Domů > Spomocník > Základní vzdělávání > Od informatického myšlení přes algoritmickou gramotnost k digitální kompetenci
Odborný článek

Od informatického myšlení přes algoritmickou gramotnost k digitální kompetenci

Anotace

Zamyšlení nad vývojem výuky algoritmizace, které odhaluje vztah mezi informatickým myšlením a digitální kompetencí.

S různými gramotnostmi a kompetencemi se roztrhl pytel. Dokonce i to myšlení má již celou řadu modifikací – systémové, strategické, tvořivé, či informatické. To poslední nyní aplikujeme v rámci „malé“ revize RVP ZV. V našem povědomí je, že algoritmizace je nedílnou součástí informatiky. Stroje nemají intuici, vše, co dělají, bylo odjakživa založeno na posloupnosti kroků (programu), tedy na algoritmu.

Snažíme-li se ve výuce vést žáky k porozumění algoritmům, neděláme to většinou proto, abychom je naučili programovat, děláme to hlavně proto, že chceme umocnit jejich schopnost řešit problémy. Není těžké si uvědomit, že schopnost vnímat roli algoritmu u počítačů může žákům pomoci i při zvládání různých životních situací. Většinu problémů je třeba řešit postupně v několika předem promyšlených krocích. Jedná se o příklad tzv. mezioborového transferu poznatků.

Problémy i programy se liší svou složitostí. Dávno pryč jsou doby, kdy bylo možné při znalosti strojového kódu snadno krokovat jednotlivými instrukcemi programu a sledovat, co dělá procesor (třeba hledat chybu). Přesto zůstává pochopení toho, co se děje uvnitř digitálních přístrojů, když spustíme program (třeba prohlížeč webu) či aktivizujeme mobilní aplikaci, nutnou podmínkou účelného využití technologií (tedy též výukovým cílem). Situaci bohužel značně komplikuje skutečnost, že stále větší část toho, co pro nás počítače dělají, se odehrává někde daleko v cloudu se stále častějším využitím umělé inteligence, jež je řízena specifickými algoritmy, které nám mají zůstat utajeny. Vždy je však má někdo pod kontrolou.

Proto je třeba chápání algoritmické gramotnosti posunout do současnosti a rozšířit výuku nad rámec vlastní tvorby algoritmů. Dogruel et al. aktuálně definuje algoritmickou gramotnost takto: „Algoritmicky gramotní jedinci jsou schopni aplikovat strategie, které jim umožňují upravovat předdefinovaná nastavení v algoritmicky spravovaných prostředích, jako jsou zpravodajské kanály sociálních médií nebo vyhledávače, měnit výstupy algoritmů, porovnávat výsledky různých algoritmických rozhodnutí a chránit své soukromí.“ [1]

Z toho vyplývá, že lze některé vlastnosti algoritmů, jejichž snahou je ovlivnit naše smýšlení a rozhodování, odhalit. Tato schopnost je nutnou podmínkou naší obrany, chceme-li být ovlivňováni co nejméně (Stává se svobodná vůle pouhou iluzí?).

Žáci se setkávají s mnoha různými algoritmy nejen v rámci nabídky odkazů z vyhledávačů, ale také na sociálních sítích. Typickým příkladem může být třeba nabídka videí na YouTube, která vychází z analýzy předchozího chování uživatele a jejímž cílem je udržet jeho pozornost tak, aby zůstal co nejdéle. Podobně se chovají i ostatní sociální platformy.

Možnosti obrany vycházejí z poznání, jak takové algoritmy fungují. Vývoj vede znalé uživatele k tomu, aby své chování online kontrolovali. Děje se to nejen v totalitních režimech (Když velký bratr dostane velká data). Důsledkem je například používání specifického slovníku, který vychází ze znalosti slov, která jsou algoritmy vyhledávaná a na jejichž základě jsou uživatelé klasifikováni (anglospeak).

Dalším příkladem naznačujícím možnosti obrany je případ označovaný jako „algorithmic folk theories“ (lidová teorie algoritmu) spojený s TikTokem (který se značnou převahou užívají mladí lidé). Někteří uživatelé si všimli, že v jejich nabídkách na spojení chybí lidé pocházející z jiných etnik, jako jsou třeba snadno systémem identifikovatelní černoši. Začali se tím zabývat a šířit povědomí o tomto problému. Mnoho z nich se rozhodlo inkriminované jednotlivce cíleně vyhledávat a propojovat se s nimi. Tento postup byl úspěšný, a tak se jeho prostřednictvím podařilo existující bublinu eliminovat (hluboké učení). Výzkumníci několika amerických univerzit celý případ zdokumentovali a dospěli k závěru, že schopnost vnímat algoritmus v pozadí fungování sociální sítě má pozitivní vliv na eliminaci možných zkreslení (Základy AI pro školy) [2].

