С помощта на безплатна платформа и езика „Пролог“ учениците могат да разработват проекти на база логика

Доц. д-р Венета Табакова-Комсалова от Пловдивския университет „Паисий Хилендарски“ преподава на студентите логическо програмиране на езика „Пролог“. През 2022 г. по покана на Робърт Ковалски – един от неговите създатели, с екипа си участват на форум в Париж по повод 50 години от появата на езика.

Там се запознава с много хора, които работят с „Пролог“. Доц. Табакова и екипът ѝ получават предложение да пишат научни статии за сборник на тема „Как да въведем логическото програмиране в средното училище“.

Идеята им е първо учениците да се запознаят с логическото програмиране и езика „Пролог“, на който може да се пише и на български език. За целта екипът създава специализирана образователна платформа IDEAS. Тя обединява дейностите на учители и ученици в единна цифрова среда и подкрепя разбирането, създаването и използването на интелигентни системи чрез символен изкуствен интелект.

 „Платформата IDEAS е много добра, защото е разработена от екип от учител и преподаватели в Университета. Тестваме я с малка група ученици, за да могат да се видят всички възможности. Съобразили сме се с особеностите на образователната система, за които сме се сетили. Ще се радваме, ако това, което сме разработили, се използва от МОН“, обяснява доц. д-р Венета Табакова-Комсалова.

Екипът пише и писмо до Образователното министерство с предложения за допълнения на предложената визия за въвеждане и използване на изкуствения интелект в училище.

Едно от тях е първо учениците да се запознаят с въведение в изкуствения интелект чрез история, тенденции и творчески (конструктивен) подход.

„Когато се прави историческото развитие на изкуствен интелект, е добре учениците да се запознаят, че той се определя в две основни направления – символен и подсимволен (статистически), които идват от това как човек придобива знания. Всички виждат подсимволния изкуствен интелект, който е базиран на статистически методи, машинно обучение, невронни мрежи и вероятностни модели. Това са GPT моделите. Никой обаче не запознава учениците със символния изкуствен интелект, който е базиран на формалната логика, правила, бази от знания и дедуктивни механизми“,  обяснява събеседничката ми.

Според нея така децата могат да имат не само познания за изкуствен интелект, както е написано във визията, а и да има познание чрез създаване на изкуствен интелект. „Апробирали сме този начин и виждаме, че работи“, отбелязва тя.

Идеята им е да се започне със символния изкуствен интелект и по-малките ученици – от III клас нагоре, да се запознаят с логическото програмиране чрез създадената от тях платформа.

Доц. Табакова допълва, че при логическото програмиране се представят не само знания, които могат да бъдат формулирани чрез математически модел. То използва средствата на логиката и позволява представянето и на знания с по-общ смисъл от области като история и география, които по-трудно се описват с формален език, разбираем за компютъра.

Един от езиците, които се използват при логическото програмиране, е „Пролог“.

Това е декларативен език, като при работа с него се описват всички знания по дадена задача и се задават въпроси към системата. За отговора тя търси информация само в това, което сме написали. Не търси в интернет или някъде другаде.

„Символният изкуствен интелект е базиран на формалната логика, правила и бази знания. Този изкуствен интелект не греши, не халюцинира, защото той проверява знанията само в това, което сме въвели и е минало през контрола на учителите (експертите)“, посочва преподавателят.

При изучаването на езика „Пролог“ със студентите доц. Табакова им дава за пример задача на Айнщайн. Пет къщи са разположени една до друга на улицата, като всяка е боядисана в различен цвят. Собственикът на всяка от тях е с различна националност, консумира специфична напитка, пуши конкретна марка цигари и отглежда определен вид домашен любимец. Нито една от къщите не споделя нито една от тези променливи – националност, цвят, напитки, цигари и домашни любимци, всички те са уникални. Имаме и дадена информация за тях (например датчанинът пие чай; норвежецът живее в първата къща и др.).

„Когато опишеш всичко на „Пролог“ и зададеш въпроса кой от собствениците отглежда рибка, езикът дава директен отговор. Алгоритъмът, по който трябва се стигне до отговора, не се описва. На база вкараните знания интерпретаторът на „Пролог“ дава всички намерени решения, а не само едно“, разяснява още доц. Табакова.

Дава и пример с роднинските отношения, който лесно може да се приложи в училище. За направата на родословно дърво се въвеждат мъже и жени и техните имена, а след това се добавя информация и кой на кого е син, дъщеря. След това се въвеждат правилата. Казваме кой е родител – този, който съответно има син или дъщеря. А баща е този, който е родител и е мъж, а този, който е родител и е жена, е майка. Бабата може да бъде описана като жена, която е родител на родителя (майка на родителя).

