Än, yy, tee, nyt! Tekoälyä varhaiskasvatukseen ja esiopetukseen -hankkeen hankeopettajana olen järjestänyt varhaiskasvatus- ja esiopetusikäisille lapsille etätyöpajoja tekoälystä. Tampereella pidimme digityöpajoja eli Lasten Teams Tärskyjä yhteistyössä toisen Tampereella samaan aikaan käynnissä olevan digihankkeen kanssa. Tekoälyyn liittyen pidimme pajoja yhteensä kolmena päivänä. Pajoihin osallistui vaihteleva määrä osallistujia yhdestä ryhmästä noin kymmeneen ryhmään. Lasten ikähaarukka oli 3-vuotiaista esiopetusikäisiin. Työpajan sisältö löytyy Innokkaan Materiaalit –sivuilta: https://www.innokas.fi/wp-content/uploads/2023/04/Lasten-tekoalytuokio-1.pdf.
Etätyöpajat toimivat niin, että ilmoittautuneelle opettajalle lähetetään ennakkoon Teams-linkki, jonka kautta pajaan voi osallistua ja tarvikkeet, joita pajaa varten tarvitaan. Työpajaan liitytään omalta tietokoneelta ja lapset pääsevät osallistumaan työpajaan omista tiloista käsin.
Työpajojen alussa tutustuimme toisiimme tervehtimällä kaikki toisiamme mikrofonien ja kameroiden kautta. Tämän jälkeen tutustuimme tekoälyyn muutaman tehtävän avulla, jossa lapset saivat osallistua nostamalla käden ylös tai jos lapsiryhmiä oli vähän, avaamalla mikrofonin ja kertomalla. Näiden yhteisten harjoitusten jälkeen annoin varsinaiset tehtävät, joita lapset sitten lähtivät itse suorittamaan pienissä ryhmissä. Tehtäviä oli yhteensä neljä ja ne oli suunniteltu niin, että monen ikäisten lapset voivat niitä tehdä aikuisen avustuksella. Olimme linjoilla auttamassa ongelmatilanteissa ja kysymyksissä noin 45 minuutin ajan. Lapset saivat vielä lopuksi tulla kertomaan fiiliksiään tehtävistä kameran kautta.
Työpajat sujuivat hyvin ja otin mukaan myös oman ryhmäni lapsia, jotka toimivat ”apuopettajina” ja auttoivat kysymyksiin vastaamisessa. Rakenne, jossa on yhteinen aloitus ja sen jälkeen lapset pääsevät itse tekemään, toimi hyvin ja lapset jaksoivat keskittyä tehtävien tekemiseen. Oli hyvä, että lapset pääsivät osallistumaan yhteiseenkin osuuteen esimerkiksi viittaamalla, sillä muuten vuorovaikutus lasten kanssa jää vähäiseksi. Ryhmät jäivät usein tekemään tehtäviä vielä varsinaisen ajan jälkeenkin ja lasten innostus uuteen oli tietokoneen ruudunkin kautta selvästi aistittavissa. Myös palautteet opettajilta työpajojen jälkeen ovat olleet hyviä: ”Lapset olivat innoissaan ja olisivat jatkaneet harjoittelua vaikka koko päivän! Tekoälyn tekemät kuvat olivat parhaita.”
Yhteenvetona huomasin, että tällaiset etäoppitunnit ovat toimiva tapa jo varhaiskasvatusikäisten lasten kanssa. Lapsille on hienoa päästä osallistumaan jo Teams –kokoukseen ja se motivoi uuden oppimisessa. Etäoppitunnilla opettajien on helppo lähteä kokeilemaan lasten kanssa uutta, kun heillä on jo valmis pohja ja tarvittaessa apua saatavilla. Saimme Täskyjen avulla innostettua ainakin muutamia uusia opettajia tekoälyn maailmaan ja tästä on hyvä jatkaa eteenpäin!
