Nutikast digiõppevarast on kujunemas adaptiivne ökosüsteem

SISSEJUHATUS

Kui Eestis käivitus 1996. aastal Tiigrihüppe programm4, oli selle eestvedajatel nutikust hankida koolide jaoks lisaks riistvarale ja internetiühendustele ka eri ainete õpitarkvara. Tollal tähendas õpitarkvara CD-plaadil ja veebilehtedel levitatavaid arvutiprogramme, mis sisaldasid õppetükkideks jagatud õppematerjale või ka teatmeteoseid peamiselt teksti ja piltide kujul, harvem interaktiivse multimeediana. Koolielu portaal loodi Tiigrihüppe SA ja Tallinna Ülikooli haridustehnoloogia keskuse koostöös 2008. aastal ja selle kaudu avanes õpetajatel võimalus levitada omaloodud esitlusi, konspekte, töölehti, teste ja muud sellist. Kommertsdigiõpikute esimese põlvkonna arengus puudus riiklik raamistik ja digiõpikute arenduse riiklik toetusprogramm, mis Eesti õpikuturu väiksuse juures seadis ranged piirid õpikukirjastuse digiarendustele.

Esimene edulugu mitteformaalhariduse jaoks loodud digiõppevara valdkonnas olid autokoolidele loodud liiklustestide harjutuskeskkond Teooria.ee (2008) ja eesti keele informaalõpet toetavad veebilahendused (ETV Mudila, Keeleklikk). Käesolevas artiklis kirjeldame ja analüüsime valdkonna arengu hetkeseisu ja tuleviku väljavaateid Eestis muu hulgas Euroopa ja maailma trendide taustal.

DIGIÕPPEVARA SENINE ARENG ISEREGULEERUVA ÖKOSÜSTEEMI SUUNAS

Eesti haridustehnoloogia asjatundjad kasutavad sünonüümidena termineid „e-õpe“ ja „digiõpe“, mis mõlemad tähistavad digivahendite (riistvara, tarkvara ja digiõppevara) kaasabil õpetamist ja õppimist. Digiõpe ei ole seega puhtalt veebipõhine kaugõpe, vaid toimub sageli klassiruumis digivahendite toel. Digiõppes kasutatavad veebipõhised õpikeskkonnad jagunevad:

• rühmasuhtluskeskkondadeks, näiteks Microsoft Teams või Google Classroom;
• institutsionaalseteks õpihaldussüsteemideks (ingl learning management system, LMS), millest Eesti kõrgkoolides on populaarseim Moodle;
• personaalseteks õpimappideks (nt õppija isikliku WordPressi ajaveebi kujul).

Kõiki kolme tüüpi õpikeskkondi ühendab see, et õpetaja ja õppijad peavad need ise täitma digitaalse sisuga (õppematerjalide, ülesannete ja lahendustega), veebiplatvorm aitab lihtsalt seda sisu sobival viisil struktureerida, hallata, ülesannete lahendusi esitada ja tagasisidestada. Spetsiifilisemat laadi digiõppevara liigid on digiõpikud (Eesti koolides enim kasutatavad platvormid on Opiq ja Maurus), õppeotstarbelised nutirakendused (nt Math99 matemaatikaõppe mängustamiseks), ainealased digiteenused (nt GeoGebra matemaatikaõppe tarkvara), konkreetset õpitegevuse liiki/metoodikat toetavad teenused (nt Kialo väitlusplatvorm või CMapTools mõistekaartide loomiseks) ja õpitulemuste hindamisteenused (nt eksamite infosüsteem EIS). Sageli ajavad haridustehnoloogiaga vähem kursis olevad inimesed õpikeskkondi segi õppeinfosüsteemidega (Eesti koolides on neist populaarseimad eKool ja Stuudium, kutsekoolides Tahvel), millel on üksnes õppijate ja rühmade haldamise funktsioonid.

