Tehnoloogia ja õpetamine (kognitiivsed õppeprotsessid)

Viimased aastad on olnud tunnistajaks tehnoloogia kiirele plahvatuslikule kasvule õppetöös elektroonilise ja kaugõppe kaudu (Bernard et al., 2009; Brown, 2006; Campbell, 2006; Clark, 2008; Jonassen, 1996; Jonassen et al., 1999; Larreamendy-Joerns & Leinhardt, 2006; Roblyer, 2006; Winn, 2002). Tehnoloogiat samastatakse sageli seadmetega (nt arvutid), kuid selle tähendus on palju laiem. Tehnoloogia viitab kujundustele ja keskkondadele, mis kaasavad õppijaid (Jonassen et al., 1999). Uuringud tehnoloogia mõju kohta õppimisele on kasvamas, nagu ka jõupingutused, et eemaldada takistusi tehnoloogia integreerimisel õppetöösse (Ertmer, 1999).

Tehnoloogial on potentsiaal hõlbustada õpetamist viisidel, mis varem olid kujuteldamatud. Mitte väga ammu olid tehnoloogilised klassirakendused piiratud filmide, telerite, slaidiprojektorite, raadiote ja muu sellisega. Tänapäeval saavad õpilased kogeda keskkondade ja sündmuste simulatsioone, mida nad tavatundides kunagi ei saaks, saada õpetust ja suhelda teistega pikkade vahemaade tagant ning suhelda suurte teadmistebaaside ja ekspertide juhendamissüsteemidega.

Teadlaste jaoks on väljakutseks kindlaks teha, kuidas tehnoloogia mõjutab õppijate kognitiivseid protsesse kodeerimise, säilitamise, ülekandmise, probleemide lahendamise jms ajal. Selles arvutipõhiste õpikeskkondade ja kaugõppe peatükis ei ole praktilist juhendit tehnoloogia kasutamise kohta hariduses. Pigem keskendub see peatükk rollile, mida tehnoloogia õppimises mängib. Lugejad, kes on huvitatud tehnoloogia põhjalikest rakendustest, peaksid tutvuma muude allikatega (Brown, 2006; Kovalchick & Dawson, 2004a, 2004b; Roblyer, 2006; Winn, 2002).

Õpilased õpivad üha enam arvutipõhistes keskkondades. Teadlased on väga huvitatud rollidest, mida arvutid õpetamisel ja õppimisel mängivad. Kuigi arvutipõhises keskkonnas õppimine ei ole õppimisteooria, on oluline teada, kas arvutid parandavad koolisaavutusi ja aitavad arendada kriitilist mõtlemist ja probleemide lahendamise oskusi.

On ahvatlev hinnata arvutipõhist õpet võrreldes õppimisega, mis ei hõlma arvuteid, kuid sellised võrdlused võivad olla eksitavad, kuna ka muud tegurid (nt sisu autentsus, õpetaja-õpilase/õpilase-õpilase suhtlus) võivad erineda. Selle asemel, et sellele küsimusele keskenduda, tundub produktiivsem uurida kognitiivseid protsesse, mis võivad arvutipõhises keskkonnas ja muudes tehnoloogilistes rakendustes toimuda.

Jonassen jt (1999) esitasid dünaamilise vaatenurga tehnoloogia rollile õppimisel. Tehnoloogia maksimaalsed eelised tulenevad sellest, kui see ergutab ja soodustab mõtlemist ja teadmiste konstrueerimist. Selles kontseptualiseerimises võib tehnoloogia täita funktsioone, mis on loetletud eesmärkides "Tehnoloogia funktsioonid". Selles jaotises kirjeldatud õppimisega seotud tehnoloogilised rakendused on nende funktsioonide täitmisel erinevalt tõhusad.

