Myślenie inżyniera: dlaczego jest tak ważne dla dzieci w erze sztucznej inteligencji

Niniejszy artykuł jest częścią „Trending Forward”, naszego cyklu materiałów wideo i audio, który bada, w jaki sposób rewolucyjne technologie zmieniają nasz styl życia.

Być może najlepszym darem, jaki możesz dać swoim dzieciom, jest doświadczenie porażki. Może się to wydawać radykalne i nieco niekomfortowe, zwłaszcza że rodzicielstwo w dużej mierze polega na próbie uchronienia dzieci przed frustracją i rozczarowaniem. Jednak interweniując za każdym razem, gdy napotykają trudności, możemy również pozbawiać je możliwości rozwijania niezbędnych umiejętności, które będą im potrzebne do poruszania się w coraz bardziej nieprzewidywalnym świecie.

To pytanie stało się jeszcze bardziej palące, ponieważ sztuczna inteligencja (AI) zmienia nasz sposób myślenia o pracy. W poprzednim wystąpieniu Trending Forward analizowałem, co się dzieje, gdy AI zaczyna przejmować zadania i umiejętności, które kiedyś wymagały lat szkolenia. Wyzwaniem jest nie tylko przewidzenie, które zawody mogą zniknąć, ale także przygotowanie ludzi do rynku pracy napędzanego przez AI, gdzie umiejętności, które dziś są cenne, mogą nie wydawać się tak cenne za dekadę lub dwie.

Dzieci dorastające dzisiaj przyjdą na ten świat, nie wiedząc dokładnie, jak będzie wyglądał. Niektóre z zawodów, które ostatecznie podejmą, mogą nawet jeszcze nie istnieć. Dwie dekady temu praca dla twórcy treści na YouTube nie byłaby uważana za jasno określoną aspirację zawodową; dziś jest to całkowicie realna ścieżka kariery. Zamiast próbować przewidywać konkretne zawody, które się pojawią, bardziej sensowne jest skupienie się na ludzkich cechach, które można przenieść z jednej sytuacji do drugiej: ciekawości, zdrowym rozsądku, rozwiązywaniu problemów i wytrwałości.

Te idee były tematem mojego niedawnego wywiadu w programie Trending Forward z Rachel Harmuth, dyrektor ds. produktów w CrunchLabs, firmie edukacyjno-rozrywkowej założonej przez byłego inżyniera NASA i YouTubera Marka Ropera. Przyszedłem na rozmowę znając już podejście firmy. Wiele lat temu zapisałem się na CrunchLabs Build Box dla jednej z moich wnuczek i spędziliśmy godziny na układaniu projektów. Projekty były pomysłowe i autentycznie edukacyjne, ale uderzyło mnie to, że nie zawsze wychodziły idealnie od pierwszego podejścia.

Z perspektywy czasu widzę, że nieudane próby były równie cenne jak ukończone projekty.

Sztuczna inteligencja zmienia to, czego dzieci muszą się uczyć.

Od pokoleń edukacja koncentruje się głównie na gromadzeniu informacji i doskonaleniu utrwalonych umiejętności. Dzieci uczą się dat, wzorów, języków, programowania i innych przedmiotów, oczekując, że te umiejętności przygotują je do pracy w późniejszym życiu. Wiedza pozostaje ważna, ale sztuczna inteligencja coraz bardziej ułatwia maszynom wykonywanie wielu zadań, które wcześniej wymagały od człowieka zdolności przywoływania informacji lub prawidłowego wykonywania procesów.

Ale trudniejsze pytanie brzmi: co się stanie, gdy nie będzie jasnego procesu, którego można by się trzymać?

Harmuth i ja rozmawialiśmy o tym, jak trudno jest przewidzieć, które zawody będą się rozwijać za 15 czy 20 lat. Rozwiązaniem nie jest po prostu zidentyfikowanie najbardziej obiecującej umiejętności technicznej i nauczenie jej każdego dziecka. Zanim dzisiejsze ośmiolatki wejdą na rynek pracy, technologia wokół nich niewątpliwie ulegnie zmianie. Lepszą inwestycją może być nauczenie ich radzenia sobie z nieznanymi problemami, radzenia sobie z niepewnością i wytrwałością, gdy pierwsze rozwiązanie zawodzi.

