Rolul inteligenței artificiale în sprijinul alfabetizării științifice

În ultimii ani, educația a suferit transformări radicale ca o consecință a integrării tehnologiilor digitale și a inteligenței artificiale în demersul didactic, datorită potențialului lor de a reduce inechitățile sociale și economice (Southworth et al., 2023). În acest context, integrarea în educație a acestor tehnologii nu mai reprezintă doar o activitate voluntară, ci o necesitate, cu atât mai mult în demersul formării gândirii critice, fundamentală în înțelegerea proceselor științifice (Tuomi, 2018).

Introducere

Literatura de specialitate definește inteligența artificială ca fiind o entitate sau un sistem nenatural capabil să îndeplinească sau să depășească cerințele unei sarcini specifice, ținând cont de contexte culturale și demografice variate (Bringsjord, 2011; Dobrev, 2012; McLean & Osei-Frimpong, 2019; Omohundro, 2014). În prezent, aplicațiile AI utilizate în sectorul educațional sunt reprezentate de platforme adaptative de învățare sau chatboți educaționali, acestea funcționând prin învățare automată, fără a putea transfera cunoștințele acumulate între sarcini diferite (McLean et al., 2021; Salmon et al., 2021).

Prin integrarea inteligenței artificiale în învățarea științelor, se facilitează înțelegerea unor fenomene abstracte prin simulări și experimente virtuale, oferind elevilor posibilitatea de a vizualiza procese complexe (Chen et al., 2020; Hsu et al., 2021; Yang et al., 2021). Totodată, AI poate sprijini analiza datelor, rezolvarea problemelor și oferirea de feedback imediat, contribuind la dezvoltarea gândirii critice (Sukmawati et al., 2021; Sukmawati & Zulherman, 2023). Cu toate acestea, utilizarea AI implică și provocări legate de securitatea datelor, diminuarea interacțiunii umane și riscul dependenței de tehnologie (Cavalcanti et al., 2021; Viswanathan et al., 2022; Yang et al., 2022).

Alfabetizarea științifică

Alfabetizarea științifică este un concept central al educației contemporane, depășind simpla acumulare de cunoștințe și referindu-se la capacitatea indivizilor de a utiliza informațiile și raționamentele științifice pentru a înțelege lumea naturală și pentru a lua decizii informate (Hurd, 1998; Holbrook & Rannikmae, 2008).

În sistemul educațional, alfabetizarea științifică este asociată cu abilitatea de a identifica probleme, de a explica fenomene naturale și de a formula concluzii fundamentate pe dovezi (Dragoș & Mih, 2015). Un element esențial al acesteia îl constituie înțelegerea proceselor științifice de bază, capacitatea de a distinge între gândirea științifică și cea non-științifică, dezvoltarea gândirii critice și utilizarea dovezilor în susținerea argumentelor (Hurd, 1998).

Problemele contemporane, adesea de natură socio-științifică, implică luarea unor decizii care necesită analiza implicațiilor sociale, etice și economice. În acest context, alfabetizarea științifică contribuie la formarea unei gândiri responsabile și la participarea informată în societate (Holbrook & Rannikmae, 2008). Literatura subliniază că alfabetizarea științifică reprezintă un proces de durată, influențat de contexte educaționale și culturale, iar evaluarea acesteia trebuie să reflecte capacitatea elevilor de a aplica cunoștințele în situații reale (Hurd, 1998; Holbrook & Rannikmae, 2008).

Rolul inteligenței artificiale în educație

Integrarea inteligenței artificiale în educație este descrisă ca un proces aflat în plină expansiune, determinat de necesitatea adaptării sistemului educațional la cerințele societății contemporane (Cucereanu, 2024; Gasnaș & Globa, 2023). AI are potențialul de a personaliza procesul educațional, analizând dificultățile și stilurile de învățare ale elevilor și adaptând ritmul și nivelul conținutului la nevoile acestora (Cucereanu, 2024).

De asemenea, inteligența artificială poate sprijini cadrele didactice prin furnizarea de informații despre progresul elevilor și prin preluarea unor sarcini repetitive, precum gestionarea datelor sau monitorizarea performanțelor, permițând profesorilor să se concentreze asupra activităților didactice și relaționale (Felix, 2020).

Inteligența artificială în sprijinul dezvoltării competențelor și alfabetizării științifice

Inteligența artificială este descrisă ca un instrument cu potențial de a sprijini dezvoltarea competențelor științifice prin facilitarea accesului la informații și prin susținerea proceselor cognitive implicate în învățare (Cooper, 2023). Aplicațiile AI pot oferi exemple, explicații și structuri de conținut care contribuie la clarificarea conceptelor și la organizarea ideilor.