• Tööriist teadmiste konstrueerimise toetamiseks
• Infovahend teadmiste uurimiseks, et toetada õppimist konstrueerimise kaudu
• Kontekst tegevuse kaudu õppimise toetamiseks
• Sotsiaalne meedium vestluse kaudu õppimise toetamiseks
• Intellektuaalne partner mõtisklemise kaudu õppimise toetamiseks

Arvutipõhine õpetus (CBI)

Kuni mõne aasta tagasi, kui selle asendas Internet, oli arvutipõhine õpetus (CBI) (või CAI – arvuti abil õpetamine) kõige levinum arvutiõppe rakendus koolides (Jonassen, 1996). CBI-d kasutatakse sageli harjutuste ja õpetuste jaoks, mis esitavad õpilastele teavet ja tagasisidet ning reageerivad õpilaste vastuste põhjal.

Kuigi CBI on oma võimalustes piiratud, on mitmed CBI funktsioonid kindlalt juurdunud õppimisteoorias ja -uuringutes (Lepper, 1985). Materjal võib köita õpilaste tähelepanu ja anda kohest tagasisidet. Tagasiside võib olla sellist tüüpi, mida klassiruumis sageli ei anta, näiteks kuidas õpilaste praegused tulemused võrdlevad nende varasemate tulemustega (et näidata õppimise edenemist). Arvutid individualiseerivad sisu ja esituskiirust.

Teine CBI eelis on see, et paljud programmid võimaldavad isikupärastamist; õpilased sisestavad teavet enda, vanemate ja sõprade kohta, mis seejärel lisatakse õpetuslikku esitusse. Isikupärastamine võib anda kõrgemaid saavutusi kui muud vormingud (Anand & Ross, 1987). Õpetuse isikupärastamine võib parandada tähendusrikkust ja hõlbustada sisu integreerimist LTM-i võrkudesse. Teadmiste konstrueerimist tuleks abistada tuttavate referentidega.

Simulatsioonid ja mängud

Simulatsioonid kujutavad reaalseid või kujuteldavaid olukordi, mida ei saa õppimiskeskkonda tuua. Näideteks on programmid, mis simuleerivad lennukite lende, veealuseid ekspeditsioone ja elu väljamõeldud linnas. Õppijad saavad mäluvõrgustikke paremini ehitada, kui neil on õppimise ajal käegakatsutavad referendid. Mängud on loodud meeldiva õppekonteksti loomiseks, sidudes materjali spordi, seikluse või fantaasiaga. Mängud võivad rõhutada mõtlemisoskusi ja probleemide lahendamist, kuid neid saab kasutada ka sisu õpetamiseks (nt korvpallimäng murdude õpetamiseks).

Lepper (1985; Lepper & Hodell, 1989) oletas, et mängud mõjutavad õppimist ka motivatsiooni suurendamise kaudu. Motivatsioon on suurem, kui sisu ja vahendite (nn eriefektid), mille abil mäng või simulatsioon sisu esitab, vahel on endogeenne (loomulik) suhe. Murrud on näiteks endogeenselt seotud korvpallimänguga, kui õpilastel palutakse kindlaks teha, kui suure osa väljakust katavad mängijad, kes põrgatavad palli mööda põrandat. Selline endogeenne suhe suurendab tähenduslikkust ning LTM kodeerimist ja salvestamist. Paljudes mängudes ja simulatsioonides on aga sisu ja vahendite vaheline suhe meelevaldne, näiteks kui õpilase õige vastus küsimusele tekitab fantaasiaelemente (nt multifilmitegelasi). Kui suhe on meelevaldne, ei anna mäng paremat õppimist kui traditsiooniline õpetus, kuigi esimene võib olla huvitavam.

Arvutipõhise keskkonna tüübina näivad simulatsioonid sobivat avastus- ja uurimisõppeks. Oma ülevaates arvutisimulatsioone kasutavatest uuringutest avastusõppes järeldasid de Jong ja van Joolingen (1998), et simulatsioonid olid tõhusamad kui traditsiooniline õpetus õpilaste nn sügava (intuitiivse) kognitiivse töötluse sisendamisel. Simulatsioonid võivad olla kasulikud ka probleemide lahendamise oskuste arendamiseks. Sarnaselt CBI tulemustele leidsid Moreno ja Mayer (2004), et ekraanil oleva agendi personaliseeritud sõnumid simulatsioonide ajal parandasid säilitamist ja probleemide lahendamist paremini kui mittepersonaliseeritud sõnumid. Woodward, Carnine ja Gersten (1988) leidsid, et arvutisimulatsioonide lisamine struktureeritud õpetusele tõi eripedagoogika keskkooliõpilastele probleemide lahendamisel kasu võrreldes ainult traditsioonilise õpetusega. Autorid märkisid aga, et mehhanism, mis neid tulemusi tekitas, oli ebaselge ja tulemused ei pruugi laieneda eraldiseisvatele arvutisimulatsioonidele.

