Jak se může proměňovat výuka informatiky v době AI?

V dnešním textu náš blogger a student Štěpán Kudláček přemýšlí nad tím, zda současné vzdělávací programy dostatečně reflektují proměny trhu práce a roli moderních technologií ve společnosti. Je programování jediný cíl výuky informatiky, nebo by mělo být prostředkem k rozvoji schopnosti analytického myšlení, spolupráce a porozumění kontextu?

Žijeme v době, kdy velké jazykové modely (laicky označované jako umělá inteligence) slyšíme zmiňovat ze všech stran. V tomto článku se zaměřím na jejich potenciální roli v informatice, především v oblasti programování. Zaniknou programátoři? Připravujeme žáky na budoucí profese adekvátním způsobem? Pojďme se na tyto otázky podívat blíže.

Aktuální stav informatiky v RVP ZV a SOV

Rámcový vzdělávací program pro základní vzdělávání zahrnuje v informatice mimo jiné algoritmizaci. Konkrétně jsou stanoveny tyto očekávané výstupy učení.

1. stupeň ZŠ:

• navrhne posloupnost kroků řešení jednoduchého problému;

• sestaví v blokově orientovaném jazyce program, ve kterém používá opakování a podprogramy, opraví případné chyby.

2. stupeň ZŠ:

• po přečtení jednotlivých kroků algoritmu vysvětlí celý postup a určí problém, který je daným algoritmem řešen;

• rozdělí problém na jednotlivě řešitelné části a navrhne postupy a algoritmy pro jeho řešení;

• v blokově orientovaném programovacím jazyce vytvoří přehledný program, používá opakování, větvení programu, proměnné;

• průběžně ověřuje správnost vytvářeného postupu, zkouší program, opravuje chyby, posoudí efektivitu postupu, programu.

Na středních odborných školách:

• na základě analýzy problému specifikuje zadání pro tvorbu programu, skriptu nebo webové aplikace;

• rozdělí zadání nebo problém na menší části, rozhodne, které je vhodné řešit algoritmicky, své rozhodnutí zdůvodní;

• navrhne algoritmy a datové struktury podle specifikace zadání a zapíše je vhodnou formou;

• ve vztahu k charakteru a velikosti vstupu hodnotí algoritmy a datové struktury podle různých hledisek, porovná a vybere pro řešený problém ty nejvhodnější;

• vylepší algoritmus podle daného hlediska;

• vytvoří jednoduchý spustitelný program, skript, nebo webovou aplikaci;

• testuje spustitelný program, skript nebo webovou aplikaci; najde, specifikuje a opraví případnou chybu;

• spolupracuje při tvorbě programu s další osobou, popisuje strukturu programu další osobě;

Každá škola si samozřejmě zpracovává vlastní školní vzdělávací programy a každý učitel vytváří vlastní tematické plány. Problém však nastává v tom, že část učitelů informatiky je neaprobovaných nebo nemá k programování vztah. Přesné aktuální údaje o počtu neaprobovaných učitelů nemám, ale vycházím z šetření MŠMT z roku 2019, kdy bylo uvedeno, že by bylo potřeba doplnit učitele informatiky přibližně do 440 základních škol a 218 učitelů na střední školy (MŠMT, 2019). Vzhledem k absenci novějších dat je nutné pracovat s těmito údaji. Otázkou zůstává, jak tuto situaci řešit. Chceme nejen splnit požadavky RVP, ale také připravit žáky na budoucí život, což je i posláním Strategie vzdělávací politiky ČR do roku 2030+. A zde přichází na řadu zmíněná umělá inteligence.

