Czy korepetytor online poprawi katastrofalną sytuację polskiego nauczania matematyki?

„Nauczanie matematyki w szkołach pozostawia wiele do życzenia” – tymi słowami NIK zaczyna swój raport Matematyka do poprawy. Wirtualny Nauczyciel może załagodzić niedomagania polskiego systemu edukacji.

Raport NIK z 19 lutego nie pozostawia pola do dyskusji – jest źle. Czytamy, że uczniów osiągają niskie wyniki: w latach 2015 – 2017 średnio co szósty nie zdał matury z tego przedmiotu. Aż 42 proc. uczniów kontrolowanych przez NIK szkół ponadgimnazjalnych miała na świadectwach z matematyki tylko ocenę dopuszczającą, czyli 2.

Przyczyna tkwi w wadliwym procesie nauczania. Nie dzieli się klas na grupy pod względem umiejętności i wiedzy oraz nie dostosowuje się zadań i tempa pracy na lekcji do możliwości uczniów.

– pisze NIK.
NIK diagnozuje przyczyny i pokazuje skutki kryzysu w nauczaniu matematyki.

Jedną z rekomendacji jest poświęcenie większej uwagi indywidualnym formom pracy z uczniami. A to bardzo trudne, kiedy trzeba gonić z materiałem i poświęcać czas wolny na sprawdzanie kartkówek.

Marek Wójcik, korepetytor z 8 tys. godzin doświadczenia ma pomysł jak to zmienić

W ciągu ponad 8 lat nauczania online zauważyłem dwie rzeczy: uczniowie popełniają te same błędy i te same podpowiedzi działają u wszystkich

– mówi Wójcik.

Marek nie chciał powtarzać tych samych wyjaśnień dla identycznych błędów i podsuwać podobnych podpowiedzi. Stworzył więc Wirtualnego Nauczyciela.

Wirtualny Nauczyciel to zautomatyzowany korepetytor online

Zaczyna się od wpisania wyrażenia w języku matematycznym. Może to być równanie liniowe, kwadratowe, wykładnicze, logarytmiczne, algebraiczne czy tożsamość trygonometryczna do udowodnienia. System sam rozpoznaje typ zadania

Zdekomponowałem wszystkie umiejętności matematyczne na niepodzielne cegiełki. Tworzą one strukturę odwróconego drzewa, tj. kolejne, bardziej zaawansowane kompetencje wymagają znajomości poprzednich – dlatego właśnie matematyka nie wybacza zaległości

– podkreśla Marek.
Fragment drzewa umiejętności Wirtualnego Nauczyciela.

Kiedy uczeń przystępuje do rozwiązywania zadania, aplikacja w zależności od jego preferencji z różną częstotliwością ocenia poprawność, daje podpowiedzi i wyjaśnia rodzaj błędu.

Jak system działa w praktyce?

Pierwsze demo pokazuje system podpowiedzi i wyszukiwania kamieni milowych w rozwiązywaniu zadania.

W drugim demo widzimy jak system na bieżąco generuje podpowiedzi prowadzące ucznia za rękę.

Krok po kroku prezentujemy zadania w optymalnej kolejności. Nie chcemy, aby wyzwania były zbyt łatwe albo trudne. Zgodnie z prawem Yerkesa – Donsona dostosujemy trudność zadań do poziomu opanowania umiejętności przez ucznia

– zapowiada Wójcik.

Startup wykorzystuje do tego algorytmy uczenia maszynowego, które odpowiednio dobierają zagadnienia. Każdy uczeń ma w systemie swój profil, dzięki czemu system wie, jaki jest aktualny poziom opanowania przez ucznia konkretnych umiejętności. W podobny sposób doskonalił się będzie system rozpoznawania pisma. Ten będzie uczony na równaniach zapisanych przez danego ucznia.

Wirtualny nauczyciel grywalizuje nauczanie.

Podobnie jak w RPG-ach uczeń zyskuje karty umiejętności czy fiszki – graficzne reprezentacje kolejnych nowych umiejętności. Nie rywalizuje jednak z innymi, ale głównie z samym sobą. Każdy ma możliwość uczenia się w swoim tempie.