Multimeedia/Hüpermeedia

Multimeedia viitab tehnoloogiale, mis ühendab erinevate meediumite, nagu arvutid, film, video, heli, muusika ja tekst, võimalused (Galbreath, 1992); hüpermeedia viitab lingitud või interaktiivsele meediale (Roblyer, 2006). Multimeedia ja hüpermeedia õppimine toimub siis, kui õpilased suhtlevad infoga, mis on esitatud rohkem kui ühes režiimis (nt sõnad ja pildid; Mayer, 1997). Arvutite võimalused liidestuda teiste meediumitega on kiiresti arenenud. Video voogedastus, CD-d ja DVD-d on arvutitega tavaliselt kasutusel õppetöö eesmärgil (Hannafin & Peck, 1988; Roblyer, 2006).

Multimeedial ja hüpermeedial on oluline mõju õpetamisele, kuna need pakuvad palju võimalusi tehnoloogia integreerimiseks õppetöösse (Roblyer, 2006). Uuringud annavad mõningast tuge multimeedia eelistele õppimisel. Oma uurimistööde ülevaates leidis Mayer (1997), et multimeedia suurendas õpilaste probleemide lahendamise ja ülekande oskust; mõju oli aga kõige tugevam õpilastele, kellel oli vähe eelteadmisi ja kõrge ruumiline võimekus. Dillon ja Gabbard (1998) jõudsid oma ülevaates järeldusele, et mõju sõltub osaliselt võimekusest: madalama üldise võimekusega õpilastel oli multimeediaga kõige suurem raskus. Õppimisstiil oli oluline: kõige suuremat kasu said õpilased, kes olid valmis uurima. Multimeedia tundub eriti kasulik konkreetsetes ülesannetes, mis nõuavad kiiret teabeotsingut.

Teadlased on uurinud tingimusi, mis soodustavad multimeediast õppimist. Kui verbaalne ja visuaalne (nt jutustus ja animatsioon) info on õpetamise ajal kombineeritud, saavad õpilased kasu duaalsest kodeerimisest (Paivio, 1986). Samaaegne esitus aitab õppijatel luua seoseid sõnade ja piltide vahel, kuna need on samal ajal töötlusmälus (Mayer, Moreno, Boire, & Vagge, 1999). Multimeedia võib õppimist paremini soodustada kui meedia kohandamine individuaalsete õpilaste erinevustega (Reed, 2006). Kasutades erinevaid meediume, suurendavad õpetajad tõenäosust, et vähemalt üks tüüp on iga õpilase jaoks tõhus. Mõned õppevahendid, mis toetavad multimeedia õppimist, on: tekstisignaalid, mis rõhutavad sisu struktuuri ja selle suhet muu materjaliga (Mautone & Mayer, 2001); isikupärastatud sõnumid, mis pöörduvad õpilaste poole ja panevad neid tundma, et nad on tunni osalised (Mayer, Fennell, Farmer, & Campbell, 2004; Moreno & Mayer, 2000); õppijatel lubamine kontrollida õppetempo (Mayer & Chandler, 2001); animatsioonid, mis sisaldavad liikumist ja simulatsioone (Mayer & Moreno, 2002); võimalus suhelda ekraanil oleva kõnelejaga (Mayer, Dow, & Mayer, 2003); materjali kohta praktikatesti tegemine (Johnson & Mayer, 2009); ja kokkupuude pigem inimese kui masina genereeritud kõnelejaga (Mayer, Sobko, & Mantone, 2003).

