Hvordan programvare som lærer som lærer er å oppgradere Brasilianske utdanning

Undervisning algoritmer tar sikte på å endre Brasilianske utdanning for alltid – men hvor kommer læreren passe inn i klasserommet i morgen?

Søndag 10 januar 2016 08.00 GMT

Det er kl 10 på en solfylt novemberdag i Rio de Janeiro, og scenen inne i klasserommet er en av stille-programmet. På et dusin eller så sekskantet bord, elever jobber på bærbare eller i øvelse bøker. På en av de klynger, en lærer sitter å hjelpe en elev, mens en annen snakker til en gruppe studenter ved enden av rommet – et stort salon der nesten halvparten av elevene på skolen er på plass. Resten av skolens 213 studenter, i alderen mellom 11 og 14, er opptatt andre steder i bygningen, som inneholder seks lille, mer tradisjonelle klasserom.

Gjennom windows som kjører lengden av klasserommet, mørk blå havet er synlig på avstand, forbi grønne åser, mens over skolen Rocinha favela svingninger opp i fjellet i en rot av betong og fersken-farget murstein.

Dette er André Urani Kommunale Skolen, et teknologi-fokusert experimental academy ved foten av Rocinha i Rio de Janiero, som med 70 000 innbyggere, er Brasils største favela. Med nesten alle elevene kan trekkes fra samfunnet, André Urani er et flaggskip adopter av en innovativ pedagogisk programvare utviklet av en São Paulo oppstart, Geekie. Lansert i 2011, Geekie Labs leverer hele high school-pensum i hundrevis av digitale leksjoner omfatter tekst, bilder, videoer og øvelser, og også vurderer studentenes prestasjoner på hvert trinn, fôring real-time data for lærere og skolen. En egen, allment tilgjengelig app, Geekie Spill, har de samme komponentene, bar institusjonell integrasjon.

Geekie innhold og studie planer er rettet mot å utruste elevene for Brasils nasjonale FIEN eksamener, som arrangeres årlig for siste år i videregående skole, studenter og dobler som en inngang eksamen for mange universiteter, samt gi bevis av ferdighet for skole-leavers.

I klasserommet på André Urani, Yago dos Santos Lahas, 14, er å ta en historie test på Geekie ved hjelp av et HP-laptop, en av 220 i skolen, som har et fem-års sponsing fra selskaper, inkludert Natura kosmetikk og Fundação Telefónica. Et spørsmål som er en del av Geekie skreddersydd programvare for pre-videregående skole, institusjon – leser: “I verden commerce, og det er rike land med mer kjøpekraft, og andre med mindre. Søk etter bedre kommersielle forbindelsene mellom disse landene, øke sin fortjeneste, er kalt: (a) konkurranse; (b) integrering; (c) foreningen; eller (d) finansiering.”

Students at André Urani school in Rio de Janeiro, Brazil

Yago leser spørsmålet to ganger, velge (a), og en grønn hake vises. På slutten av 120 minutters test, Yago mottar hans resultater umiddelbart: 262, vises ved siden av gjennomsnittet for alle studenter som tar testen: 230. Hvordan føles det å se at du gjør bedre enn de fleste? “Det er OK, sier han. “Jeg vet egentlig ikke tenke på det. Jeg noen ganger ikke verre enn de andre, men så kan du prøve igjen.” Programvaren har machine learning i sin kjerne – så maskinen, som studenter, er også lærer, tilpasser og analysere svarene, som mer og mer data mates inn.

Dens pedagogiske innhold er laget av et team av lærere og undervisning fagfolk, også i huset, mens online leksjoner er gitt av lærere fra private opplæringen høyskoler, som vises i videoer som disembodied stemmer, snakke over håndskrevne notater på svart bakgrunn, og ved hjelp av markører for å understreke poeng, eller angir aspekter av bilder. Formatet på video segmenter er inspirert av Khan Academy er gratis video-klasser på YouTube.

I en Geekie biologi leksjon på luftveiene, tekst som beskriver hvordan åndedrett fungerer er spekket med øvelser og videoer. I en video, en lærer snakker engasjert over et diagram som viser overføring av oksygen og karbondioksid inne i lungene. “O2 og CO2 ta imot ruter, men begge går gjennom en prosess med spredning, OK? OK”. På slutten av leksjonen, en “I denne leksjonen skal du så” side gjentar innholdet som en liste av punktlister.

