Druhú najlepšiu diplomovú prácu roka mal študent Fakulty informatiky a informačných technológií Slovenskej technickej univerzity v Bratislave (STU v Bratislave) Jakub Mačina. Takéto úctyhodné miesto obsadil v rámci finále súťaže IT SPY so svojou diplomovou prácou Odporúčanie nových otázok v online komunitách študentov.
Projekt Jakuba Mačinu riešil zvýšenie úspešnosti študentov on-line kurzov, a to pomocou systému komunitných otázok a odpovedí. Tie najúspešnejšie e-learning platformy sa totiž stretávajú s množstvom nedokončených kurzov. Projekt je využiteľný aj vo firmách pri komunikácii so zákazníkmi. „Túto platformu sme overili v spolupráci s Harvardskou univerzitou na vzorke 4 600 študentov celého sveta. Náš program dokázal zapojiť viac študentov, doručiť im presnejšie odpovede na ich otázky. Projekt rozvíjame ako open source, takže s ním ktokoľvek môže ďalej pracovať,“ povedal Jakub Mačina a odpovedal aj na ďalšie naše otázky:
S. CIGÁŇOVÁ: Čo je podstatou vašej diplomovej práce Odporúčanie nových otázok v online komunitách študentov?
J. MAČINA: V mojej diplomovej práci som sa venoval doméne vzdelávania, a to konkrétne masívnym otvoreným on-line kurzom (angl. Massive Open Online Courses – MOOCs). Vďaka takýmto kurzom má dnes každý s internetovým pripojením prístup ku kvalitnému vzdelávaniu z prestížnych svetových univerzít. On-line kurzy študovalo doteraz viac ako 70 miliónov ľudí vo viac ako 6 000 rôznych kurzoch. Tieto kurzy sú veľmi podobné tým univerzitným, študent má možnosť pozerať prednášky a jeho úlohou je vypracovávať zadania a testy, avšak všetko prebieha on-line. Problémom na tých najznámejších platformách ako Coursera alebo edX je veľký počet študentov, ktorí nedokončia kurz. Zlepšenie komunikácie a kolaborácie medzi tisíckami rôznych študentov z celého sveta má potenciál skvalitniť zážitok zo štúdia týchto kurzov a zvýšiť úspešnosť študentov. Preto je podstatou mojej diplomovej práce návrh novej metódy pre odporúčanie nových otázok v týchto on-line vzdelávacích kurzoch. Moje riešenie je inovatívne tým, že systematicky zapája aj menej aktívnych študentov do odpovedania na otázky svojich spolužiakov. Výsledky ukázali zvýšenie záujmu študentov o odporúčania a prispeli aj k vyššiemu zapojeniu študentov do diskusií a odpovedania na otázky.
S. C.: Ako vznikla myšlienka venovať sa niečomu takémuto?
J. MAČINA: S nápadom venovať sa doméne vzdelávania prišiel môj vedúci Ivan Srba, pretože o systém na odpovedanie na otázky Askalot, vytvorený na Fakulte informatiky a informačných technológií STU v Bratislave, prejavili záujem zahraničné univerzity. Najväčší záujem mali výskumníci z Harvard University, vďaka ktorým teraz môžu inštruktori akéhokoľvek kurzu na vzdelávacej platforme edX použiť systém Askalot ako diskusný nástroj. EdX platforma je jedna z najpopulárnejších platforiem pre on-line vzdelávanie na svete, ktorá bola založená v roku 2012 univerzitami Harvard a MIT. Týmto sa nám naskytla jedinečná možnosť overiť nami navrhnutú metódu na reálnom online kurze o kvantovej kryptografii, poskytovanom univerzitami Caltech (USA) a TU Delft (Holandsko), kde študovalo takmer 5 000 ľudí z viac ako 147 krajín sveta.