Multimeedia maksimaalseks kasuks on vaja käsitleda mõningaid logistilisi ja administratiivseid küsimusi. Interaktiivseid võimalusi on kallis arendada ja toota, kuigi need on väga tõhusad (Moreno & Mayer, 2007). Kulud võivad takistada paljudel koolisüsteemidel komponentide ostmist. Interaktiivne video võib vajada täiendavat õppeaja, kuna see esitab rohkem materjali ja nõuab õpilastelt rohkem aega. Kuid interaktiivsed multimodalsed õppekeskkonnad pakuvad suurepärase potentsiaali õpilaste motivatsiooni suurendamiseks (Scheiter & Gerjets, 2007). Suurem õppija kontroll, mis on võimalik, annab õppimisel paremaid tulemusi ja võib edendada eneseregulatsiooni (Azevedo, 2005b).

Vaatamata potentsiaalsetele probleemidele, mis on seotud kulude ja vajalike tehnoloogiliste oskustega, näib multimeedia ja hüpermeedia õpilaste õppimist toetavat ning uuringud näitavad üha enam, et see tehnoloogia võib aidata arendada õpilaste enesereguleeritud õppimist (Azevedo, 2005a, 2005b; Azevedo & Cromley, 2004; Azevedo, Guthrie, & Siebert, 2004). Rakendusi arendatakse edasi tehnoloogia arenedes (Roblyer, 2006). Vaja on täiendavaid uuringuid multimeedia mõju kohta motivatsioonile ja selle seostamise kohta eneseregulatsioonioskuste omandamise järjestusega (nt sotsiaalne mõju enesemõjule; Zimmerman & Tsikalas, 2005).

E-õpe

E-õpe viitab õppimisele elektrooniliselt edastatavate vahendite kaudu. Seda terminit kasutatakse sageli mis tahes elektroonilise kommunikatsiooni (nt videokonverentsid, e-post) kohta; siin kasutatakse seda aga kitsamas tähenduses Interneti (veebipõhise) õppe kohta.

Internet (rahvusvaheline arvutivõrkude kogum) on jagatud ressursside süsteem, mis ei kuulu kellelegi. Internet pakub juurdepääsu teistele inimestele (kasutajatele) e-posti ja konverentside (jututubade), failide ja World Wide Webi (WWW) kaudu – mis on mitme arvutiga interaktiivne multimeediaressurss. Samuti salvestab see teavet, mida saab isiklikuks kasutamiseks kopeerida.

Internet on suurepärane teabeallikas, kuid siin on oluline selle roll õppimisel. Pealtnäha on Internetil eelised. Veebipõhine õpe pakub õpilastele juurdepääsu rohkematele ressurssidele lühema ajaga, kui see on võimalik traditsioonilistel viisidel; rohkem ressursse ei tähenda aga automaatselt paremat õppimist. Viimane saavutatakse ainult siis, kui õpilased omandavad uusi oskusi, nagu näiteks meetodid teemal uurimistööde tegemiseks või kriitiline mõtlemine veebis leiduva materjali täpsuse üle. Veebiressursid võivad õppimist edendada ka siis, kui õpilased võtavad veebist teavet ja lisavad selle klassiruumitegevustesse (nt avastusõpe).

Õpetajad saavad toetada õpilaste Interneti-oskuste arendamist tellingutega. Õpilastele tuleb õpetada otsingustrateegiaid (nt kuidas kasutada brausereid), kuid õpetajad võivad ka ise esialgse veebiotsingu läbi viia ja pakkuda õpilastele kasulike veebisaitide nimesid. Grabe ja Grabe (1998) pakuvad muid soovitusi.

Oht õpilastele Interneti kasutamisel on see, et suur hulk saadaolevat teavet võib sisendada usku, et kõik on oluline ja usaldusväärne. Seejärel võivad õpilased tegeleda „assotsiatiivse kirjutamisega”, püüdes aruannetesse ja referaatidesse lisada liiga palju teavet. Niivõrd, kuivõrd e-õpe aitab õpilastel õpetada analüüsi ja sünteesi kõrgema taseme oskusi, omandavad nad strateegiad, et teha kindlaks, mis on oluline, ja ühendada teave sidusaks tooteks.