Laura Taittonen, varhaiskasvatuksen opettaja, Tammelan koulun esiopetus, Tampere
Tekoälyä on jo nyt kaikkialla, ja on tärkeää, että sen käyttäjät ja tulevat kehittäjät ymmärtävät, missä tekoälyä on, mitä se on ja miten se toimii. Olemme laatineet opettajien työn tueksi materiaalin, jossa kuvataan neljä erilaista monialaista oppimiskokonaisuutta, joiden kautta tekoälyä tehdään oppilaille tutuksi ikätason mukaisesti. Ajatuksena on edetä tekoälyn käsitteen ymmärtämisen kautta sen aktiiviseen ja tarkoituksenmukaiseen hyödyntämiseen sekä tekoälyn mahdollisuuksien ja uhkien kriittiseen tarkasteluun. Pedagogisesti tässä materiaalissa esitetyt oppimiskokonaisuudet perustuvat aktiiviseen, yhteisölliseen ja ongelmaperustaiseen oppimiseen.
Rajakylän koulussa tekoälyn opettaminen on osa koulun STEAM-viitekehystä, joka esitellään kuviossa 1.
Kuvio 1. Rajakylän koulun STEAM-viitekehys
Yleisinä pedagogisina lähestymistapoina STEAM-viitekehyksessä on aktiivinen, oppijalähtöinen ja tekemällä oppiminen (Bada & Olusegun, 2015.; Martin, 2015). Viitekehys rakentuu yhteisöllisen oppimisen, oppimisen säätelyn ja ongelmanratkaisun sekä pedagogisen käsikirjoittamisen (scripting) teoreettiseen perustaan (linkki aiempaan blogipostaukseen). Opettajan näkökulmasta teoreettiset perusteet havainnollistavat näkökulmia, joita on syytä ottaa huomioon STEAM-oppimista suunniteltaessa ja toteutettaessa. Oppijan näkökulmasta puolestaan viitekehys kuvaa niitä taitoja, joita STEAM-projekteissa harjoitellaan.
Teknologiapolkua on jäsennetty neljän kokonaisuuden pohjalta. Näitä kokonaisuuksia ovat 1) koodaus ja robotiikka, 2) digitaalinen valmistaminen, 3) multimedia ja 4) tekoäly. Viitekehyksessä sekä pedagogiset että teknologiset ulottuvuudet on vaiheistettu vuosiluokittain siten, että kunkin oppimisen taidon harjoittelu aloitetaan perusteista edeten taitojen kasvaessa kohti haastavampia taitoja kuten luova ongelmanratkaisu ja sosiaalisesti jaettu oppisen säätely. Sama ajatus on myös teknologian hyödyntämisen taustalla. Nuorimmat oppilaat työskentelevät pääasiassa ilman teknologiaa, perinteisiä käsityö- ja askartelumenetelmiä hyödyntäen, ja pikkuhiljaa edetään kohti teknologian luovaa, monipuolista ja joustavaa käyttöä.
Pedagogisen ja teknologisen lähestymistapojen lisäksi STEAM-viitekehyksessämme kuvataan jokaisen luokka-asteen osalta luonnontieteellisten ja matemaattisten oppiaineiden ydinsisällöt, joista STEAM-projektien oppimistavoitteet muodostuvat.
STEAM-projekteja suunniteltaessa on tärkeä pohtia, mitä yhteisöllisen oppimisen, oppimisen säätelyn ja ongelmanratkaisun osa-alueita lähdetään harjoittelemaan. Yhteisöllinen oppiminen, jossa ryhmän jäsenet osallistuvat yhdessä jokaiseen työskentelyvaiheeseen, keskenään argumentoiden ja asiantuntemustaan jakaen, on haastavaa, ja harjoittelu voidaankin aloittaa yhteistoiminnallisesta työskentelystä, jossa yhteinen tavoite jaetaan osiin (vertikaalinen työnjako), ja jokainen ryhmän jäsen tekee oman osuutensa yhteisestä tuotoksesta. Taitojen kasvaessa työskentely saa enemmän yhteisöllisiä piirteitä, kuten tehtävien horisontaalinen jakaminen (jokainen tekee samaa tehtävänosaa, mutta eri roolista käsin), yhteisöllinen tiedonrakentelu ja jatkuva sosiaalinen vuorovaikutus.