CrunchLabs podsumowuje tę filozofię prostym zdaniem: „Myśl jak inżynier”. Nie jest to zaproszenie dla każdego dziecka, które realizuje jeden ze swoich projektów, aby zostało projektantem mostów, twórcą robotów, a w końcu pracowało dla NASA. W tym kontekście inżynieria to nastawienie na rozwiązywanie problemów: definiowanie celu, burza mózgów nad możliwymi rozwiązaniami, testowanie jednego z nich, zrozumienie, co poszło nie tak i wprowadzenie niezbędnych korekt.

Ciekawość, twórcza pewność siebie i umiejętność akceptacji porażki leżą u podstaw tego podejścia. Pierwsze dwa są stosunkowo łatwe do zrozumienia dla dorosłych, ale trzeci jest znacznie trudniejszy.

Uczynienie porażki mniej przerażającą

Rodzice i dziadkowie mają naturalny instynkt naprawiania rzeczy. Kiedy widzimy dziecko zmagające się z układanką, klockiem lub nową umiejętnością, reakcja może być niemal automatyczna: przesuń ten element, odwróć go, pozwól, że ci pokażę. Interwencja jest czasami konieczna, ale usunięcie każdej przeszkody pozbawia dziecko możliwości odkrycia, co się stanie, gdy samodzielnie pokona frustrację.

Harmuth przedstawił ciekawe porównanie podczas naszej rozmowy. Dzieci już rozumieją ten proces, grając w gry wideo. Nikt nie oczekuje, że sięgnie po kontroler i przejdzie trudną grę za pierwszym razem. Ponosisz porażkę, próbujesz ponownie, dostosowujesz technikę i próbujesz ponownie. Nieudana próba nie jest dowodem na to, że nie umiesz grać; często jest to sposób, w jaki uczysz się grać.

Świat fizyczny często wywołuje zupełnie inną reakcję. Rysunek nie wychodzi zgodnie z oczekiwaniami, a dziecko dochodzi do wniosku, że nie umie rysować. Instrument muzyczny wydaje irytujący dźwięk i nagle dziecko myśli, że nie ma talentu muzycznego. Budynek się zawala, a wniosek brzmi: „Nie dam rady tego zrobić”. Problemem nie jest sama nieudana próba, ale znaczenie, jakie jej nadajemy.

Praca Marka Robera stanowi użyteczny kontrprzykład. Jego filmy prezentują imponujące wynalazki, ale dopracowany efekt końcowy nie oddaje całej historii. Za dopracowanymi osiągnięciami kryją się nieudane pomysły, prototypy i iteracje, które się nie sprawdziły. Jego gotowość do przyznania się do tych porażek jest jednym z czynników, które sprawiają, że jego podejście inżynierskie jest w ogóle dostępne dla dzieci.

CrunchLabs stosuje tę samą filozofię w swoich produktach. Build Boxes oferuje młodszym dzieciom praktyczne projekty z fizyki i inżynierii, a Hack Pack daje starszym dzieciom szansę na zgłębienie robotyki. Książki CrunchLabs Mysteries idą o krok dalej, zamieniając czytanie w praktyczną przygodę STEM i prosząc dzieci o rozwiązywanie łamigłówek i samodzielne budowanie urządzeń. Niedawno przyglądałem się temu rozwinięciu opowiadania historii i odzwierciedla ono tę samą ideę: STEM nie musi oznaczać siedzenia i przyjmowania informacji; może polegać na samodzielnym odkrywaniu. W jaki sposób narzędzia sztucznej inteligencji mogą wspierać ten rodzaj uczenia się?

Firma rozszerza swoją działalność również na handel detaliczny, obozy letnie i Class CrunchLabs, inicjatywę non-profit oferującą bezpłatne programy nauczania STEM dla klas 3-8. Formaty różnią się, ale lekcja pozostaje spójna: próbuj, popełniaj błędy, ucz się, dostosowuj i próbuj ponownie.

Elastyczność to umiejętność, którą można nabyć.

Perspektywa Harmutha na odporność psychiczną była punktem kulminacyjnym naszej dyskusji. Często traktujemy odporność psychiczną jako cechę wrodzoną – albo się ją ma, albo nie. Harmuth argumentuje jednak, że tak naprawdę jest to mięsień zbudowany z konkretnych umiejętności: rozwiązywania problemów, wytrwałości i zdolności adaptacyjnych.