Algorithmic Folk Theories and Identity: How TikTok Users Co-Produce Knowledge of Identity

Ukazuje se, že v tomto pojetí má algoritmická gramotnost mnoho společného s mediální. V rámci mediální výchovy bývají často otevírána témata s vlivem algoritmů spojená (dezinformace apod.). Vzorem pro nás je program Common Sense (Digitální občanství podle Common Sense). Tematiku lze zařadit nejen do informatiky, ale i do jiných předmětů – do matematiky, občanky, jazyků ad.

Za povšimnutí stojí specializované nástroje, které pomáhají fungování algoritmů pochopit. Tak třeba Most Likely Machine od Artefact Group názorně vysvětluje žákům 2. stupně, co je to algoritmus. Mohou si vyzkoušet nastavení vlastní klasifikace vlastností různých typů osobností podobně, jako to dělají současné platformy u svých uživatelů.

Teachable Machine od Googlu zase dovoluje velmi snadno vložit a nastavit vlastní rozpoznávání obrazu či zvuku, což je nejjednodušší způsob, jak žáky dovést k pochopení, jak tyto funkce, které jsou již běžně všude kolem nás používány, fungují.

Teachable Machine 2.0: Making AI easier for everyone

Jordan Hill v souvislosti s aktualizací výuky algoritmizace navrhuje 3 opatření [1]:

  1. Implementovat tuto tematiku do přípravy učitelů.

  2. Iniciovat program vědeckého zkoumání úspěšnosti výuky algoritmické gramotnosti tam, kde k ní dochází, s cílem odhalit nejvhodnější postupy.

  3. Výrazně posílit existující politické snahy, které vedou provozovatele platforem pracujících s neprůhlednými algoritmy ke zvýšení jejich transparentnosti.

Závěr je snad zřejmý. Naše malá revize svou snahou zavést informatické myšlení do informatiky a implementovat digitální kompetenci do výuky ostatních oborů možná vyvolala dojem, že jsou tyto dvě oblasti na sobě nezávislé, ale tak to není. Právě algoritmická gramotnost je tím, co je spojuje.

Literatura a použité zdroje

[1] – HILL, Jordan. Unpacking Algorithm Literacy. 2022. [cit. 2023-1-28]. Dostupný z WWW: [https://media-and-learning.eu/type/featured-articles/unpacking-algorithm-literacy/].
[2] – AKINRINADE, Ireti; MUKOGOSI, Joan. Strategic Knowledge. 2022. [cit. 2023-1-28]. Dostupný z WWW: [https://points.datasociety.net/strategic-knowledge-6bbddb3f0259].

Licence

Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.

