AI bedreigt corebusiness van de leraar

Het kastje met vier antwoordknoppen en een snoepdispenser is een eeuw oud. Deze testing machine van de Amerikaanse hoogleraar Sidney Pressey bewijst dat computers niet de eerste apparaten zijn die leerlingen automatisch feedback geven. In het vorig jaar verschenen boek ‘Wijze lessen - Digitale didactiek’, staan foto’s van deze en andere teaching of testing machines (zie kader ‘Acht goede antwoorden zijn een snoepje waard’). 

De auteurs van dit boek over effectieve toepassing van digitale technologie bij het lesgeven, trekken een rechte lijn van dit soort leermachines naar oefenprogramma’s op een tablet, laptop of computer: computer-assisted instruction. In al deze gevallen is immers sprake van adaptieve technologie: machines geven feedback en spelen in op antwoorden van leerlingen. Die technologie is sinds de teaching machine ‘weliswaar sterk geëvolueerd’, aldus de auteurs, maar ‘de ideeën die eraan ten grondslag liggen [zijn] allesbehalve innovatief’. 

Revoluties

De geschiedenis van technologie in het onderwijs is vaker verteld. Een lange reeks vermeend revolutionaire innovaties heeft de hooggespannen verwachtingen nooit waargemaakt. Ondanks de introductie van computers, laptops, tablets, digiborden en geflipte klaslokalen blijven leraren de onmisbare spil. Leermachines bieden oefeningen en feedback aan grote groepen leerlingen, maar niemand kan tippen aan de leraar. 

Chatbots geven leerlingen feedback. Dat doen ze supersnel en voor een schijntje 

‘Wijze lessen - Digitale didactiek’ is de opvolger van ‘Wijze lessen’, een boek uit 2019, met twaalf principes - bouwblokken - voor effectief lesgeven, gebaseerd op een stapel wetenschappelijk onderzoek. Door eerst de droomscenario’s uit de weg te ruimen, maakt dit boek de weg vrij om te accepteren dat technologie in het onderwijs soms wel degelijk iets kan opleveren. 

Massa voorbeelden

Digitale tools werken het best als ze voortbouwen op drie vertrouwde onderwijsprincipes: de kracht van herhaling, het spreiden van het leren in plaats en tijd en het gebruik van toetsen als een manier om te oefenen. Zo zijn digitale quizzen een prima middel voor verbetering van het onderwijsbasisrecept van de herhaling, liefst met enige variatie en actieve betrokkenheid van leerlingen. Digitale oefenapps kunnen leerlingen eraan herinneren dat het tijd is om weer eens te oefenen - denk aan de pop-ups van Duolingo. Daar hoef je als docent dan niet steeds zelf om te vragen. Stof herhalen kan best met papieren flashcards, maar een digitale quiz kan leraren daarbij een dashboard bieden om te zien of het ook echt wat heeft opgeleverd: hoeveel procent van de klas beheerst deze lesstof. 

Laat zo’n bot maar eens orde houden. Beeld Wim Stevenhagen

Een stap verder gaat de meekijksoftware zoals die van ict-bedrijf Emjee. Op een laptop vol kleine deelschermpjes kunnen leraren daarmee real time meekijken wat leerlingen uitspoken achter hun eigen computer. Heel handig, maar verlies je hier niet in, waarschuwt ‘Wijze lessen’. Fysiek rondlopen, bij leerlingen over de schouder kijken en vragen stellen, werkt misschien nog wel beter. 

AI benadert leraren in het begeleiden van en ondersteunen van leerlingen

Structuur bieden in uitleg is nog zo’n ijkpunt voor effectieve didactiek waar digitale tools bij kunnen helpen. De welbekende advance organizer kan je als leerkracht best met krijt op een bord zetten. Maar de kant-en-klare invulschema’s van Canva for Education maken het wel makkelijker om leerlingen zo’n kapstok te bieden waar ze de rest van de lesstof aan op kunnen hangen. Ook hier waarschuwt ‘Wijze lessen - Digitale didactiek’ voor blind vertrouwen in digitale gadgets. Duits onderzoek laat zien dat leerlingen lesstof beter onthouden als de leraar stap voor stap meeschrijft met zijn denkproces en er in real time kleine tekeningetjes bij maakt. Dat kan op een krijtbord net zo goed als op een digibord.

Omslachtig

Soms werkt digitale technologie niet, te ingewikkeld of averechts. Videoboodschappen plaatsen als feedback in werkstukken lijkt een wat omslachtig alternatief voor geschreven nootjes in een tekst. En meerdere onderzoeken laten zien dat studenten die aantekeningen maken met een toetsenbord door het snelle typen vaker geneigd zijn de woorden van docenten letterlijk over te nemen. Dat kan een negatief effect hebben op het onthouden van de stof. 

Lezen van een scherm haalt het ook niet bij lezen van papier, omdat leerlingen digitale teksten vluchtiger tot zich nemen. Ze bieden minder overzicht, ook kunnen bewegende beelden en hyperlinks afleiden van de hoofdlijn van een verhaal. 

Voor het werken met digitale voorbeelden valt op basis van onderzoek dan juist weer wel veel te zeggen. Een leerling wordt uitgedaagd zelf na te denken als hij bijvoorbeeld een uitgewerkt voorbeeld stap voor stap moet aanvullen, geholpen door de suggesties die in beeld verschijnen, als hij met zijn muis over het scherm beweegt. 