Overføring av innhold er en av plattformen ‘ s viktigste fordelene, sier André Urani er rektor, Marcela de Oliveira. “Du rett og slett ikke trenger en lærer å utføre denne delen.” I stedet for å bli forelest i hopetall på fag som de kanskje ikke klarer å forstå et gitt element, studenter, sier hun, gjøre det bedre når de kan sette sitt eget tempo, tilbake til vanskelig komponenter i sin egen tid og få ting galt uten frykt for å bli vist opp i front av sine klassekamerater. Ideen André Urani, sier Oliveira, er at lærerne er blitt mentorer snarere enn forelesere, mens barna tar en mer aktiv rolle i studien prosessen: “De slutte å være elever, og bli studenter.”

Begynner med en kort test og en undersøkelse om målet for hver bruker – formålet med studien, og hvilke fag og universitet, om noen, er studenten som sikter mot – Geekie skaper studie planer, valg av innhold i henhold til den enkeltes behov: mer økonomi for håpefulle matematikk kandidater, for eksempel. Så, som en student bruker programvare, er det måleinstrumenter sine evner og gaver til undervisning i personlig sekvenser, tilpasset over tid med hensyn til hver elevs evner utvikler seg, og som algoritmen forstår det.

Geekie co-founders Claudio Sassaki, right, and Eduardo Bontempo have revolutionised education in Brazil

I praksis, det er relativt enkelt: hvis en bruker svarer godt til visse typer innhold, det vil gjenoppstår i lignende leksjoner, og som det måleinstrumenter elevenes forestillinger basert på vanskelighetsgrad, vil det velge leksjoner lægra seg på omtrent samme nivå i andre områder av studiet, også. Hvis en student har en tendens til å studere beste på et bestemt tidspunkt på dagen, kan appen sende push-varslinger minner dem hva som er neste i en studieplan. I tillegg til å gi strukturert studium planer, Geekie kan også, sier Claudio Sassaki, som, med Eduardo Bontempo er Geekie s co-grunnlegger og co-regissør, oppdage noen av de hindringer som hindrer elevene. De kan omfatte dårlig leseforståelse som fører til problemer med å forstå matematikk problemer, for eksempel, eller ubesvarte klasser og misforstått leksjoner forårsaker knock-on, diagnostiseres problemer senere. Geekie også samler data for å identifisere, for eksempel bestemte områder av kunnskap som er en forutsetning for mer komplekse emner, produsere materiale som kan analyseres og innlemmet ved Geekie er menneskelig utdannelse fagfolk.

Jo mer studenten bruker programvare, jo mer vellykket målrettet undervisning kan bli, sier Sassaki, og det samme er sant, sier han, av hele plattformen: flere studenter bruker det, jo bedre blir det for alle. “Skala er alt, sier han. Tale på selskapets São Paulo-hovedkvarteret, Sassaki forklarer at det opereres med så mange mennesker som mulig ved hjelp av Geekie er viktig å utnytte den eksponentielle egenskaper av algoritmer. “Maskinen er å gjøre korrelasjoner hele tiden, kresne og forstå mønstre,” sier han. “Desto mer informasjon vi har, desto bedre kan det gjøre det.”

Relatert: Hvordan kan Latin-Amerika for å tilfredsstille kravene til en ambisiøse ny generasjon?

Det er delvis på grunn av at Geekie har en uvanlig buy-en-få-en-free politikk: for hver lisens som er kjøpt av en privat skole, en offentlig skole studenten får gratis adgang. Sassaki sier han ikke er noen som har hatt nytte av den forvandlende kraft av utdanning, og kom inn i virksomheten for å gjøre en forskjell. Når besteforeldrene kom i Brasil fra Japan, ble de indentured landbruket tjenere, før rømmer til São Paulo. Sassaki oppnådd en grad på den prestisjetunge offentlig Universitetet i São Paulo, så en MBA og en MA i pedagogikk ved Stanford, før du går til arbeid på Wall Street, der han tilbrakte 10 år i finans.