Oppimisen säätely etenee oman oppimisen suunnittelusta, tarkkailusta ja arvioinnista (itsesäätely) kohti ryhmän työskentelyn säätelyä. Itsesäätelytaitojen kasvaessa harjoitellaan ’kanssa-säätelyä’ (co-regulation), jolloin oppijat auttavat toisiaan säätelemään omaa oppimistaan, työskentelyään, tunteitaan ja motivaatiotaan. Ryhmässä työskenneltäessä on myös tärkeää, että itsesäätelyn ohella oppijat pystyvät yhdessä tarkkailemaan myös ryhmän työskentelyä ja reflektoimaan mm. sitä, miten yhteinen työskentely etenee suhteessa oppimistavoitteisiin, ovatko käytetyt strategiat toimivia ja mitä on opittu. (Hadwin & al., 2011.) Oppimisen sosiaalinen säätely on kuitenkin vaativaa, ja onkin hyvä harjaannuttaa ensin itsesäätelyn taitoja ennen siirtymistä jaettuun oppimisen säätelyyn.
STEAM-pedagogiikan ytimessä on avoimet ongelmat, joiden ratkaiseminen vaatii yhteistyötä ja luovuutta. Pystyäkseen ratkomaan monimutkaisia, avoimia tosielämän haasteita, tulee oppijoiden saada tilaisuuksia harjoittaa itseohjautuvuutta, luovaa ajattelua ja teknologian joustavaa käyttöä. Ongelmanratkaisutaitoja onkin hyvä lähteä harjoittelemaan toteuttamalla selkeästi rajattuja ja -määriteltyä projekteja. Asteittain ongelma avoimuutta voidaan lisätä sitä mukaan, kun oppilaiden muut taidot, kuten yhteistyö- ja säätelytaidot, kehittyvät.
Pedagoginen käsikirjoittaminen ohjaa opettajaa ’orkestroimaan’ STEAM-projekteja oppijoiden kannalta tarkoituksenmukaisella tavalla (Vuopala, 2013). Pedagoginen käsikirjoitus eli skripti tukee oppijoiden työskentelyä projektin parissa määritellessään aktiviteetit, vastuut, ohjeet, resurssit ja aikataulut, joihin oppijoiden odotetaan sitoutuvan (Hämäläinen, 2008; Kollar, Fischer, & Hesse, 2003; Weinberger, 2003). Siinä vaiheessa, kun oppijat vasta harjoittelevat yhteisöllistä työskentelyä, oppimisen säätelyä ja ongelmanratkaisua, tarvitaan usein yksityiskohtainen skripti, toisin sanoen tarkat ohjeet, aikataulut jne, tukemaan työskentelyä. Kun oppijoiden taidot kehittyvät, voidaan skriptiä väljentää, ja antaa oppijoille mahdollisuus ottaa itse enemmän vastuuta työskentelyn koordinoinnista, suunnittelusta, toteutuksesta ja arvioinnista. (Weinberger & al., 2005.)
Tekoälyn oppimispolussa edetään tekoälyn käsitteen ymmärtämisen kautta sen aktiiviseen ja tarkoituksenmukaiseen hyödyntämiseen sekä tekoälyn mahdollisuuksien ja uhkien kriittiseen tarkasteluun. Varhaiskasvatuksessa ja esiopetuksessa keskeistä on oppia tekoälyn toimintaperiaatteita, erityisesti asioiden tunnistamista, luokittelua ja vertailua eri ominaisuuksien perusteella. Tässä vaiheessa tekoälyyn tutustutaan pääasiassa ilman varsinaisia tekoälysovelluksia. Alkuopetuksessa siirrytään tarkastelemaan kuvatekoälyä, mutta edelleen pääpaino on tekoälyn toimintalogiikan ymmärtämisessä. Kuvatekoälyn opettelusta edetään alakoulussa koneoppimiseen ja konenäköön sekä opetettavaan ja keskustelevaan tekoälyyn. Yläkoulussa tekoälyä opetellaan hyödyntämään oman opiskelun ja oppimisen tukena, sekä syvennytään tekoälyn käyttöön ja kehittämiseen liittyviin eettisiin kysymyksiin. Tavoitteena on, että perusopetuksen aikana oppijalle muodostuu kattava tekoälylukutaito, jolloin hän pystyy kriittisesti ymmärtämään tekoälyn mahdollisuuksia ja haasteita sekä laajasti ymmärtämään tekoälyn merkityksen ja läsnäolon elinympäristössämme.
Kuviossa 2 esitellään pääpiirteittäin ne tekoälyn osa-alueet, joiden oppimiseen kullakin luokka-asteella pyritään (= tekoälyn oppimispolku).
