Breinkracht in het onderwijs(1)

 

Aanloop naar de 21e eeuw

Al meer dan 30 jaar werk ik in het onderwijs en 'leren' was altijd het hoofdthema. De aandacht is daarbij vooral gericht geweest op de kinderen: zíj moesten vooral leren en ik werd geacht te weten hoe ik die kinderen kennis en vaardigheden moest bijbrengen. In de beginjaren was de lesstof overzichtelijk en duidelijk; voor alle vakken waren methodes. Meestal waren de methodes opgebouwd uit hoofdstukken; even uittellen hoeveel hoofdstukken je per jaar moest behandelen en dan wist je wat je te doen stond. Pedagogiek en didactiek zijn tot dusver de onderliggende wetenschappen voor het onderwijs geweest; decennia lang verschaften zij nieuwe inzichten hoe het 'leren' kon verbeteren. Daarmee werd de kwaliteit van het onderwijs in een gestaag tempo steeds verder verbeterd. Het tempo van veranderingen was nog wel bij te benen voor de meeste leerkrachten. Onderwijswetenschappen zijn nog steeds zeer verweven met het onderwijs zelf. Leraren zijn heel vaak ook zélf de wetenschappers: zij vormen menselijke schakels tussen wetenschap en het onderwijs. Innovatie van het onderwijs gaat nog steeds redelijk gelijk op met de veranderende eisen van de maatschappij. 

Met de intrede van computers in het onderwijs komen veel leerkrachten onder druk te staan. Leraren doen er nog een beetje lacherig over als ze worden afgeschilderd als een 'digibeet'. Echt zorgen maken ze er zich niet over; in de regel beschouwen zij zich nog als vertegenwoordigers van het goede oude ambacht : zij zijn de kennisdragers en het is hun roeping om die kennis over te dragen aan de kinderen die snakken naar kennis. 

Je merkt het al aan de toon waarop ik dit stukje schrijf. Digibeten onder de leraren dreigen een uitstervend ras te gaan worden; vertegenwoordigers van de vorige eeuw. Er zijn signalen en tendensen waar te nemen die er op wijzen dat de leraren van de oude stempel alleen nog gedijen in scholen waar nog volledig volgens principes van de 19e en 20e eeuw wordt geleerd. Zijn leraren van het oude type obsoleet aan het worden? Het antwoord komt later.

De toekomst is al begonnen

Ik ben van 1958. Als kind heb ik meters boeken verslonden van het genre 'science fiction'. Orwell's '1984' was interessant omdat het geschreven is in 1948. Bij de tijd dat ik het boek las, was het al gedateerd. De sombere toekomstverwachting van Orwell werd ontkracht door het feit dat de maatschappij in de jaren 80 er toch heel anders uit zag. Ik las liever boeken van Asimov: veel optimistischer. Uitgangspunt was het glanzende toekomstperspectief in de context van een voortschrijdende technologie. Asimov ( 1920-1992) was zelf een wetenschapper en zag een onstuitbare ontwikkeling voor zich van baanbrekende ontdekkingen die de wereld telkens weer op zijn kop zou zetten. De feiten spreken hem nog steeds niet tegen; hij zou wel eens gelijk kunnen krijgen.

Isaac Asimov, wetenschapper en auteur van SF

Vooral de 'robotboeken' ( o.a. the complete robot ) las ik met veel genoegen. Mijn fantasie werd vooral geprikkeld door het idee dat heel veel van wat werd beschreven in de 21e eeuw werkelijkheid zou kunnen worden....en dat zou ik dus in mijn  leven meemaken! Alle robotverhalen van Asimov zijn gebaseerd op de 3 wetten van de robotica. De eerste wet luidt: Een robot mag een mens geen letsel toebrengen of door niet te handelen toestaan dat een mens letsel oploopt.  

scene uit de film: I, Robot

In combinatie met de andere wetten leverde dat plots op voor veel verhalen.  Onder deze wetten ligt een aanname dat robots intelligent zijn. Robots bestaan al lang en ook intelligentie is niet langer voorbehouden aan mens en dier: machines met intelligentie zijn er ook al. Fictie is al dagelijkse werkelijkheid.  


Kunstmatige intelligentie ( hierna AI dat staat voor artificial intelligence ) ontwikkelt zich nu heel snel. Het zit nu vooral in software met zogenaamde 'lerende algoritmes'. Een machine deed tot dusver alleen waar het een opdracht voor kreeg en de uitkomst dus 100% voorspelbaar is. Software heeft een behuizing nodig in de vorm van een computer. Een computer met lerende algoritmes kan 'denken' en neemt beslissingen. Door 'neurologische netwerken' wordt het menselijk brein gesimuleerd. Net als bij het menselijk brein is niet meer te achterhalen welke connecties en schakelingen zijn gebruikt om tot een beslissing te komen. Door machines intelligentie mee te geven, geeft de mens dus ook een deel van haar autonomie weg.  

Soms gaat het mis. Een voorbeeld daarvan is de 'flash crash' op 6 mei 2010. In de snelle wereld van de beurshandel is 'high frequency trading' ( handelen met duizenden koersen tegelijk met extreem korte tijden ) heel gebruikelijk. Deze manier van beurshandel is alleen mogelijk door software met lerende algoritmes in te zetten. Maar op 6 mei ging het mis: er ontstond een kettingreactie van verkoopacties die de markt niet aan kon waardoor de beurswaarde in 10 minuten tijd met 700 miljard dollar daalde! De oorzaak lag verborgen in een 'denkfout' van lerende algoritmes. Of beter : er was geen regel opgenomen die bescherming bood tegen beslissingen met een catastrofale uitwerking. 

Bestaat AI alleen nog als prototype in laboratoria? absoluut niet! Het wordt al op grote schaal toegepast. De grote ICT-giganten zoals Google en Microsoft leggen enorme wereldwijde netwerken aan waarin steeds meer 'zelfdenkende' software wordt gestopt. Het menselijk brein is nog steeds superieur ( 100 miljard neuronen met elk 7000 connecties) aan een lerende machine anno 2011 ( enkele duizenden neuronen met elk een paar connecties).  Maar het is slechts een kwestie van tijd: met de zgn wet van Moore in de hand is de verwachting dat over 20 jaar een gemiddelde laptop wél de schakelingen van een menselijk brein kan evenaren. Een 'superbrein' dat de wereld omspant met zijn neurologisch netwerk is dichterbij dan we denken.


We moeten deze enorme voortgang in de technologie niet onderschatten. Het beïnvloedt de maatschappij in enorme mate en dus ook het onderwijs. Is het een bedreiging? Ik denk van niet, maar misschien heeft dat te maken met de mindset die ieder van ons bezit. Zie je baanbrekende ontwikkelingen als een kans of als een bedreiging? Orwell zou er een complot in zien, Asimov als een uitgelezen kans voor de mensheid om te overleven. 


En wat betekent dit voor het onderwijs? Alles! Via onderwijs werken we aan de toekomst. Gebruik maken van intelligentie is de hefboom van alle veranderingen. Daarover een volgende keer meer als we ook eerst stil hebben gestaan bij de potentie van het menselijk brein. 


Jan Kraaijenbrink