Rodzice mogą pomóc dziecku w rozwijaniu tych umiejętności bez celowego komplikowania mu dzieciństwa. Dziecko próbujące opanować sztuczkę narciarską, nauczyć się grać na instrumencie muzycznym, napisać opowiadanie, eksperymentować w kuchni czy zbudować fort na podwórku, wkłada w to tyle samo wysiłku umysłowego, co dziecko pracujące nad projektem inżynierskim. Kiedy coś nie działa, dziecko musi zrozumieć przyczynę, wprowadzić zmiany, a następnie zdecydować, co spróbować dalej.

Ciekawość skłania dziecko do zastanawiania się, co by się stało, gdyby spróbowało czegoś innego. Kreatywna pewność siebie daje mu wiarę w znalezienie rozwiązania. A kiedy pierwsza próba się nie powiedzie, odporność psychiczna pomaga mu wyjść poza stwierdzenie „Nie dam rady” i zadać sobie bardziej pomocne pytanie: „Co powinienem spróbować teraz?”.

Te nawyki mogą stać się szczególnie cenne, gdy sztuczna inteligencja będzie rozwijać swoje zdolności do generowania odpowiedzi. Ludzie nadal będą musieli decydować, które pytania warto zadać, oceniać logikę odpowiedzi i znajdować rozwiązania problemów, na które nie ma oczywistych odpowiedzi.

Umiejętności na nieprzewidywalną przyszłość

Nikt z nas nie może z całą pewnością powiedzieć, które zawody będą się rozwijać za 15 czy 20 lat. Wiele zawodów, które dzieci będą wykonywać w przyszłości, może jeszcze nie istnieć. Dwie dekady temu praca dla twórcy treści na YouTube wydawała się absurdalna. Dziś jest to całkowicie realna ścieżka kariery.

Dlatego przygotowywanie dzieci do konkretnej wersji przyszłości może być mniej korzystne niż wyposażenie ich w umiejętności, które będą mogły wykorzystać w dowolnej formie, jaką ta przyszłość przybierze. Ciekawość, zdrowy rozsądek , umiejętność rozwiązywania problemów i wytrwałość nie są związane z żadnym konkretnym zawodem. Mogą one przydać się dziecku, które zostanie inżynierem, artystą, nauczycielem lub kimś, kogo jeszcze nie nazywamy zawodem.

Filozofia „myśl jak inżynier” działa właśnie dlatego, że nie dotyczy samej inżynierii. Proces jest dość prosty: zdefiniuj, co chcesz osiągnąć, wymyśl możliwe rozwiązania, przetestuj jedno, znajdź błąd, a następnie dostosuj. Dziecko nie musi nic wiedzieć o inżynierii, aby skorzystać z nauki podejścia do problemu w ten sposób.

Lata po tym, jak kupiłem wnuczce CrunchLabs Build Box, inaczej patrzę na projekty, które wspólnie budowaliśmy. Satysfakcja z udanego działania była z pewnością częścią zabawy, ale chwile, gdy musieliśmy się zatrzymać i zrozumieć, dlaczego coś nie działa, były chyba jeszcze ważniejsze. Znalezienie właściwej odpowiedzi to tylko część doświadczenia. Kluczowe było również nauczenie się, jak to osiągnąć.

To naturalne, że rodzice chcą rozwiązywać problemy swoich dzieci. Widzimy ich frustrację i chcemy ją natychmiast złagodzić. Chociaż bezpośrednia interwencja może być czasami konieczna, danie dziecku możliwości zmierzenia się z wyzwaniami i zmagania się z problemami przez dłuższy czas może być najkorzystniejszym podejściem.

Świat, który odziedziczą dzisiejsze dzieci, będzie kształtowany przez technologie, których nie jesteśmy w stanie w pełni przewidzieć, a praca, którą będą wykonywać w przyszłości, może radykalnie różnić się od tej, którą znamy dzisiaj. Przygotowanie ich do tej niepewnej przyszłości nie oznacza koniecznie uczenia ich każdej nowej technologii, gdy tylko się pojawi. Chodzi raczej o danie im pewności siebie, by stawić czoła nieznanemu, odporności, by akceptować porażkę bez rozpaczy, oraz ciekawości, by wciąż eksperymentować.

Rozmowa z Rachel Harmuth skłoniła mnie do głębokiej refleksji: być może nie jesteśmy w stanie przygotować naszych dzieci na każdy problem, z jakim mogą się zmierzyć, ale z pewnością możemy pomóc im stać się lepszymi w radzeniu sobie z problemami i ich rozwiązywaniu. Nawet jeśli nigdy nie zostaną inżynierami, nauka myślenia geometrycznego może być jednym z najcenniejszych darów, jakie możemy im dać.