Gir plattformen gratis til noen offentlig-skole elevene er delvis en altruistisk gest, sier han – men også god business. “Brasil er svært mangfoldig. Det er avgjørende viktig å ha informasjon som kommer inn fra studenter over hele landet, fordi de er så helt ulike. At omfanget av data som bidrar til å skape et produkt som kan catering for et stadig større antall personer.”

Sassaki er rask å merke seg at det å oppnå skala er også en viktig faktor i selskapet er å nå sine forretningsmessige mål. Å finne sin vei inn i Brasils offentlig-skole-systemet er i hjertet av Geekie ambisjon. “Vi ønsker å posisjonere oss som standard digital plattform i Brasiliansk utdanning, sier han. “Jeg tror ikke dette et marked hvor du vil ende opp med fem plattformer som Geekie. Det kan være ett, kanskje to, men ikke flere. Så det er et element av timing: du enten gå for det, eller du ikke kommer til å gjøre det. Og noen andre vil.”

Geekie gjort store fremskritt i sin rekkevidde i 2013-14, når salgsfremmende partnerskap med G1, nyheter portal for Globo, Brasils største media konglomerat, plaget opp millioner av registreringer for sin Geekie Spill app. Det har så langt nådd en sum av fem millioner brukere, det sier, med 30% av de voksne som arbeider mot high school-sertifikater som de gikk glipp av som tenåringer. Med en tilstedeværelse i 650 private skoler, Geekie er også i bruk i mer enn 4000 offentlige skoler, en stor andel i delstaten São Paulo, hvor staten inngått en avtale med selskapet i år for å gi gratis tilgang til elevene i sitt tredje og siste år, av en total av 415,000 studenter.

“Jeg kan fokusere bedre med programvaren enn jeg kan bruke bøker,” sier Otavio Couzenn, 18, student ved Mater Dei, en privat skole i São Paulo, som 462 studenter betale gebyrer til R$33,800 (kr 6,000) i året – tre ganger minstelønn – og hvor mange har high-flying foreldre i politikken eller underholdningsindustrien. Mater Dei elevene bruker Geekie i gjennomsnitt tre til fire timer i uken, i hovedsak vitenskap, i motsetning til André Urani, der programvaren er brukt i klasserommet fra 40-80% av tiden.

Students on lunch break at André Urani school in Rio

Couzenn, som er dyslektiker, finner video leksjoner i Geekie enklere å følge enn ordinær undervisning. “Farget tekst hjelper, og jeg liker at jeg kan gå frem og tilbake på en leksjon før jeg er sikker på at jeg forstår.” Tatiana Kostiuk, også 18, liker klarhet av å ha hele pensum på fingertuppene, og Geekie er enkel tilnærming: “Med lærebøker, som jeg noen ganger synes det er vanskelig å finne ut hva jeg blir bedt om å forstå, sier hun. “Geekie viser deg nøyaktig hva du trenger å vite.”

Mater Dei er biologien lærer, Aleksej Kozlakowski Jr, rapporter 30% forbedring i ytelse på digitale tester siden Geekie Labs software ble innført i 2015. Kozlakowski er også Geekie er utpekt som “ambassadør” på skolen, på kostnad av å innlemme det inn i leksjoner som er skolens eldste elevene. I henhold til Sassaki, lærer engasjement med denne programvaren er avgjørende. “Studenter som er interessert vil få bruk for det uansett hva som skjer,” sier han. “Utfordringen er å få det til elever som ikke er interessert.” Det tar noen med vilje til å hjelpe verktøyet oppnår kritisk masse innenfor en skole, sier han, og for at det skal bli en integrert del av studiet prosessen. I noen av de offentlige skoler i som Geekie er tilgjengelig, sier han, kan det være vanskelig for det å få trekkraft.

Fláudio Azevedo Limas, direktør for 196,000-sterk Delstaten São Paulo Lærere Union, ville være enig. Lærere trenger å bli gitt en sjanse til å bli kjent med nye teknologiske verktøy, sier han, for å være i stand til å bruke den effektivt.

“De kan være svært produktiv, hvis lærerne er inkludert i prosessen, i stedet for bare å bli konfrontert med den nye teknologien,” sier han. Det er en fare, advarer han, at studenter kan ende opp med å bare parkert foran dataskjermer. “Men det virker ikke sånn – de kan gjøre det hjemme. Det de trenger er skikkelig renumerated, tilstrekkelig støtte for lærere å hjelpe dem.”