Kaugõpe (distantsõpe) toimub siis, kui õpetamine, mis algab ühest kohast, edastatakse õpilastele ühes või mitmes kauges kohas. Interaktiivsed võimalused võimaldavad kahesuunalist tagasisidet ja arutelusid, mis muutuvad õppimiskogemuse osaks. Kaugõpe säästab aega, vaeva ja raha, sest õpetajad ja õpilased ei pea tundidesse jõudmiseks pikki reise tegema. Näiteks ülikoolid saavad värvata õpilasi laialdaselt geograafiliselt alalt. Vähem on muret selle pärast, et õpilased peavad tundides osalemiseks läbima suuri vahemaid. Koolipiirkonnad saavad korraldada teenistusprogramme, edastades neid kesksest kohast kõikidesse koolidesse. Kaugõpe ohverdab otsese kontakti õpetajatega, kuigi kui kasutatakse kahesuunalist interaktiivset videot, on suhtlus reaalajas (sünkroonne). Oma kaugõppeprogrammide ülevaates leidsid Bernard jt (2004), et nende mõju õpilaste õppimisele ja säilitamisele on võrreldav traditsioonilise õppe omaga. Sünkroonse õppe mõjud soosisid klassiruumiõpet, samas kui kaugõpe oli tõhusam asünkroonsete rakenduste puhul (mis hõlmavad viivitusaega).

Teine võrgustiku rakendus on elektrooniline teadetetahvel (konverents). Arvutitega võrgustatud inimesed saavad postitada sõnumeid, kuid õppimise jaoks olulisem võib olla arutelurühma (vestluse) osa. Osalejad esitavad küsimusi ja tõstatavad teemasid, samuti reageerivad teiste kommentaaridele. Üsna palju uurimusi on uurinud, kas sellised vahetused hõlbustavad kirjutamisoskuse omandamist (Fabos & Young, 1999). Kas see asünkroonne telekommunikatsiooni vahetuse viis soodustab õppimist paremini kui näost-näkku suhtlus, on problemaatiline, sest suur osa uurimistööst on vastuoluline või ebaselge (Fabos & Young, 1999); Bernard jt (2004) ülevaade näitab aga, et kaugõpe võib olla tõhusam asünkroonse õppe puhul. Telekommunikatsioonil on mugavuse eelis, sest inimesed saavad reageerida igal ajal, mitte ainult siis, kui nad on koos.

Olles arvutipõhise suhtluse (CMC) vormid, laiendavad kaugõpe ja arvutikonverentsid oluliselt sotsiaalse suhtluse kaudu õppimise võimalusi. Vaja on täiendavaid uuringuid, et teha kindlaks, kas õppijate isikuomadused ja õppematerjali tüübid võivad mõjutada õpilaste õppimist ja motivatsiooni.

Veebipõhine (online) õpe on tavaliselt integreeritud traditsioonilisse õppesse kui kombineeritud õppemudel (st mõni näost-näkku õpe ja ülejäänu veebis). Veebipõhine õpe on kasulik ka koos multimeediaprojektidega. Paljudes õpetajakoolitusprogrammides kasutavad tulevased õpetajad veebi ressursside hankimiseks ja seejärel valikuliselt integreerivad need multimeediaprojektidesse osana õppetundide kavandamisest.

Oma veebikursuste ülevaates leidsid Tallent-Runnels jt (2006), et õpilastele meeldis liikuda omas tempos, suurema arvutikogemusega õpilased väljendasid suuremat rahulolu ja asünkroonne suhtlus soodustas põhjalikke arutelusid. Kaugõpe, mis hõlmab suhtlust (õpilane-õpilane, õpilane-õpetaja, õpilane-sisu), aitab suurendada õpilaste saavutusi (Bernard jt, 2009). Muud suhtlustüübid (nt wikid, blogid) võivad samuti olla kasulikud. Multimeediaesitluste lisamine kaugõppesse suurendab selle isikupärastamist ja muudab selle seeläbi sarnasemaks näost-näkku õppele (Larreamendy-Joerns & Leinhardt, 2006), mis võib suurendada õpilaste motivatsiooni.