Hodnocení od uživatelů

Jan Maršák
5. 3. 2023, 10:32
5 z 5
Algoritmy jsou exaktní a efektivní postupy určené pro řešení přesně formulovaných problémů omezeného typu,
Většina mentálních procesů (jako např. naše percepce, cítění, generování či odhalování nových problémů, vymýšlení nových idejí, vytváření nových pojmů, hypotéz nebo zcela nových teorií, vynalézavost, kreativita ap.) nejsou (principiálně) algoritmizovatelné.
Přehnaná snaha některých autorů vidět každý proces jako algoritmus či vidět v každém procesu algoritmus vede často k chybnému použití či interpretaci pojmu algoritmus. Tak se můžeme setkat dokonce s tvrzeními, že např. evoluce vesmíru či biologická evoluce jsou algoritmy nebo obsahují algoritmy. Tato absurdní tvrzení ovšem směšují či zaměňují algoritmy s přírodními zákony. Což je přirozeně nesmysl non plus ultra. K vyvrácení těchto tvrzení postačuje pouze špetka racionální analýzy pojmů algoritmus a přírodní zákon. Algoritmy jsou artefakty neboli umělé konstrukty vytvářené člověkem a bez člověka by nevznikly. Přírodní zákony jsou objektivní, stabilní relace mezi vlastnostmi materiálních objektů v různých oblastech reality a existovaly před příchodem člověka a budou existovai i po jeho případném odchodu. Člověk na ně nemá absolutně žádný vliv.
Tvrzení, že biologická evoluce je doprovázena či obsahuje algoritmy nalézáme např. v knize Daniela Dennetta Darwin´s dangerous idea z roku 1995. Zde se opět směšují, resp. zaměňují přírodní zákony s algoritmy. Docházíme tak k tomu, že přírodní výběr v biologické evoluci je vlastně artefakt, tudíž contradictio in adiecto!
Mimochodem samotné formování či design algoritmů jsou nealgoritmické a nealgoritmizovatelné procesy.
Tudíž s používáním a interpretací pojmu algoritmus vždy opatrně!
5 z 5
Bořivoj Brdička
5. 3. 2023, 11:21
Opravdu bych se dost nerad pouštěl do polemiky, jejímž základem by byl spor mezi evolucí a kreacionismem, když jsem navíc v této věci s panem Maršákem zajedno. Jen konstatuji, že zde nejde o nic jiného, než rozšířit povědomí o existenci algoritmů, podle nichž pracuje umělá inteligence a které budou stále více ovlivňovat i naše aktivity online. Je dobré vědět, že je někdo nastavuje a že i my máme šanci je alespoň částečně mít pod kontrolou.
Jan Maršák
5. 3. 2023, 13:56
5 z 5
Ne úplně jsem pochopil, co si představit pod "sporem mezi evolucí a kreacionismem" a co pod "kreacionismem".
5 z 5
Jan Maršák
5. 3. 2023, 13:56
5 z 5
Ne úplně jsem pchopil, co si představit pod "sporem mezi evolucí a kreacionismem" a co pod "kreacionismem".
5 z 5
Jan Maršák
5. 3. 2023, 13:56
5 z 5
Ne úplně jsem pchopil, co si představit pod "sporem mezi evolucí a kreacionismem" a co pod "kreacionismem".
5 z 5
Bořivoj Brdička
6. 3. 2023, 08:17
Mně to přijde zřejmé. Algoritmus je umělý výtvor vytvořený člověkem. Kreacionismus tvrdí, že za vývojem světa je jiný typ algoritmu vytvořený bohem. Co když něco jako bůh opravdu existuje?
Jan Maršák
6. 3. 2023, 12:55
5 z 5
Na základě čeho,prosím, tvrdí kreacionismus, že za vývojem světa je jiný typ algoritmu vytvořený bohem? A kdo je onen bůh? Lze ho nějakým způsobem studovat, aby bylo možno nalézt určité důkazy pro jeho (nebo proti jeho) existenci? Čili důkazy, které např. potvrzují evoluční teorii. Nebo jde jen o fantazie, kterých lze vymyslet bezpočet?
Kreacionismus je pouhá principiálně netestovatelná doktrina, kterou tudíž nebude možno nikdy ani potvrdit ani vyvrátit a tím se tato doktrína vyřazuje z vědeckého výzkumu.
Mimochodem, v USA není např. možné kreacionistické doktriny zařazovat do výuky ve školách, protože nejsou empiricky potvrditelné. Do výuky lze zařazovat jen vědecky testovatelné teorie, tedy např. evoluční teorii.
5 z 5
Bořivoj Brdička
6. 3. 2023, 13:49
Diskuze je dál už bezpředmětná. Já nepropagoval kreacionismus, jen jsem chtěl naznačit, že ten pohled může jako algoritmický vypadat. Od začátku tvrdím, že ho nesdílím.
Jan Maršák
6. 3. 2023, 14:05
5 z 5
Přesto, pane doktore, i tato krátká diskuse s Vámi byla pro mne inspirující. Už jen proto, že jsem musel konkrétně formulovat odpovědi.
5 z 5
Bořivoj Brdička
7. 3. 2023, 08:59
Děkuji, je milé, že jsme ještě schopni normální kultivované odborné diskuze. Na závěr ještě maličkost, která jde nad rámec našeho chápání algoritmické gramotnosti: Co když přece jen existuje Boží "algoritmus", který ovšem nejsme schopni pochopit ani ověřit? Nikomu nechci bránit, aby si to myslel, jen mi nesmí tuto svou "pravdu" vnucovat! Je smutné, když se rozhlédneme kolem sebe po světě, kolik takových "pravd" je všude násilně vynucováno. Pozor, AI je schopna sloužit i k podobným účelům!
Jan Maršák
7. 3. 2023, 16:29
5 z 5
Snad také jen maličkost: Proč by onen "algoritmus", který nemůžeme pochopit ani ověřit, musel být právě Boží "algoritmus"? Proč by to např. nemohl být Ďáblův "algoritmus", který též nebudeme schopni ani pochopit ani ověřit? Pro co se pak rozhodnout, když nic z toho nebudeme schopni ani pochopit ani ověřit?
5 z 5
E Kocourek
20. 3. 2023, 12:47
Jordan Hill v souvislosti s aktualizací výuky algoritmizace navrhuje ...