Professor Glaucia da Silva Brito er forskningsleder for Teknologi, Lærere Og Skoler studie-gruppe ved det Føderale Universitetet i Parana, i sentrum av Curitiba. Forskning utført av gruppen viser sterk lærer interesse, sier hun, i å innlemme digitale verktøy i sin undervisning. “Men i det øyeblikk de forlater universitetet uten noen opplæring i riktig bruk av teknologi i klasserommet.”

I gangen mellom klasser på André Urani, en håndfull studenter lounge om på beanbags, mange absorbert i sine telefoner. “Det er ingen vits i å forby mobiltelefoner i skolen, sier Oliveira. “De er en del av elevenes liv, og en del av våre liv også.” Geekie programvaren er optimalisert for smarttelefoner, slik at studenter som ikke kan komme til skolen på en gitt dag kan arbeide på sine telefoner eller nettbrett, hvis de har dem, selv om de ikke har internett hjemme. Mange André Urani lærere også kjøre Facebook eller WhatsApp grupper for sine studenter. “De spør mange spørsmål om det,” sier læreren Luana Rezende, som kjører en WhatsApp gruppe for klassen sin.

Software allows school to create lessons and class activities, with students working in groups and teachers assisting them.

Akkurat som Geekie er systemer som er tilpasset studenter-plattformen inneholder også moduler for lærere og skole ledere, og i staten kan mate ytelse data til statlige myndigheter, også. “Informasjonen den gir meg er den beste delen, i form av ledelse, sier Sueli Kain de Oliveira, faglig leder for de seks private skoler som, med Mater Dei, gjøre opp Weducation gruppe. Der Kain de Oliveira tidligere har opprettet sin egen diagrammer og statistikk, Geekie gir dem i sanntid, evaluere ytelsen av lærere og rektorer, så vel som studenter, og la henne å skjøte data på ulike måter. “Jeg kan bruke det til å foreslå mål for skolen styremedlemmer,” sier hun, “og de kan gjøre det samme for co-ordinators og for studenter.”

Er det et problem med personvern, gitt at data på student – og lærer – evner og ytelse kan bli allment tilgjengelig i organisasjoner, både private og offentlige? Det er informasjon som alltid har vært samlet inn av organisasjoner i en eller annen form, sier Sassaki. Likevel er de sentraliserte, lett overførbare arten av elektroniske data – ofte cloud-basert, ukryptert, og du har tilgang til via “bring-your-own” – enheter som hører til ansatte – kan gjøre det lett for det å finne sin vei inn i uforutsette steder i fremtiden, med tilsvarende konsekvenser for studentenes personvern som de hevet for pasienter ved bruk av elektroniske helse-poster.

Sassaki synes ikke å ha vurdert det. Han ser gjennomtenkt. “Det er sant,” sier han. “Men til syvende og sist, data hører til institusjonene selv.”

Til tross for betydelige forbedringer i skolegang priser i de siste 20 år, delvis som et resultat av midler-testet Bolsa Família nytte, og før det, Bolsa Escola – bare 45% av Brasilianske voksne i alderen 25 til 64 år fullført videregående skole, i forhold til det internasjonale gjennomsnittet på 75 prosent, ifølge tall fra Organisasjonen for Økonomisk Samarbeid og Utvikling. Internasjonale rangeringer, basert på matematikk og naturfag testresultater i en alder av 15, plassert Brasil 60 av 75 land i et sett av Mai 2015 resultater, også publisert av OECD.

En Geekie salgsfremmende video

Det er dyp problemer i Brasil utdanning systemet, inkludert lave nivåer av kompetanse i forvaltningen av mange offentlige skoler, og en mangel på ansvarlighet, sier Sassaki. Han sier det er også et resultat av svikt i det Brasilianske samfunn til å kreve bedre utdanning. “Det er en svært komplekse problemer. Uten sterkt press fra befolkningen, jeg tviler på at mange politikere ville være beredt til å takle det.”