Veebikursuste ja traditsiooniliste kursuste võrdlemine on keeruline, sest on nii palju erinevusi, millest üks on see, et tänaseks on enamik veebikursusi hõlmanud peamiselt mittetraditsioonilisi ja valgeid Ameerika õpilasi. See demograafia muutub, kui veebikursused muutuvad tavalisemaks, mis võimaldab paremini hinnata veebipõhise õppe tulemusi ja õppimist soodustavaid keskkonnaomadusi.

Eelnevast tõendusmaterjalist võime järeldada, et tehnoloogia võib õppimist tõhustada. Kui hästi tehnoloogiliselt täiustatud õpe võrreldav tavapärase õppega, on raske hinnata ning võrdlused võivad anda eksitavaid tulemusi (Oppenheimer, 1997). Ükski õppematerjal ei ole järjekindlalt teistest parem, olenemata sisust, õppijatest või keskkonnast (Clark & Salomon, 1986). Tehnoloogia ei ole õppimise põhjus; pigem on see vahend tõhusa õpetamise ja õppimise põhimõtete rakendamiseks.

Clark ja Salomon (1986) soovitasid teadlastel kindlaks teha tingimused, mille korral arvutid õpetamist ja õppimist hõlbustavad. See kehtib tänapäevalgi ja seda võib öelda tehnoloogia kohta üldiselt. Tehnoloogia kasutamine peaks sõltuma õpieesmärkidest. Kuigi tehnoloogial on potentsiaali edendada erinevaid õpieesmärke, ei pruugi see olla parim viis õpilastevahelise suhtluse edendamiseks läbi kaasõpetamise, grupiarutelude või koostööl põhineva õppe.

Vaja on rohkem uuringuid, mis hindaksid arvutipõhiste õppekeskkondade ja kaugõppe tõhusust. Mõned uuringud näitavad, et arvutipõhine probleemide lahendamine on meeste ja naiste õpilaste jaoks erinevalt tõhus (Littleton, Light, Joiner, Messer & Barnes, 1998). Sooliste ja etniliste erinevuste uurimine peaks olema uurimistöö prioriteet.

Teine valdkond, mis vajab käsitlemist, on tehnoloogia motiveeriv mõju õpetajatele ja õpilastele (Ertmer, 1999; Lepper & Gurtner, 1989). Lepper ja Malone (1987) märkisid, et arvutid võivad tähelepanu ülesandele suunata läbi motivatsiooni suurendamise, hoida erutust optimaalsel tasemel ja suunata õpilasi tegelema ülesandele suunatud teabe töötlemisega, selle asemel et keskenduda ebaolulistele ülesande aspektidele. Idee on selles, et tõhusad motiveerivad põhimõtted võivad suurendada sügavat (mitte pealiskaudset) töötlemist (Hooper & Hannafin, 1991).

Tehnoloogia tuleviku ennustamine hariduses on keeruline. Mõni aasta tagasi oleksid vähesed ennustanud, et sülearvutid asendavad lauaarvuteid või et pihuarvutid võivad lõpuks sülearvutid asendada. Kuna tehnoloogia muutub üha keerukamaks, pakub see palju suurema hulga õppimisvõimalusi (Brown, 2006). Meil on võimalik teadmisi omandada ja luua uutel, keerukatel viisidel. Uuringud uurivad nende arengute mõju õpilaste õppimisele, samuti tõhusaid viise tehnoloogia õpetamisse integreerimiseks.