S. C.: Vysvetlite prosím, čo váš projekt rieši a ako princíp funguje.
J. MAČINA: Podstatou projektu je odporúčací systém, ktorý mnohí ľudia poznajú najmä vďaka odporúčaniu podobných produktov pri nakupovaní v e-shopoch. Rozdielom je, že sa neodporúčajú produkty ale nové otázky, ktoré sa študenti pýtajú počas trvania kurzu. Tento odporúčací systém využíva strojové učenie a počíta pre každého študenta pravdepodobnosť, s akou je daný študent vhodný odpovedať na novú otázku. Metódu sme navrhli tak, že berie do úvahy a kombinuje študentove vedomosti a jeho motiváciu odpovedať. Pozeráme sa teda napríklad na predchádzajúcu aktivitu študenta v diskusiách a na témy, ktoré ho zaujímali, známky študenta zo zadaní a kvízov, ale aj študentov progres v kurze. Výsledkom tohto je metóda, ktorá zapája veľkú časť komunity študentov do odpovedania a diskusii. Toto prispieva k vytvoreniu udržateľnejšej komunity a predovšetkým študenti sa pri odpovedaní na otázky svojich spolužiakov veľa naučia.
S. C.: Projekt v podobe systému Askalot využívajú aj študenti Fakulty informatiky a informačných technológií STU v Bratislave. Aké hlavné výhody im prináša?
J. MAČINA: Systém Askalot prináša výhody ako pre študentov, tak aj pre pedagógov. Študenti sa majú možnosť pýtať otázky a odpovedať na iné otázky. Celý obsah je viditeľný pre všetkých členov fakulty. To znamená, že pedagóg nemusí jednotlivo odpovedať na duplicitné otázky napríklad e-mailom, ale táto komunikácia prebieha cez Askalot. Študenti si tiež môžu sami pomáhať a odpovedať na otázky svojich spolužiakov. Navyše, systém je veľmi prehľadný a obsahuje archív všetkých otázok a odpovedí aj z predchádzajúcich ročníkov, ktoré sa nestratia tak ako pri Facebook skupinách. Celkovo teda tento systém pomáha študentom zapojiť sa do diskusií nielen ohľadom učiva, ale poskytuje aj zaujímavú spätnú väzbu pre pedagógov.
S. C.: Aké máte reakcie na tento systém od vašich rovesníkov?
J. MAČINA: Reakcie študentov sú veľmi pozitívne. Systém Askalot sa používa už piaty rok na Fakulte informatiky a informačných technológií STU v Bratislave a každoročne sa zvyšuje počet študentov, ktorí sa aktívne zapájajú do odpovedania na otázky. Navyše, systém je v dnešnej dobe nasadený aj na iných univerzitách. Je to úspech viacerých študentov pod vedením Ivana Srbu, ktorí tento systém vyvíjali v rámci predmetu Tímový projekt na inžinierskom štúdiu.
S. C.: Ako došlo k spolupráci s Harvardskou univerzitou?
J. MAČINA: Systém Askalot prezentoval pred pár rokmi môj vedúci Ivan Srba na medzinárodnej konferencii vo Vancouvri, kde sa tento koncept zapáčil výskumníkom z Harvard University. Bol to konkrétne Joseph Jay Williams a jeho výskumný tím, s ktorým sme spolupracovali pri nasadení systému Askalot na platformu edX a pri overovaní mojej metódy na on-line kurze.
S. C.: Ktoré ďalšie univerzity prejavili záujem a v akom štádiu je táto spolupráca?
J. MAČINA: Systém Askalot sa aktívne používa na FIIT STU v Bratislave, University of Lugano (Švajčiarsko), University of Novi Sad (Srbsko) a je dostupný k použitiu aj na vzdelávacej platforme edX. Askalot je open-source projekt, to znamená, že ktokoľvek si môže stiahnuť zdrojový kód, nainštalovať a nastaviť podľa svojich vlastných požiadaviek, a to aj pre iné domény, ako je vzdelávanie. Ktokoľvek si teda môže vytvoriť svoju vlastnú komunitu. Askalot je možné vyskúšať si na demo webovej stránke.
S. C.: Je niečo, čo by bolo treba ešte na vašom projekte vylepšovať?
J. MAČINA: Článok z diplomovej práce typu full paper sa nám podarilo publikovať na najprestížnejšej konferencii o odporúčacích systémoch ACM RecSys 2017 v Taliansku, kde som získal množstvo nápadov na ďalšie smerovanie výskumu. Príkladom je automatické rozlišovanie typu otázok. Momentálne pokračujem vo výskume v oblasti odporúčacích systémov, ktoré tvorili základ mojej diplomovej práce, ale aktuálne v inej doméne ako vzdelávanie.