Digiõppevara säilitamiseks ja jagamiseks interneti vahendusel on loodud repositooriumid, mis võimaldavad õppevara märksõnaotsingut teksti, autori ja filtrite abil, populaarsete või sarnaste materjalide soovitussüsteemi, õppekavast ja sihtrühmast lähtuvat lehitsemist. Praegu on peamine riiklikult avatud digiõppevara repositoorium Haridus- ja Teadusministeeriumi (HTM) hallatav e-Koolikott, milles on üle 40 000 interaktiivse õppematerjali ja mis võimaldab igal õpetajal luua või kohandada interaktiivseid õppematerjale HTML5 formaadis. H5P abil loodud materjale saavad õpetajad ja õpilased kasutada kas otse e-Koolikotis (ilma sisselogimiseta) või eksportida Moodle’i või Canvase õpikeskkonda, kus need pakuvad rikkalikult andmeid detailseks õpianalüütikaks.

Eesti haridussüsteemis praegu kasutatava digiõppevara ja seonduvate digiteenuste arendusele andis suure hoo sisse Eesti elukestva õppe strateegia 2014–2020, mille üks osa oli digipöörde programm. Tänu sellele programmile oli vahetult enne koroonapandeemia algust põhikooli ja gümnaasiumi õppekava suures osas kaetud nii e-Koolikotis avaldatud avatud õppevaraga kui ka Opiqu platvormil kommertsdigiõpikutega. Hetkel kehtiv hariduse arengukava 2021–20355 enam otseselt digiõppevara ei maini, aga selle üheks peamiseks sihiks olevad paindlikud õpiteed eeldavad nutikat digiõppevara.

Kõigi eelmainitud teenuste kogumit nimetatakse sageli digiõppe ökosüsteemiks. See metafoor viitab bioloogiliste ökosüsteemide kujundile, pidades silmas tänapäevaste digiteenuste hajutatust, kohandumist, iseorganiseerumist ja omavahelist andmevahetust. Selle lähenemise üks põhiprobleeme on õppijate isikuandmete, käitumismustrite, kasutajakontode ja sooritustulemuste säilitamine paljude teenusepakkujate juures, kellest mõned asuvad teistes õigusruumides ja võivad edastada neid andmeid kolmandatele osapooltele. Seetõttu on järgmise digiõppevara põlvkonna arendamisel vaja kehtestada digiõppe teenuste pakkujatele tehnilised ja juriidilised nõuded, mis võimaldaksid liidestamist kesksete registrite ja õppeinfosüsteemidega, jättes õppijad teenusepakkujatele turvaliselt anonüümseks. Anonümiseerivat liidestamist toetab globaalse õpitehnoloogia katusorganisatsiooni 1EdTech poolt arendatav LTI standard (ingl learning tools interoperability). Tehisaru teenuste hüppelise kasutuselevõtuga haridusvaldkonnas kasvab oht õppijate privaatsusele ja digiõppevara autorite intellektuaalomandi kaitsele veelgi enam. Seetõttu on oluline luua ja kehtestada Eestis ranged nõuded üldhariduses kasutatavatele digiõppe ökosüsteemi teenustele juba lähiajal.

Kokkuvõtteks võib digiõppevara ja sellega seotud digiteenuste arengu jaotada Eestis viimase 30 aasta jooksul ja tulevikku vaadates tinglikult neljaks põlvkonnaks.

1. Integreeritud õpitarkvara (1996–2003), mida levitati CD-plaatidel ja veebilehtedena.
2. Failipõhine staatiline digiõppevara (2003– 2016): esitlused, tekstifailid, veebilehed.
3. Web 2.0 pööre digiõppevara valdkonnas (2016–2024), interaktiivsed õppematerjalid, mis paiknevad autorvahendi teenusepakkuja serveril (nt Kahoot, Desmos, LearningApps).
4. Adaptiivne, tehisaru toega digiõppevara (2024) paindlike õpiteede, personaliseeritud õppe ja õpianalüütika toetamiseks, mida jagatakse hajutatud arhitektuuriga teenuste ökosüsteemis.