Tõenäoliselt toimuvad põnevad arengud mitmel rindel (Roblyer, 2006). Traadita ühenduvus on nüüd tavaline, mis suurendab oluliselt sülearvutite kasutamise mugavust õpetamisel. Traadita ühenduvus ja seadmete (nt sülearvutid, pihuarvutid) kaasaskantavus aitavad õpetajatel tehnoloogiat õpetamisse integreerida. Tehnoloogiate ühinemine jätkub (nt mobiiltelefonid, mis suudavad täita mitmeid funktsioone), mis võib lõppkokkuvõttes viia selleni, et õpilased vajavad erinevate rakenduste täitmiseks minimaalselt riistvara. Tehnoloogilised edusammud parandavad jätkuvalt puuetega inimeste juurdepääsu ja abistav tehnoloogia peaks koolides muutuma tavalisemaks. Kaugõpe ja veebipõhised õppimisvõimalused suurenevad. Täna on meil virtuaalsed ülikoolid ja keskkoolid, mida võidakse laiendada varasematele tasemetele (nt põhikool, algklassid). Lõpuks, kuna tehnoloogia mugavus paraneb jätkuvalt, võime näha järkjärgulist eemaldumist traditsioonilisest õpetamisest ja liikumist mudeli poole, mis sisaldab vähem klassikohtumisi ja rohkem elektroonilist suhtlust.

Põhiteaduse tasandil võivad tehisintellekti (AI) uuringud anda olulist teavet inimeste õppimise, mõtlemise ja probleemide lahendamise kohta. Tehisintellekt viitab arvutiprogrammidele, mis simuleerivad inimese võimeid järeldusi teha, hinnata, arutleda, probleeme lahendada, kõnest aru saada ja õppida (Trappl, 1985). John McCarthy võttis selle termini kasutusele 1956. aastal konverentsi teemana.

Ekspertsüsteemid on tehisintellekti rakendus. Ekspertsüsteemid on suured arvutiprogrammid, mis pakuvad ühe või mitme eksperdi teadmisi ja probleemide lahendamise protsesse (Anderson, 1990; Fischler & Firschein, 1987). Sarnaselt inimkonsultantidega on ekspertsüsteeme rakendatud mitmesugustes valdkondades, nagu meditsiin, keemia, elektroonika ja õigus. Ekspertsüsteemidel on tohutu teadmistebaas, mis koosneb deklaratiivsetest teadmistest (faktidest) ja protseduurilistest teadmistest (järelduste tegemiseks kasutatav reeglite süsteem). Liides esitab kasutajatele küsimusi ja annab soovitusi või lahendusi. Ekspertsüsteemide tavaline rakendus on õpetamine, pakkudes õpilastele ekspertteadmisi. Õpetamisel kasutatakse sageli juhitud avastamist; õpilased sõnastavad ja testivad hüpoteese ning kogevad tagajärgi.

Tulevasi ekspertsüsteeme rakendatakse laiemas valdkondade ringis. Üks väljakutse on parandada süsteemide võimet mõista loomulikke keeli, eriti kõnet. Kuigi ekspertsüsteemid suudavad sooritada mustrituvastusülesandeid, hõlmavad enamik neist ülesannetest ainult visuaalseid stiimuleid. Kuid hääletuvastussüsteemid paranevad pidevalt. Abistava tehnoloogia kasutamine hariduses laieneb, kuna puuetega õpilasi integreeritakse võimalikult palju tavalisse klassiõpetusse. Ekspertsüsteemid peaksid suurendama arvutite võimalusi nii, et need oleksid kättesaadavad kõigile õppijatele (nt auditoorsed, visuaalsed, mitmed puuded).

Tehisintellektil on põnevad võimalused aidata meil mõista inimese mõtlemisprotsesse. See rakendus hõlmab arvutite programmeerimist mõningate teadmiste ja reeglitega, mis võimaldavad neil muuta ja omandada uusi teadmisi ja reegleid kogemuste põhjal. Näiteks kontseptsiooni õppimisel võidakse arvuti programmeerida algelise reegliga ja seejärel kokku puutuda kontseptsiooni juhtumite ja mittejuhtumitega. Programm muudab ennast, salvestades uue teabe mällu ja muutes oma reeglit. Õppimine võib toimuda ka juhtumianalüüsidega tutvumise kaudu. Arvuti saab programmeerida haiguse faktide ja juhtumianalüüsidega. Kui arvuti analüüsib neid lugusid, muudab see oma mälu, et lisada haiguse etioloogia, sümptomid ja kulg. Kui arvuti omandab ulatusliku teadmistebaasi konkreetse haiguse kohta, suudab see tulevasi juhtumeid täpselt diagnoosida.