Kuvio 2. Tekoälyn oppimispolku
Toivomme oppaastamme olevan paljon hyötyä ja iloa niin opettajille kuin oppilaillekin. Kannustamme kaikkia rohkeasti kokeilemaan ja ihmettelemään tekoälyn maailmaa yhdessä oppilaiden kanssa!
Än, yy, tee nyt! Tekoälyä varhaiskasvatukseen hankkeen myötä avautui varhaiskasvatuksen lapsille mahdollisuus osallistua Innokas robotiikka- ja ohjelmointiturnaukseen. Uutena lajina keväällä 2024 esiteltiin Apuäly Freestyle. Erityisesti TEOS sarja on kohdennettu nuoremmille tutkijoille. Joukkueiden tehtävä on tunnistaa arkinen tarve, johon lähdetään etsimään teknologian avulla ratkaisua. Yhdessä leikkien kehitetään idea, jonka avulla arjesta tehdään sujuvampaa. Lajissa toimitaan juuri niillä tärkeillä alueilla, joita nuorten lasten kanssa tuleekin tarkastella tekoälyn ja teknologian näkökulmasta: tutkitaan oman elämän alueita, kokeillaan ja testaillaan, visioidaan ja luodaan yhdessä uusia innovaatiota.
Aikuisen tehtävä on lähteä tälle seikkailulle mukaan. Tämä voi tuntua aluksi pelottavalta. Varhaiskasvatuksen opettajan ymmärrys tekoälystä (apuälystä) ei välttämättä ole kovinkaan kattava. Hankkeen yksi tärkeä tavoite on ollut luoda tähän opettajille helposti käyttöön otettavia oppaita ja vinkkejä. Lohjalla tälle matkalle lähti kaksi erittäin rohkeaa ja ennakkoluulotonta varhaiskasvatuksen opettajaa. Heillä ei ollut aikaisempaa kokemusta turnaukseen osallistumisesta eikä kumpikaan heistä ollut Tekoälyä varhaiskasvatukseen hankkeessa mukana aikaisemmin.
Ryhmä aloitti aiheen tutkimisen Opettajan oppaasta löytyvällä tehtävällä. Ryhmä tutki tekoälyä luomalla kuvia Crayon sovelluksella ja näitä vertailtiin lasten piirtämiin kuviin samasta aiheesta. Aluksi sovellusta testattiin piirtämällä tikkareita. Omia kuvia vertailtiin sovelluksen tekemien tikkarien kanssa. Piirtäessään kuvia, lapset keskustelivat vilkkaasti mitkä maut ovat heidän mielestään parhaita. Työskentelyn edetessä osa innovoi mm. parsakaali-, hyytelö- ja suojatun tikkarin. Työskentelyä siivitti iloinen keskustelu. Kun tekoälyn avulla luotuja piirroksia tutkittiin ja vertailtiin omiin piirroksiin huomattiin, että lapset olivat tuottaneet mielikuvituksekkaita tuotoksia. Ryhmä huomasi, että tekoälyllä tuotetut kuvat muistuttivat toisiaan eikä sovelluksen avulla luotu erityisen yllätyksellisiä tuotoksia.
“Mulla on paljon eroa!”
“Tää oli aluksi vähän samanlainen!”
Tehtävä jatkui niin, että lapset ideoivat yhdessä tarinan. Tämän jälkeen piirrettiin itse ja luotiin tarinaan kuvia sovelluksen avulla. Tässä kohtaa mietittiin, millaisia ohjeita sovellukselle tulee antaa, jotta saadaan tarinaan liittyviä kuvia. Lopputulos oli yhteinen tarina, joka oli kuvitettu sekä itsetehdyillä että tekoälyn luomilla kuvilla.
Oma varhaiskasvatusyksikkö oli myös tutkimisen kohde. Lasten kanssa etsittiin tutusta ympäristöstä teknologisia ratkaisuja, keskusteltiin siitä miten ne toimivat ja mitä hyötyä niistä on. Lapset tutkivat sensorien avulla toimivia valokatkaisijoita ja vesihanoja. Keskusteltiin miksi heille suunnatut suoratoistopalvelut ehdottavat tiettyjä ohjelmia. Lapset saivat kuvata kaikkea teknologiaa ympärillään. Kuvissa oli kahvinkeittimiä, pattereita, palohälyttimiä, tietokoneita, hissi, uuni ja vaikka mitä muuta. Lapsilla oli paljon kerrottavaa kuvatuista kohteista ja heille tutuista sekä tärkeistä asioista. Tällä tavalla työskennellen opettajat saivat selkeän kuvan siitä, kuinka lapset käsittävät teknologisten laitteiden ja sovellusten käyttötarkoituksia ja toimintaperiaatteita.