S. C.: Aká je vaša reakcia na skvelé umiestnenie vo finále súťaže IT SPY?
J. MAČINA: Druhé miesto v súťaži IT SPY 2017 ma veľmi potešilo, pretože podmienky výberu boli veľmi vysoké a tiež aj konkurencia z top slovenských a českých univerzít. Veľmi si toto ocenenie vážim, pretože je to prestížna súťaž pod hlavičkou ACM, čo je najstaršia vzdelávacia organizácia so zameraním na informatiku. Je to pre mňa odmena za množstvo tvrdej práce a česť reprezentovať svoju univerzitu. Zároveň by som sa chcel poďakovať všetkým, ktorí mi pri projekte pomohli, špeciálne môjmu vedúcemu práce Ivanovi Srbovi, bez ktorého by toto všetko nebolo možné.
************************************************
Projekt Jakuba Mačinu využíva aj samotná Fakulta informatiky a informačných technológií (FIIT) STU v Bratislave ako systém Askalot. Noví, ale aj starší študenti fakulty získajú vďaka systému rýchlejšie odpovede na otázky týkajúce sa štúdia. Študenti sa najčastejšie pýtajú na výber predmetov, registráciu, organizáciu semestra či skúšok a pod. Systém Askalot využíva koncept tzv. múdrosti davu, ktorý ľudstvo pozná od nepamäti, no ktorý sa dosť zmenil s príchodom internetu. Najznámejším príkladom jeho internetového využitia je svetová encyklopédia Wikipedia, ktorá je tvorená davom. Kolektívna inteligencia vlastne hovorí o tom, že nikto nevie všetko, ale každý vie čosi, čím môže prispieť k výsledku.
„Na podobnom princípe ako Askalot fungujú napr. Yahoo! Answers, Wiki Answers či Stack Overflow. Každý, kto má problém, na ktorý nevie nájsť odpoveď, môže využiť tieto systémy na pridanie svojej otázky a od komunity získať odpoveď. S výberom najlepšej odpovede mu pomáhajú ďalší používatelia, ktorí svojim hlasovaním vyjadrujú súhlas s obsahom odpovede. Našou motiváciou na jeho vytvorenie bolo aj to, že študenti majú veľa otázok a čas učiteľov na ich zodpovedanie je obmedzený. Študenti si vďaka nemu vedia pomôcť aj navzájom, čím sa vlastne aj učia niečo nové, pretože keď chcú sformulovať odpoveď, musia téme sami dobre rozumieť,“ hovorí Ivan Srba, vedúci diplomovej práce.
O projekte sa prostredníctvom publikácie a účasti na medzinárodnej konferencii v kanadskom Vancouvri dozvedeli aj zahraničné univerzity. Askalot tak využíva Harvard v rámci programu otvorených kurzov edX.
Finále súťaže slovenských a českých diplomových prác IT SPY sa uskutočnilo začiatkom decembra v Prahe. Zapojených bolo 16 českých a slovenských univerzít s 1 700 diplomovými prácami z oblasti informatiky a informačných technológií. Do finále postúpilo deväť finalistov, ktorí prezentovali svoju prácu pred odbornou porotou. Tá vybrala víťazov siedmeho ročníka súťaže.
Víťazom IT SPY 2017 sa stal Jiří Matyáš z VUT v Brně s diplomovou prácou Využití přibližné ekvivalence při návrhu přibližných obvodů. J. Matyáš vyvinul spôsob, ktorý dokáže zefektívniť a predĺžiť výdrž batérií v počítačoch a mobilných zariadeniach a znížiť tak spotrebu elektrickej energie až o 80 %.
Výsledky IT SPY 2017 a všetky ocenené diplomovky.
Rozhovor pripravila: Slávka Habrmanová, NCP VaT pri CVTI SR
Foto: z archívu Jakuba Mačinu
Ilustračné foto: Pixabay.com
Uverejnila: VČ