin hyvinvoinnin, opetussuunnitelman ja monipuolisen pedagogiikan, oppilaiden ja perheiden osallisuuden lisäämisen sekä digitaalisuuden teemoihin. Schoolday Designer Oy on toiminut hankkeessa palveluntarjoajana muotoiluosaamisen ja osallistamisen teemojen saralta. Tekstin kirjoittaja Katri Lehtovaara on yrityksen perustaja.