Turnausta varten tuli ensimmäiseksi tunnistaa arkinen tilanne, johon tarvitaan apuvälineitä. Lapset ideoivat kaksi kohdetta: kuinka ilmaista, ettei tykkää ruoasta ja kuinka löydän kirjastosta haluamani kirjan.
Ruokailuun liittyvä haaste oli kuinka ilmaista oma mielipide asiallisesti. Ruokala käytänteiden suhteen isoissa yksiköissä kamppaillaan aikataulujen, viihtyvyyden ja toimivuuden ristiaallokossa. Lapsilla on paljon mielipiteitä ja toiveita ruokailujen suhteen. Heidän ajatuksilleen ja ideoilla ei aina ole tilaa. Tämän projektin myötä lasten ajatukset tulivat hyvin esille. Ruokailua sujuvoittamaan suunniteltu robotti auttaa lapsia tunnistamaan mitä aineksia ruoka sisältää ja suosittelee mm. annoskokoa tämän perusteella. Robotti tunnistaa ruokailijat ja heidän mieltymykset. Mikäli joudutaan tilanteeseen, että maistamiseen tarvitaan erityistä kannustinta, voi lapsi valita mieleisen palkinnon valikosta. Tämän ryhmän työssä yksittäisten lasten suunnitelmat sulautuvat, ja jokaisen ideat huomioidaan yhteisessä tuotoksessa. Suunnittelun aikana opettajalle tuli selkeästi esiin lasten ruokailussa kohtaavat haasteet.
Kirjastoon liittyvä suunnittelutyö lähti liikkeelle siitä, että tutustuttiin kirjastossa jo olemassa olevaan lainausjärjestelmään. Suunnittelu keskittyi siihen millä tavalla järjestelmää voisi kehittää eteenpäin. Suunnittelutyön lopputuloksena esiteltiin kirjasto robotti, joka tunnistaa jokaisen kirjastossa kävijän mieltymykset ja osaa ehdottaa heitä kiinnostavaa kirjaa. Lisäksi robotti hakee kirjan asiakkaalle hyllystä. Jotta odottaminen ei kävisi liian pitkäveteiseksi, saa asiakas odotellessaan herkutella esimerkiksi jäätelöllä.
Alueellisen turnauksen aikana lapset saivat esitellä teoksiaan tuomarien lisäksi muille vieraille. Tämän lisäksi projektit esitellään sekä Lohjan kirjaston edustajalle että varhaiskasvatuksen ruokahuollon työntekijöille. Haluamme antaa lapsille mahdollisuuden vaikuttaa heille tärkeiden ympäristöjen kehittämiseen ja vahvistaa heidän äänensä kuuluvuutta. Nuorten lasten ajatukset, toiveet ja ideat saadaan tällaisten projektien avulla esille. Heille tulee vahva kokemus yhteisöllisestä toiminnasta ja kehittämisestä.
Teknologian kehittymisen myötä ympäristö, jossa lapset kasvavat muuttuu. Leikin ja tutkimisen kautta lapset tuovat esille omia tulkintojaan maailmasta. Tämä tieto on aikuisille keskeistä. Innovaatioprojektissa toimintaa suunnitellaan yhdessä. Aikuisen vastuu on luoda jokaiselle tiimiläiselle mahdollisuus tuoda omia ajatuksia esille. Valmiissa keksinnössä kaikkien ideat on huomioitu. Lasten tulee aikuisen avulla löytää projektin aikana heille sopiva rooli tiimissä. Osallisuutta ei voi antaa valmiiksi suunniteltuna, vaan se on jokaiselle osallistujalle oman näköinen.
kuvan siitä, kuinka lapset käsittävät teknologisten laitteiden ja sovellusten käyttötarkoituksia ja toimintaperiaatteita. 
Innokas-verkoston blogi 