Allpool käsitleme esmalt digiõppevara valdkonna hetkeseisu kahes, teineteisest õiguslike ja äriliste eripärade tõttu lahus arenevas ökosüsteemis (avatud/tasuta ja tasuline õppevara), seejärel aga püüame teaduse ja tehnoloogia arengutrendide põhjal visandada Eesti digiõppevara ökosüsteemi tulevikustsenaariume.

AVATUD ÕPPEVARA JA KOMMERTSÕPPEKIRJANDUSE LÄHENEMINE

Autoriõiguse vaatenurgast jaguneb digiõppevara avatud õppevaraks (OER, ingl open educational resources) ja kommertsõppevaraks. Viimase puhul on kõik õigused (sh õigus teost kopeerida, levitada ja muuta) reserveeritud üksnes omanikule – seda isegi juhul, kui õppematerjal on vabalt internetis ligipääsetav. Avatud õppevara on vabalt kättesaadav ja kohandatav õppematerjal, mida saab kasutada, muuta ja jagada ilma litsentsipiiranguteta. Avatud õppevara liikumist globaalsel tasandil eestvedava UNESCO määratluse kohaselt on avatud õppevara „õppematerjalid, mida saab vabalt kasutada ja levitada, sageli avatud sisulitsentside, nagu Creative Commons, alusel“.6 Peamised põhjused avatud õppevara loomiseks ja jagamiseks on parem ligipääs haridusele, õppevara kvaliteedi parandamine, hariduse demokratiseerumine ja haridusinnovatsioon.7

Traditsiooniline autoriõigus annab autorile täieliku kontrolli oma teose üle, selle puuduseks on aga digiõppevara kättesaadavuse, vaba kasutamise ja kohandamise oluline piiramine.8 Nagu ka teistes riikides, on Eestiski peamised autoriõigusega rangelt kaitstud digiõppevara loojad õpikukirjastused, kuid viimastel aastatel on neile lisandunud ka haridustehnoloogia valdkonna idufirmad (nt Foxcademy, Math99, Praktikal). Suurim kommertsdigiõppevara platvorm Eestis on Star Cloud OÜ arendatav Opiq, millel on eri kirjastused avaldanud üle 500 digiõpiku üldhariduskoolidele. Avatud sisulitsentside (nt Creative Commons9) eeliseks digiõppevara puhul on autori ja kasutaja õiguste tasakaalustamine.10 Puuduseks on see, et õppevara kohandavad õpetajad ei pane sageli tähele, et nad on lisanud CC BY-SA litsentsiga õppematerjali pilte või tekste, mis on tegelikult autoriõigusega kaitstud.11 Samuti pole veel selge, kuidas litsentsida õppevara muudatusi, millesse on panustanud tehisaru.

Eesti suurim avatud digiõppevara platvorm on 2016. aastal HTMi tellimusel loodud e-Koolikott, milles on taaskasutamise lihtsustamise huvides kõigil interaktiivsetel õppematerjalidel CC BY-SA litsents. Eesti koolid eelistavad avatud õppevarale üldjuhul riiklikule õppekavale vastavat kommertsõppevara (eelkõige digiõpikuid), mille kvaliteedi tagab professionaalne toimetamine. Õppekirjanduse ja digiõppevara hankimist koolides rahastab HTM, aga sellekohane riiklik toetus koolidele on püsinud muutumatuna juba kümme aastat (57 eurot õpilase kohta õppeaastas). Selle perioodi jooksul on riigieelarve kasvanud 126%, üldhariduskoolide õpetajate keskmine palk 115% ja õpiku keskmine hind kahekordistunud. HTMi tellitud rakendusuuringud digiõppevara valdkonnas (nt Tartu Ülikooli juhitud DigiEfekt, vt artikkel 5.4) on pakkunud teaduspõhiseid lahendusi, aga neil puudub otsene mõju kommertsdigiõppevara arendusele õpikukirjastustes ja haridustehnoloogia valdkonna idufirmades. HTM on kavandamas digiõppevara hangete rahastamiseks täiesti uut lähenemist, mis põhineb õpetajatele suunatud vautšeritel, et tekitada n-ö turuplats nii õpetajate endi loodud kui ka ettevõtete loodud õppevara müümiseks otse sihtrühmale. Eelkirjeldatud olukord on suurendanud hariduslikku kihistumist jõukamate ja vaesemate omavalitsuste vahel, kellest esimesed on juba aastaid harjunud oma eelarvest rahastama kvaliteetse digiõppevara litsentside hankimist oma koolidele. Kui õppekirjanduse toetuse suurendamisega ja digiõppevara turu loomisega lähiaastatel edasi ei liiguta, hakkab õppevara kättesaadavus süvendama hariduslõhet.