Men når Mai OECD-rapporten ble publisert, har organisasjonen også gitt ut beregninger tyder på at, gitt universal innmelding i videregående skole og oppnåelse av “grunnleggende ferdigheter” for alle studenter, som er Brasils BNP øke med 751% av 2095 – det er over et helt liv av dagens 15-åringer. Hvis disse tallene er noe i nærheten av sannheten, blir spørsmålet hvor mye lenger Brasil har råd til å mislykkes i sin skolebarn. Teknologiske nyvinninger som Geekie synes å indikere at minst en del av løsningen kan være mindre komplisert, dyrt og krevende enn det som en gang virket, og tilbyr en generasjon av barn nye sjanser til å gjøre det bedre.

Samtidig erkjenne potensial, Fláudio Azevedo Limas lyder en advarsel. “Å innlemme teknologi i utdanning er viktig,” sier han, “så lenge det ikke er ment å erstatte virkelige lærere.” Han peker på skoler som oppnår fremragende resultater under vanskelige omstendigheter med nesten ingen teknologi: “De kan være ute i sertão,” sier han, med henvisning til Brasils fattige, nord-øst backlands – men fortsatt klarer å tjene sine studenter bedre enn skoler med alle de teknologiske løsninger i verden.

Hva elevene trenger mest av alt, sier Limas, er godt trent, lærere – “og for tech til å holde en del av prosessen, i stedet for å bli den prosessen.”

KAN PROGRAMVAREN UNDERVISE BEDRE ENN LÆRERE?

Hva er adaptiv læring?

En svært personlig online læring metoden som tilpasser seg brukernes behov i sanntid. Programvaren gir tilbakemeldinger som hjelper elevene fremgang i sitt eget tempo. Det vet hvem du er, hva du har allerede forstått (eller ikke) og bestemmer hva du kommer til å se neste basert på ytelse.

For å plotte en student som er mest effektivt å lære banen, adaptive learning systems trenger også data om andre brukere’ handlinger. Dette tillater dem å forutse hvilke typer innhold og ressurser som elever trenger på en bestemt pointto fremgang.I en klasse med adaptiv læring programvare, hver student skal lære det samme pensum, men i sitt eget tempo, tar forskjellige veier, og, i de mest avanserte systemer, ved hjelp av ulike typer leksjoner.

Hvem er de viktigste tilbyderne?

Adaptiv læring er å lage bølger i den AMERIKANSKE utdanningssystemet. Knewton, basert i New York, er en stor leverandør til skoler og hevder å ha 10 millioner studenter over hele verden. Det har også et kontor i London. Cambridge University Press, Macmillan, Pearson og ELTjam er dets partnere.

Aleks (Vurdering og Læring i Kunnskap Mellomrom), som eies av McGraw-Hill Education, er også utbredt i AMERIKANSKE skoler. Facebook er å utvikle adaptiv læring programvare med OSS skoler, mens Bill og Melinda Gates Foundation har finansiert forskning på området og gitt tilskudd til AMERIKANSKE høyskoler og universiteter for å starte adaptive kurs.

Er det som blir brukt i BRITISKE skoler?

Ikke mye, men interessen er økende. Eksamen styret OCR, Cambridge University Press og Raspberry Pi i fellesskap opprettet adaptive læringsplattform Cogbooks i 2014 for å legge til personlig læring å computing GCSE massive online åpne kurs (Moocs). Det ble brukt av 20 000 studenter i 2015.

CogBooks arbeider også med Cambridge University i 120 STORBRITANNIA skoler og håper å utvide dette året.

Hva er dens begrensninger?

Det kan være dyrt å utvikle og kan kreve skoler til å investere i teknologi opp foran. Klasserom kan også behov for å bli omstrukturert.

Adaptive learning systems bruker ofte flere valg spørsmål, og i enkelte fag, for eksempel informatikk – er åpenbart mye bedre egnet til å bli undervist på denne måten enn andre.

Vil lærere mister jobbene?

Sannsynligvis ikke. Jim Thompson, administrerende DIREKTØR i Cogbooks, sier at i den AMERIKANSKE lærere har funnet dem til å være nyttige verktøy.

Noen systemer som hjelper lærere måle elevenes fremgang i sanntid, slik at de kan tilbringe mer tid med dem som trenger ekstra støtte. Mange systemer også mulig for lærere å lage sin egen læreplan.

Men det er en lang vei å gå før adaptiv læring er standard i skolen. Lærere vil sannsynligvis ha for å bli opplært i hvordan systemene fungerer for å sikre at elevene får fordeler av adaptive utdanning.

Natalie Gil