Echte proefjes doen in de klas, is prachtig, maar niet elk experiment leent zich daarvoor en dan zijn demonstratievideo’s een mooi alternatief. De Amerikaanse natuurkundige Greg Kestin ontdekte dat studenten beter scoorden op tests na het zien van een online voorbeeldvideo over het effect van de zwaartekracht op een projectiel, dan na een live experiment. Misschien begrepen studenten het fysische principe beter doordat ze op video het projectiel vertraagd konden volgen. 

Fundamentele verandering

Sinds het gratis beschikbaar komen van ChatGPT in november 2022 leidt Artificiële Intelligentie tot hooggespannen verwachtingen in het onderwijs. Na de ontmaskering van zoveel valse beloften verwacht je dat ‘Wijze lessen’ ook deze mogelijke doorbraak zal relativeren, maar dat gebeurt niet. 

De auteurs noemen AI een systeemtechnologie, een technologie die de rol van de leraar voor het eerst wél fundamenteel zou kunnen veranderen, ‘in tegenstelling tot alle vorige ontwikkelingen’. Ook het idee dat de impact van AI op het onderwijs groter kan zijn dan die van enige andere technologie, baseren de auteurs op wetenschappelijke studies.

Zo blijkt het ontwerpen van een effectieve oefentoets een fluitje van een cent als je de lesstof in ChatGPT laadt. Ook het maken van gedetailleerde lesplannen, inclusief bijbehorende oefeningen, werkt soepel met AI-toepassingen als Diffit en Education Copilot, mits leerkrachten de juiste prompts, commando’s, gebruiken. 

Spannender nog zijn de resultaten van studies die laten zien dat AI bruikbaar is voor de corebusiness van het lesgeven. Oud-docent en schrijfonderzoeker Jacob Steiss (University of California) vroeg ervaren docenten en afgestudeerde taalstudenten om essays te beoordelen over historische gebeurtenissen in de VS zoals de Delano-druivenstaking (1965-1970) en de Montgomery-busboycot (1955-1956). In de studie, na verschijning van ‘Wijze lessen’ gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Learning and Instruction, werd de feedback van de taalspecialisten vergeleken met feedback van ChatGPT. 

Taalspecialisten schatten de menselijke feedback weliswaar een fractie hoger in dan die van de chatbot, maar die laatste deed dat in enkele seconden in plaats van 25 minuten en was daarvoor niet drie uur getraind zoals de menselijke beoordelaars.

Leerlingen ondersteunen

Anders dan leerkrachten kan AI leerlingen geen menselijke interactie bieden. Laat zo’n bot maar eens orde houden. OpenAI, het bedrijf achter ChatGPT, waarschuwt zelf voor het geven van feedback zonder menselijke tussenkomst, want chatbots kunnen onverwacht gaan ‘hallucineren’: veelvoorkomende woordcombinaties aan elkaar plakken tot onzin. Daarmee stuur je leerling natuurlijk finaal het bos in. 

Toch wijzen meer studies erop dat AI leraren benadert in het begeleiden van, het feedback geven aan en het ondersteunen van leerlingen. Dat doen ze supersnel en voor een schijntje. Honderd jaar na de teaching machine van Sidney Pressey lijkt het erop dat docenten zich echt moeten gaan meten met spotgoedkope automatische leraren.

De auteurs van ‘Wijze lessen - Digitale didactiek’ zijn Wouter Buelens, Mitte Schroeven, Tim Surma, Kristel Vanhoyweghen en Paul Kirschner. Het boek is hier gratis te downloaden. 

Acht goede antwoorden zijn een snoepje waard

De testing machine die Sidney Pressey precies honderd jaar geleden vervaardigde, bestaat uit een cilinder met een vel papier eromheen, als in een ouderwetse typemachine. 

Op het papier staan meerkeuzevragen die een leerling beantwoordt door één van vier genummerde toetsen in te drukken. Bij een juist antwoord schuift de machine door naar de volgende vraag. Door een mechaniek binnenin het toestel geeft het apparaat een snoepje vrij nadat acht vragen correct zijn beantwoord. Pressey voorspelde dat zijn uitvinding leraren zou kunnen ontlasten. 

De beroemde Amerikaanse gedragspsycholoog Burrhus Frederic Skinner had in 1957 nog hogere verwachtingen van zijn eigen leerapparaat, dat hij de naam teaching machine gaf. Hij sprak van een revolutionaire verbetering die zowel het leren effectiever maakte, als de motivatie van leerlingen bevorderde. Door een raampje bovenop deze teaching machine kan de leerling een paar zinnen tekst zien of een vergelijking waarin een klein deel ontbreekt. In een tweede venster kan de leerling met een potlood het ontbrekende woord, teken of getal invullen. Door aan een knop te draaien verdwijnt het antwoord van de student uit beeld, zodat de leerling dit niet meer kan veranderen, en verschijnt het juiste antwoord. 

Op Youtube staat een filmpje van Skinner in een klas vol leerlingen met elk hun eigen teaching machines. Het verschil met een klas vol laptops of tablets anno 2025 is niet eens zo groot. ‘Dit is een grote verbetering in vergelijking met correctie door een leraar’, aldus Skinner in het filmpje. ‘Daarbij moet de student misschien wel een dag wachten om erachter te komen, of datgene wat hij geschreven heeft klopt.’

 

De testmachine van Sidney Pressey (1925). Beeld Smithsonian