DIGIÕPPEVARA VALDKONNA ARENG JÕUDIS TEELAHKMELE KOROONAPANDEEMIA JÄREL

Pärast pandeemia lõppu ja Opiqu litsentside eest tasumise kohustuse liikumist koolidele kahanes platvormi kasutajate arv kolm korda. Õpetajate ja koolijuhtidega tehtud intervjuud12 lubavad oletada, et rahanappus polnud ainus põhjus, mis selgitab digiõppevara kasutamise järsku vähenemist pärast pandeemiaperioodi. Nii õpetajatel kui ka õpilastel näis olevat tekkinud „digitüdimus“ – igatseti tagasi tavapärase koolielu juurde. Kui Prantsusmaal, Rootsis ja Taanis olid nutiseadmed koolides keelatud juba varem, siis HTM on seni jäänud koolide autonoomset otsustusõigust pooldavale seisukohale. Alternatiiviks oleks (Portugali ja Austria eeskujul) hankida riigi toel igale õpilasele süle- või tahvelarvuti, et tagada ligipääs kvaliteetsele haridusele ka kõige väiksemates koolides ja vaesemates omavalitsustes.

Kvaliteetse digiõppevara hankimine ja kasutamine on jätkuvalt raske. See eeldab lisaks digiõpiku litsentside jõukohasele hinnale ja avatud õppevara jätkuvale arendamisele ka digiseadmete ja võrguühenduse olemasolu kõigis klassiruumides. Nende eesmärkide vaatenurgast on Eesti koolisüsteemil praegu veel palju arenguruumi. Tänaseks on valdkonnas pikalt tegutsenud asjatundjad jõudnud samale arusaamale, mille 2014. aasta vabariigi aastapäeva kõnes sõnastas president Toomas Hendrik Ilves: „Mis tõi meid siia, ei vii meid enam edasi.“13 Kui riik otsustab anda võimaluse ja vastutuse haridustehnoloogia ettevõtetele, kes hakkavad järgmise põlvkonna digiõppevara ökosüsteemi rajama turupõhiselt, tuleks riigil tagada kõigile haridusasutustele, õpetajatele ja õpilastele senisest võrdsemad võimalused õppevarale ligipääsuks. Seejuures lahendaks turupõhine lähenemine koos suurema riigipoolse toetusega üksnes formaalhariduse probleemid, jättes vaeslapse rolli mitteformaalhariduse (kunsti-, muusika- ja spordikoolid, tehnoloogia- ja loodusringid, täiskasvanuhariduse), sest selles valdkonnas on hariduse sisu äärmiselt mitmekesine ja maksujõuline turg sisuliselt puudub.

Digiõppevara valdkond on hetkel sisenemas vana sotsiotehnilise režiimi lagunemise faasi, kus innovaatorid katsetavad alternatiivseid tehnilisi, pedagoogilisi ja majanduslikke mudeleid järgmise põlvkonna digitaalse õpiökosüsteemi jaoks. Näiteks on Austria koolides järjest populaarsem idufirma Teachino.io, mis staatilise õppevara repositooriumi kogumise asemel kasutab suuri keelemudeleid, et luua igale õpilasele just tema tasemele ja õpiharjumustele vastav adaptiivne õpitee koos automaatselt genereeritud õppematerjalidega. Seega võib digiõppevara adaptiivsus tulevikus tähendada hoopis midagi muud kui varem. Tehisaru võib olla suuteline mitte üksnes valima õppija jaoks olemasolevatest kõige paremini sobivaid õpitegevusi ja materjale, vaid neid personaliseeritud kujul ka ise genereerima, lähtudes õppija seatud eesmärkidest ja detailsest õpianalüütikast. Siinkohal tuleb mainida, et seniseid katsetusi automaatselt genereeritud adaptiivse digiõppevaraga ei ole teadlased ega õpetajad veel aineekspertide loominguga samaväärseks tunnistanud.