Nepředstírám, že páně Brdičkův (nebo čí vlastně?) text chápu. Jen si chci ujasnit pár otázek:

1) Znamená "algoritmizace" vytváření algoritmů?

2) Probíhá (nebo bude probíhat) v Česku výuka algoritmizace? (Ve smyslu: přijde žák, který NEUMÍ vytvářet algoritmy, a po absolvování výuky UMÍ vytvářet algoritmy.)
Bořivoj Brdička
21. 3. 2023, 10:50
Nepředstírám, že se v mých textech objevují jen mé vlastní myšlenky, naopak, v roli kurátora zprostředkovávám nápady cizí.
1. Pojem algoritmizace tradičně zahrnoval aktivity směřující ke schopnosti vytvářet vlastní algoritmy. Tento článek si klade za cíl ukázat, že se tento cíl posouvá směrem k pochopení významu algoritmů kolem nás, případně k jejich ovlivňování.
2. Výuka algoritmizace tedy nutně nemusí vždy vést k umění vytvářet algoritmy, i když bychom si jistě přáli, aby ten, kdo rozumí jejich funkci, je též dokázal lépe navrhovat.
Jsem velmi potěšen návratem pana Kocourka mezi nás!
E Kocourek
22. 3. 2023, 16:24
Když už jsem v tom ptaní, nedá mi to se nezeptat:

3) Co programování? Stále ještě je to "přepis algoritmu do kódu ve vybraném programovacím jazyce, kde výstupem je program, který provádí požadovanou činnost" ? Nebo už jsou to "aktivity směřující ke schopnosti vytvářet vlastní programy" ?

4) Uvědomujete si, pane Brdičko, že mezi dnešními českými progresivisty, reformátory a inovátory držíte významnou pozici? Že jste jakýsi trend-setter? A že tedy vaše výroky mají větší váhu, nežli by měly výroky jiného, "řadového" progresivisty, reformátora či inovátora?
Bořivoj Brdička
22. 3. 2023, 16:52
3. Ano, základem programování je algoritmus. Doufám, že má pořád smysl programování učit. Jen bychom i zde měli vnímat určitý posun. Do budoucna bude asi stejně důležité umět ovládat neuronové sítě. Třeba zprovoznit svou vlastní umělou inteligenci. Necítím se být v tomto směru odborníkem, ale toto tak úplně nelze nazývat programováním. Zde se již skutečně pracuje jen s algoritmem.
4. Nesmysl. Mám pocit, že mě skoro nikdo nesleduje. Sociální sítě vysloveně bojkotuji. Nicméně jste mě, pane Kocourku, velice potěšil, že si to myslíte. Dík!
E Kocourek
22. 3. 2023, 19:53
Domnívám se, i když nejspíš se krutě mýlím, že při vytváření nových RVP pro "novou" informatiku, a z nich odvozených ŠVP a z nich odvozených TP, se budou termíny "algoritmizace" a "programování" nevyhnutelně používat. Proto by IMO tyto termíny měly být vymezeny co nejjednoznačněji a co nejsrozumitelněji, a zejména tak, aby co nejpřesněji vymezovaly, co vlastně mají žáci po absolvování výuky "nové" informatiky, umět.

Odsud to vypadá, že tyto termíny výše uvedené požadavky nesplňují ani vzdáleně, a že formulace typu "i když bychom si jistě přáli" tomu příliš nepomáhají.
Bořivoj Brdička
23. 3. 2023, 08:45
Pane Kocourku, máte jistě pravdu. Spomocník se však snaží sledovat nejnovější vývoj. Školství logicky pokulhává. Jde nám ale hlavně o to, aby učitelé měli možnost se s ním seznámit, a, pokud je to možné, ve svých podmínkách podle něj svou výuku upravili. Onehdá jsem zrovna přímo zíral, když jsem si pustil webinář GEG, kolik našich učitelů již do výuky implementovalo umělou inteligenci.

Váš komentář

Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.

Článek není zařazen do žádného seriálu.