Vývoj softwaru ve firmách

Ze svých pracovních zkušeností vím, že na vývoji programu se mohou podílet nejen pracovníci IT oddělení (i když tedy hlavně oni), ale také oddělení, která s programováním běžně nepřicházejí do styku. Typický scénář může vypadat takto:

V administrativním prostředí firmy chybí určitá funkce, která by ulehčila práci a zvýšila efektivitu. Problémem je, že IT oddělení nemá specifické know-how, které by k implementaci potřebovalo. Je tedy nutné, aby vedoucí týmu (zadavatel) společně se svým týmem navrhl, co má nová funkcionalita dělat. Tým podrobně popíše problém, který má být vyřešen, případně vytvoří diagram pro lepší srozumitelnost, navrhne vstupy a výstupy a předá specifikaci programátorům. IT tým řešení naprogramuje a vrátí zpět. Zadavatelský tým poté řešení otestuje, sepíše případné chyby včetně videí a popisů pro jejich replikaci a následně čeká na opravu. Po opětovném ověření funkčnosti je program publikován.

Se základními znalostmi toho žák sice mnoho nenaprogramuje, ale důležitější může být schopnost identifikovat problémy, rozložit je na dílčí problémy a ty pomocí návrhu algoritmu vyřešit. Ve zkratce – umět popsat, co by měl program v dané fázi dělat. Navržený program z „papíru“ může žák zadat umělé inteligenci, která jej naprogramuje (podobně jako IT oddělení) a vrátí výsledek.

Jak se to dotýká škol?

Existuje značná pravděpodobnost, že se z dnešního žáka základní školy v budoucnu stane manažer nějakého oddělení – v České republice bylo v roce 2024 evidováno celkem 576 642 firem (Dun & Bradstreet, 2024). Manažeři sice nejsou jedinou pracovní skupinou, ale stojí za zmínku. Pokud absolventi nebudou pracovat ve státní správě, mohou podnikat nebo pracovat v soukromém sektoru, kde i běžný zaměstnanec může přijít s návrhem na zlepšení nebo být vyzván k podílení se na návrhu nového řešení.

Žáci v informatice (ne)budou díky AI hloupnout

Ve školách tedy využití velkých jazykových modelů k programování nemusí být nutně negativním jevem. Možná je lepším přístupem, aby si žák osvojil základy programování, získal obecné povědomí o této oblasti a mohl se rozhodnout, zda ho toto odvětví zajímá natolik, aby se mu věnoval hlouběji. Se základními znalostmi toho sice mnoho nenaprogramuje, ale důležitější může být schopnost identifikovat problémy, rozložit je na dílčí problémy a ty pomocí návrhu algoritmu vyřešit. Ve zkratce – umět popsat, co by měl program v dané fázi dělat. Navržený program z „papíru“ může žák zadat umělé inteligenci, která jej naprogramuje (podobně jako IT oddělení) a vrátí výsledek. Žák program otestuje, sepíše chyby a vrátí k úpravě. Poté ověří, zda nedošlo k problémům na jiných místech, a teprve potom s programem dále pracuje. Tyto aktivity pro žáky jsou vhodné i jako skupinová práce, což simuluje pracovní prostředí. Vývoj softwaru může být klidně na nějakou aplikaci pro převod jednotek nebo třeba na zjednodušení práce v oborech na střední odborné škole. Kreativitě se v tomto případě meze nekladou.

Pozor na žákovské prekoncepty o programování

Existuje zde však riziko, že by žáci mohli získat mylnou představu o profesionálním programování a jednoduchosti tohoto zaměření. Programátor se sice může poradit s nástrojem umělé inteligence, ale často pracuje s daty chráněnými smlouvou o mlčenlivosti (NDA) a nemůže je jednoduše poskytovat umělé inteligenci. Firmy si mohou vytvářet vlastní AI nástroje, ale k tomu opět potřebují programátory, kteří programují samostatně. Tento fakt je nutné žákům vysvětlit a opakovaně zdůrazňovat.

Závěr

To, jak vnímáme umělou inteligenci jako učitelé, do jisté míry ovlivní to, jak ji budou vnímat žáci. Učím na střední škole a vnímám, že mám mezi žáky odpůrce a příznivce těchto výdobytků moderní doby. Do doby, dokud nám bude sloužit k dalšímu poznávání, tak je to fajn nástroj. Nesmíme však začít my sloužit jí.

Štěpán Kudláček