Eelneva põhjal võib tuletada kolm võimalikku tulevikustsenaariumi digiõppevara valdkonna arenguks lähikümnendil.

• Sumbumine. Seniste lahenduste ja toetusmäärade jätkudes seisab ees stagnatsioon digiõppevara valdkonnas, kasvab ebavõrdsus koolide ja omavalitsuste vahel, vaibub innovatsioon digiõppevara valdkonnas, uuenduslikud digilahendused arenevad pigem jõukamate lapsevanemate kulul edenevas informaalhariduses (mängustatud õpe).
• Kaks pilti. Piiratud ja peamiselt meediale suunatud innovaatilised lahendused (nt tehisarul põhinevad platvormid) toovad kaasa kiire arengu üksnes väikesearvulisele õhinapõhiste innovaatorite ja koolide kogukonnale, samal ajal kui peavoolu kool on jätkuvalt digikauge, õpikupõhine ja traditsiooniliselt eksamiteks valmistumisele keskenduv.
• Paindlik nutiõpe kõigile. Sotsiaalne, kultuuriline, majanduslik ja tehnoloogiline põlvkonnavahetus digiõppevara ökosüsteemis, mille tulemusena ülikoolide, avaliku ja erasektori koostöös luuakse uus laialdaselt ligipääsetav digiõppevara kõigile koolidele. Selle lahenduse vundamendi võiksid moodustada riikliku õppekava masinloetavaks muutmine, õppijakesksed ja enesejuhitud õpet toetavad paindlike õpiteede lahendused koos adaptiivse digiõppevaraga ja tehisaru toega.

Allpool kirjeldame lähemalt kolmanda stsenaariumi suunal Tallinna Ülikoolis HTMi tellimusel 2021.–2024. aastal teostatud rakendusuuringu EduFlex tulemusi.

TULEVIKUVISIOON: PAINDLIKUD ÕPITEED JA ADAPTIIVNE DIGIÕPPEVARA

Eesti haridusvaldkonna kehtiv arengukava taotleb 2035. aastaks muude eesmärkide seas saavutada ka paindlikuma õppekorralduse ja -sisu ning vähendada barjääre eri liiki formaalhariduse ja huvihariduse vahel. Arengukavas ja sellega seotud muudes dokumentides mainitakse korduvalt paindlikke õpiteid, samas jättes nende olemuse lahtiseks. EduFlexi projekti põhieesmärk oli korrastada ja luua teaduspõhine mõisteraamistik paindlike õpiteede ja õppijakeskse õppe mõtestamiseks, kirjeldamiseks ja uurimiseks.14 Lisaks plaanisime seda raamistikku katsetada mitut eri liiki paindliku õppe, seda toetava õppevara, õpikeskkonna ja õppemetoodika rakendamisel koolitegelikkuses.

Alustasime mõistete korrastamisest, näiteks eristasime paljude õppijate jaoks õppedisaini tulemusena loodud õppetrajektoore personaalsest õpirajast, mis jääb digiplatvormile maha ühest konkreetsest õpilasest interaktsiooni käigus digiõppevaraga, kaaslaste ja õpetajaga. Eristasime ka õppetrajektooride nelja tasandit:

• makrotasandi õppetrajektoorid pakuvad õppijale paindlikku valikut koolitüübi, õppesuuna, üld- või kutsehariduse vahel;
• mesotasandi õppetrajektoorid kirjeldavad õppija valikuvõimalusi valikainete, kursuste, tasemerühmade, õppevormide vahel ühe kooliastme piires;
• mikrotasandi õppetrajektoorid kirjeldavad ühe või paari konkreetse õpitulemuse saavutamist toetavaid diferentseeritud lähenemisi;
• nanotasandi trajektooride kirjapanemiseks küll kellelgi ilmselt ressursse ei jätku, aga siin võib õpetaja või tehisarul põhinev agent ühe tunniosa käigus märgata õppijate erivajadusi ja toetada neid erinevate õpitegevuste, õppevara, juhendamise või muu metoodikaga.