„Няма едно описание на знанията за даден проблем или задача. Всеки може да описва, както разбира дадено правило чрез своята логика. А накрая при правилно описани данни се получава един и същ резултат“, уточнява събеседничката ми.

След това на база въведената информация и правила могат да се задават въпроси. Кой на кого е брат, сестра; коя е бабата на еди-кого си.

„В базата данни се проверява коя е майката на родителя на съответното име, и се връща информация за името на бабата. Става лесно, защото се използва логика. И по-малките деца не се затрудняват да въведат информацията и правилата“, казва преподавателят.

Под формата на иновация работата с „Пролог“ е въведена като занимания по интереси в IV и V клас в ОУ „Александър Георгиев-Коджакафалията“ в Бургас. Те представят уменията си на езика „Пролог“ преди две години на форум в Бургас. „Малките програмисти бяха много въодушевени“, отбелязва събеседничката ми.

Платформата е безплатна и може да се използва от създатели (ученици) и потребители (учители и ученици). За работа с платформата като ученик създател е зададен шаблон, за да могат проектите да бъдат разработени по еднотипен начин.

„Децата създават базите със знания – има за животни, за растения, за планините в България, за различни забележителности, дори за българската литература и история. Техните разработки се добавят в платформата от учител след неговото одобрение. Така готовият проект може да се използва и от други потребители на платформата. Те могат да изберат област на знания – животни, растения, история, география, минерални води, планини и други, и да задават въпроси към съответната област“, разяснява доц. Табакова.

В платформата има панел за учители, които могат да направят общност и да споделят с класа си. Децата се регистрират, учителят ги одобрява и вече имат възможност не само да създават различни уроци, но и преподавателят да им задава предизвикателства и с кратки задачи да ги предизвика кой ще напише по-бързо и по-елегантно решение. Могат да се дават и задания, които се оценяват.

„Когато учениците правят проекти, те първо избират предметната област, след това конкретен пример, който ще разработват. Така учат не само по програмиране, а и по други учебни предмети. Трябва да могат да определят какви са обектите и какви са връзките между тях, за да могат да ги опишат в базата знания“, подчертава събеседничката ми.

Учителят може да зададе на учениците да изграждат база знания поетапно. Ако имат проект за дадена планина, първо описват фактите за климата, после за води, за флора и фауна, за забележителности, ако има такива. Накрая целият код се сглобява и учениците предават проекта си. Учителите пишат обратна връзка и оценка за кода, след като го проверят.

Училищата, които искат да работят с платформата, трябва да се свържат с нейните създатели, за да им изпратят линк, чрез който учителите могат да си направят регистрация и след това ще получат одобрение. След това създават своя общност и се генерира код за нея. Кодът се предоставя от учителя на учениците, за да се включат в дадената общност. Учителите могат да виждат само ученици от нея. Но могат да виждат и други учители и да направят връзка, ако искат да работят заедно. Това е възможност за създаване на по-големи екипи, включително и международни.

Създателите на платформата си сътрудничат и с учителка от Аржентина, която работи с десетгодишни деца.

С нейния екип от ученици правят предизвикателства и тя ги изпраща на учител от българско училище. Тези предизвикателства представляват закодирани съобщения – например изречения с разместени букви. Българският екип трябва да измисли код на „Пролог“, по който да разкодира съобщението. Когато успеят, връщат разкодираното съобщение и посочват какви факти и правила са въвели. Предстои по този начин аржентинските и българските деца да представят градовете, в които живеят.

„Така по интересен за децата начин те се запознават със символния изкуствен интелект. Учениците знаят, че трябва да използват само проверени източници. Преди да въведат знания от тях в платформата, трябва да се консултират с учителя по конкретния учебен предмет какви материали да използват. Така се развива и тяхното критично мислене“, посочва още една полза доц. Табакова.

Към момента платформата е на три езика заради международното участие, но броят им може да се увеличава. В нея ще се публикуват и материали за езика „Пролог“, които да могат да се виждат от всички. Така учениците ще могат да се запознаят с тях и след това да правят проекти в различни предметни области.

„Вече се търсят хора, които могат да управляват и да контролират изкуствения интелект, а не само да го създават. Виждаме го навсякъде около нас, затова е по-добре да научим децата да разбират кое е истина, кое е лъжа, и да го управляват“, завършва доц. Табакова.

Свързани статии:

29 български ученици и студенти получиха стипендии от Китай Таня Михайлова поздрави учениците от ПГ по механоелектротехника в Ловеч с открития нов STEM център Практическата работа става водеща в информатиката за VIII и IX клас ПГ „Ген. Владимир Заимов“ в Сопот бе домакин на форум за споделяне на добри практики и нови образователни ресурси