Cu toate acestea, există riscul ca informațiile generate de AI să fie percepute ca adevăruri certe, fără a evidenția incertitudinile sau procesul de validare specific științei, ceea ce poate intra în contradicție cu obiectivele alfabetizării științifice (Osborne & Allchin, 2024). De asemenea, AI poate genera explicații plauzibile, dar insuficient fundamentate științific, necesitând control și validare din partea profesorului (Cooper, 2023).

Concluzii

Dezvoltarea competențelor și alfabetizarea științifică pot fi sprijinite prin utilizarea inteligenței artificiale, în special prin oferirea de suport cognitiv și prin facilitarea organizării raționamentului științific. Totuși, acest sprijin trebuie realizat sub coordonarea cadrului didactic.

Programele de inteligență artificială pot genera explicații plauzibile, dar uneori incorecte din punct de vedere științific, ceea ce impune dezvoltarea competențelor de evaluare critică la elevi. În plus, perceperea AI ca autoritate epistemică poate afecta dezvoltarea gândirii critice. Prin urmare, integrarea inteligenței artificiale în actul educațional trebuie realizată ca instrument complementar, iar rolul profesorului rămâne central în promovarea raționamentului științific și a responsabilității intelectuale.

Bibliografie

1. Bringsjord, S. (2011). What robots can and can’t be. Dordrecht: Springer.
2. Cavalcanti, A. P., Oliveira, E., Carvalho, M., & Pereira, F. (2021). Ethics and artificial intelligence in education. Educational Technology Research and Development, 69, 2545–2561.
3. Chen, L., Chen, P., & Lin, Z. (2020). Artificial intelligence in education: A review. IEEE Access, 8, 75264–75278.
4. Cooper, G. (2023). Examining science education in ChatGPT: An exploratory study of generative artificial intelligence. Journal of Science Education and Technology, 32, 444–452.
5. Dobrev, D. (2012). A definition of artificial intelligence. Journal of Artificial General Intelligence, 3(2), 1–17.
6. Dragoș, V., & Mih, V. (2015). Scientific literacy in school. Procedia – Social and Behavioral Sciences, 209, 167–172.
7. Felix, C. V. (2020). The role of the teacher and AI in education. In International Perspectives on the Role of Technology in Humanizing Higher Education (Vol. 33). Emerald Publishing.
8. Gasnaș, A., & Globa, A. (2023). Rolul inteligenței artificiale în educație. Acta et Commentationes, Sciences of Education, 2(32), 46–57.
9. Ghorayeb, S., Moussawi, S., & Kassem, M. (2021). Artificial intelligence perception and adoption: A conceptual review. Technology in Society, 67, 101734.
10. Holbrook, J., & Rannikmae, M. (2008). The meaning of scientific literacy. International Journal of Environmental & Science Education, 3(3), 275–288.
11. Hsu, Y. S., Ching, Y. H., & Grabowski, B. (2021). Web-based environments and AI-supported learning. Computers & Education, 164, 104122.
12. Hurd, P. D. (1998). Scientific literacy: New minds for a changing world. Science Education, 82, 407–416.
13. Jamaluddin, M. A., Rahman, N. A., & Abdullah, N. (2019). Scientific literacy and science education. Journal of Science Education, 10(2), 45–52.
14. McLean, G., & Osei-Frimpong, K. (2019). Artificial intelligence and consumer engagement. Journal of Business Research, 105, 453–463.
15. Omohundro, S. (2014). Autonomous technology and the alignment problem. AI & Society, 29(4), 513–521.
16. Osborne, J., & Allchin, D. (2024). Science literacy in the twenty-first century: Informed trust and the competent outsider. International Journal of Science Education, 47(15–16), 2134–2155.
17. Park, E., Kim, K. J., & Kwon, S. J. (2021). Understanding user acceptance of AI-based systems. Sustainability, 13(10), 5331.
18. Southworth, J., Smith, B., & Jones, M. (2023). Education in Society 5.0. Journal of Educational Technology, 20(1), 1–15.
19. Sukmawati, Y., & Zulherman, Z. (2023). AI-based learning models and scientific literacy. Jurnal Pendidikan IPA Indonesia, 12(1), 45–56.
20. Tuomi, I. (2018). The impact of artificial intelligence on learning and education: Policies for the future. Luxembourg: Publications Office of the European Union.
21. Viswanathan, M., Mislove, A., & Wilson, C. (2022). Algorithmic bias and educational data. In Proceedings of the ACM Conference on Fairness, Accountability, and Transparency (pp. 152–164).
22. Yang, S. J. (2021). Precision education: A new challenge for AI in education. Educational Technology & Society, 24(1), 105–108.
23. Yang, S. J. (2022). Artificial intelligence in science learning. Journal of Educational Computing Research, 60(4), 1003–1022.