Kõigil tasandeil on võimalik trajektooridesse sisse ehitada teatud määral paindlikkust ka juhul, kui kõik õppijad peaksid lõpuks samade õpitulemusteni jõudma. Kui eelmise põlvkonna adaptiivse õppe platvormid (programmõpe 1960ndatel, adaptiivne hüpermeedia 1990ndatel) mõistsid adaptiivsust vaid individuaalsest õppijast lähtuvate ülesannete ja õppematerjalide järjestamisena (milles õppijal endal valikuõigust ei olnud), siis EduFlex projektis oli eesmärk jõuda koosreguleeritud õppimiseni, milles õppija (vajadusel koos õpetajaga) otsustab järgmise õpitegevuse liigi (nt individuaalne, paaris- või rühmatöö), ülesande keerukusastme, korduste arvu ja toestamisviiside (nt vihjed, näited) vahel. Õppija digitaalset õpirada analüüsinud soovitusalgoritm pakub seejuures sobivaid alternatiive, aga otsuse tegemisel peab osalema inimene. Selline paindlik õpe eeldab kõigis õppijates lisaks aineteadmistele ka enesejuhtimisja õpioskuste kujundamist igas õppetrajektooris.

Mikro- ja nanotasandi paindlike õpiteede kavandamiseks ja analüüsimiseks on esmalt vajalik riiklikus õppekavas standardina kinnitatud õpitulemused lõhkuda väiksemateks teadmus- ja oskusühikuteks, seejärel siduda iga õpitulemus eri platvormidel leiduvate digiõppevara ühikute ehk õpiobjektidega. Sellel suunal oli juba enne EduFlexi algust HTMi juures tööd alustanud paindlike õpiradade taristu töörühm andmeteadlase Peep Küngase juhtimisel. Näiteks oli juba 2021. aastal selle töörühma poolt loodud riikliku õppekava masinloetav õpitulemuste kirjeldusviis ja näited Semantic MediaWiki platvormil. EduFlexi projektis rakendasime sama lähenemist, luues masinloetava valdkonnamudeli põhjal paindlikud õppetrajektoorid 9. klassi algebra õppeteema jaoks, mille varustasime interaktiivsete harjutustega e-Koolikotis kasutatava autorvahendi H5P abil. Neid trajektoore katsetati ligi 200 õpilasega reaalses koolisituatsioonis, koguti õpilaste personaalsed õpirajad ja uuriti neid õpianalüütika vahenditega.15 Katsetasime ka etteantud keerukusastmega adaptiivsete ülesannete genereerimist tehisaru abil.16 Ettevaatlikult võib kinnitada, et adaptiivsete õpitegevuste ja ülesannete automaatne koostamine tekstirobotite poolt võiks täna toimida vaid siis, kui inimekspert on protsessi kaasatud.

Sellise visiooni muutumisel uue digiõppevara režiimi vundamendiks on veel palju lahendamata tehnilisi, pedagoogilisi, majanduslikke ja õiguslikke küsimusi. Näiteks ei luba Eesti andmekaitse seadus ja ELi isikuandmete kaitse üldmäärus täna sel viisil ja suures mastaabis õppijate soorituste kohta andmeid koguda, samuti on tõsised takistused avatud ja kommertsõppevara ristkasutuses paindlikes õppetrajektoorides (juhul kui riik ei ole eelnevalt kõigi kommertsõppematerjalide eest kõigile õpilastele litsentse välja ostnud). Samas on globaalses haridustehnoloogia uuendajate kogukonnas juba kujunemas järgmise põlvkonna tehnilised ja turumudelid, mis võiksid luua eelduse uut tüüpi digiõppevara ökosüsteemi rajamiseks, milles on ristkasutatavad paljude teenusepakkujate poolt loodud õppesisu ja ka avatud õppevara.

Viidatud allikad