„Analizując schemat rozwiązywania zadania i zadając uczniowi pytania, Wirtualny Nauczyciel będzie w stanie dojść do tego, gdzie uczeń popełnia błąd. Bogatsi o tę wiedzę będziemy mogli odesłać go do materiału prezentującego, jak poprawnie korzystać z matematycznej umiejętności, której jeszcze się uczy. Przykładowo, jeśli zadanie dotyczyło wielomianów, to istota problemu może nie leżeć w samych wielomianach, ale we wzorach skróconego mnożenia, a nawet daleko dalej, choćby w operacjach na liczbach ujemnych” – zwraca uwagę Wójcik.

Wójcik zapowiada również, że jego zespół, jako pierwszy na świecie, pracuje nad… kalkulatorem, który się myli. Ma się on mylić zupełnie jak uczniowie. Wszystko po to, aby lepiej ich rozumieć.

Źle liczący kalkulator pozwoli nam lepiej zrozumieć błędy, które popełniają uczniowie i zautomatyzować podpowiedzi

– wyjaśnia Marek.

Aplikacja może działać jako wirtualna tablica, ale również, jako edytor tekstowy do wprowadzania treści z klawiatury

Algorytm automatycznie generuje podpowiedzi i wyjaśniania, ale ma też pewne ograniczenia. Wirtualny Nauczyciel obsługuje język równań matematycznych, ale trudności pojawiają się, kiedy problem jest opisany ludzkim językiem.

W pierwszej wersji systemu nie będzie geometrii, rachunku prawdopodobieństwa, statystyki i wszystkich zadań tekstowych

– wyjaśnia Wójcik.

Czy w przyszłości takie zadania pojawią się na platformie? Wąskim gardłem jest tu dostępna technologia.

Niestety obecnie nie ma tak zaawansowanych systemów przetwarzania języka naturalnego, a największy gracz, Wolframalpha, jest w stanie generować rozwiązania tylko zadań matematycznych i tylko na poziomie 3-4 klasy podstawówki

– wyjaśnia Marek.

Dodaje również, że takie zadania pojawią się w pełnej wersji kursu maturalnego, ale będzie ich skończona liczba i uczeń nie będzie mógł wpisać własnego.

Wirtualny Nauczyciel na szansę wpasować się w rynek edukacyjny

Produkt dostępny będzie w dwóch kanałach sprzedaży: dla osób indywidualnych i szkół, choć jego pierwsza wersja będzie bezpłatna.

System może pomóc również nauczycielom pracującym w szkole, dzięki indywidualizacji podejścia do każdego ucznia i łatwiejszemu sprawdzaniu kto, jakie umiejętności opanował

– wyjaśnia Wójcik.

Wirtualny Nauczyciel może również pomóc w przypadku korepetycji, kiedy część zajęć może odbywać się z żywym nauczycielem, a część z automatycznym systemem. Rodziców zainteresować więc mogę oszczędności, bo jak wynika z danych CBOS-u, już teraz jedna trzecia uczniów korzysta z korepetycji. Zainteresowanie edukacją online wyraża zaś nieco ponad połowa uczniów.

Wójcik podkreśla jeszcze jedną rzecz – komunikację bez przemocy.

Wirtualny Nauczyciel nigdy nie będzie zmęczony, zdenerwowany, sfrustrowany, zestresowany i nigdy nie będzie czuł presji. W takich stanach nawet dobrzy nauczyciele o wysokiej samoświadomości emocjonalnej zaczynają podświadomie przerzucać te emocje na uczniów

– mówi Marek.

Wirtualny Nauczyciel ma być gotowy do końca tego roku

Projekt jest obecnie w fazie MVP, choć pierwszą wersję webową można już przetestować na stronie internetowej. Polacy celują początkowo w rynek amerykański, więc i produkt będzie dostosowany do tamtejszego rynku. Dopiero po uzyskaniu finansowania zespół będzie mógł się skupić na innych rynkach. Firma planuje pozyskać pieniądze dzięki emisji tokenów – cyfrowych akcji opartych na blockchainie – i finansowania społecznościowego.

Zrobimy wszystko, aby indywidualna pomoc w nauce była dostępna dla każdego!

– zapowiada Marek.