AI-baserat interaktivt, individuellt och illustrativt lärande i matematik (AI4Ma)

Projektets bakgrund

Forskning inom digitalt lärande

Matematik är ett grundläggande ämne på gymnasiet och används också inom flera tillämpade ämnen såsom fysik och kemi. Kan vi lyckas hjälpa gymnasielever att bli mer framgångsrika i sina matematikstudier kommer det få positiv återverkan på hela deras studiegång.
Forskargruppen bakom projektet har en gedigen bakgrund inom grundutbildning och erhållit ett flertal pedagogiska anslag. Under det senaste decenniet har forskargruppen gjort sig känd som en förnyare av utbildningen i matematik vid LiU, och skaffat sig en unik kompetens inom interaktivt, individuellt och illustrativt digitalt stöd och digital salsexamination. Detta har medfört att LiU ligger i framkant när det gäller digitalt lärande i matematik. I det digitala stödet har vi använt e-läroplattformen Möbius för att stärka och effektivisera elevernas lärande och examination i kurser med matematiskt innehåll.

Forskning inom AI för digitalt lärande

Medverkande forskare har tillsammans med kollegor från avdelningen Medie- och informationsteknik vid ITN bildat en forskargrupp: Matematik för maskininlärning (MML). Artificiell Intelligens (AI) och speciellt så kallad maskininlärning, som på engelska kallas Machine Learning (ML), har etablerat sig som en grundläggande teknologi inom i stort sett alla tillämpningsområden. Forskargruppen MML har utvecklat nya formuleringar av matematik och toppmoderna metoder för maskininlärning samt handlett en doktorand inom vad som kallas neurala nätverk inom ML. Metoder som framtagits ska nu tillämpas inom AI-delen av projektet.

Projektets syfte och mål

Syftet med projektet är att bygga vidare på och kombinera den gedigna kompetens som forskargrupperna har inom digitalt lärande och AI-forskning, för att i samarbete med gymnasielärare (till början med Ebersteinska gymnasiet) skapa ett unikt AI-baserat digitalt stöd i gymnasiekursen Ma 3C. Delmålen är följande:

• Skapa individuella, interaktiva och illustrativa teoriavsnitt med exempel, övningar och digitala hem- och salsskrivningar som stöttar samt testar elevernas förståelse av Ma 3C, där grafer, bilder, ljud och även programmering är naturliga inslag.
• Öppna för att adaptiv ledning kan ges för att undvika att elever fastnar på en uppgift och inte kommer vidare.
• Effektivisera rättningsarbete och feedback genom automaträttning.
• Utveckla AI-metoder (AI-motor) till att designa ett individuellt lärande och feedback.
• Det slutgiltiga resultatet av det framtagna lärmaterialet i Möbius tillsammans med AI-motorn kommer att erbjudas till gymnasieskolor i Norrköping.