Tekoälykokeilu pitkän matematiikan kertaamisessa
ALLU-hankkeen puitteissa toteutettiin marraskuusta 2025 maaliskuuhun 2026 tekoälykokeilu pitkän matematiikan kertaamisessa. Kokeilussa tavoitteena oli kehittää opiskelijoiden tekoälyn käyttötaitoja ja mm. kerätä käyttökokemuksia ja mielipiteitä tekoälyn käytöstä opiskelussa. Opetuksen kannalta saatiin tietoa mm. käyttötilanteista, tekoälyn tekemistä virheistä ja siitä, millaista ohjeistusta opiskelijat tarvitsevat.
Osana ALLU-hanketta toteutettiin tekoälykokeilu pitkän matematiikan kertaamisessa. Kokeilun tavoitteena oli ”harjoitella tekoälyn käyttöä, kerätä käyttökokemuksia ja selvittää opiskelijoiden mielipiteitä tekoälystä pitkän matematiikan kertaustyökaluna.” Kokeilun toteuttivat ALLU-hankkeen kehittäjäopettajat ja se sijoittui marraskuusta 2025 maaliskuuhun 2026. Kokeiluun osallistui n. 120 lukion kolmannen vuoden opiskelijaa matematiikan kertauskurssilla. Opiskelijoilla oli pohjalla vahva osaaminen matematiikasta. Suurimalla osalla oli tavoitteena ylioppilaskokeessa vähintään Eximian tason suoritus. Opiskelijoista n. puolet ei ollut käyttänyt tekoälyä matematiikan opiskelun tukena aikaisemmin. Tekoälyn käyttö ja palautekyselyihin vastaaminen perustui vapaaehtoisuuteen.
Kokeilu toteutettiin hyödyntäen eri tekoälymalleja. Opiskelijoiden käytössä oli kotimaiseen opetussuunnitelmaan erikoistunut IVO Coach -tekoälyjärjestelmä, joka on koulutettu suomalaisen opetussuunnitelman mukaisesti matematiikkaan. Opiskelijoille annettiin johdatus tekoälyn historiaan, sen toimintaperiaatteisiin ja virhelähteisiin sekä tulevaisuuden näkymiin. Lisäksi annettiin esimerkkejä promptaamiseen. Promptauskokeiluja opiskelijat tekivät ratkaisten erilaisia tehtäviä. Näistä kolmessa haastavassa ”tekoälykotitehtävässä” ei ollut valmiita malliratkaisuja. Tekoälyä käytettiin apuna ongelmakohdissa. Aineistoa kerättiin opiskelijoille teetettävillä lyhyillä kyselyillä tehtävien yhteydessä. Lisäksi lopussa kerättiin kokemuksia loppukyselyllä.
Keskeisimpinä havaintoina opiskelijoiden palautteen perusteella saatiin tekoälyn käytöstä saatuja hyötyjä, kuten ratkaisun etenemisen tukeminen, sekä havaittuja ongelmia ja virheitä, kuten puutteellinen selitys tai välivaiheiden ohittaminen. Yleisinä huomioina voidaan todeta, että tekoäly on kriittisesti käytettynä hyödyllinen apuväline. Sitä voi käyttää oppimisen vahvistamiseen, mutta se ei korvaa omaa osaamista. Lisäksi työkalujen mahdolliset virheet, epäselvyydet ja yleinen epävarmuus tulee pystyä ottamaan huomioon. Opiskelijoiden tietoisuus ja taito käyttää tekoälyä matematiikan tehtävissä parani selvästi kokeilun aikana.
Opetuksen kannalta saatiin tietoa siitä, missä tilanteissa opiskelijat käyttävät tekoälyä ja millaisia virheitä käytettäessä kohdataan sekä millaista ohjeistusta he tarvitsevat käyttöön. Tästä on hyötyä kehitettäessä opetusta ja ohjeita tekoälyn käyttöä ajatellen.
Nostoja materiaalista
Joulukuussa 2025 toteutettu alkukysely, jossa kysyttiin, ovatko opiskelijat käyttäneet tekoälyä apuna matematiikan tehtävien ratkaisemisessa.
Puolet vastanneista kertoi käyttäneensä tekoälyä tähän tarkoitukseen. Määrä tulee todennäköisesti nousemaan, kun työkalut tulevat yleisempään käyttöön/tietoisuuteen.
Tekoälykotitehtäviin ja niihin liittyviin kyselyvastauksiin liittyviä nostoja
Kotitehtäviksi valikoituivat mm. seuraavat tehtävät:
Ratkaise seuraava yhtälö vakion a kaikilla reaalilukuarvoilla.
Yo-tehtävä syksyltä 2024
Valonsäde lähtee origosta mielivaltaiseen suuntaan xy-tasossa. Pisteiden (0, 1) ja (2, 1) välissä on xy-tasoa vastaan kohtisuorassa oleva peili. Millä todennäköisyydellä säde kohtaa suoran y = −x − 1?
Näistä on poimittu esimerkkipromptauksia, kuten seuraavat:
- Mitä tässä yhtälön ratkaisussa kannattaa tehdä ensimmäiseksi?
- Mitä tarkoittaa vakion a kaikilla reaalilukuarvoilla?
- Pitääkö tehtävässä huomioida määrittelyehto?
- Mitä tarkoittaa merkintä f: R2-> R ?
- Miten voin laskea funktion arvon pisteessä (3,4)?
- Mitä tarkoittaa, että xy-tason suoralta löytyy funktion nollakohta?
- Mitä tarkoittaa, että pisteiden (0,1) ja (2,1) välissä on xy-tasoa vastaan kohtisuorassa oleva peili?
- Millä lähtökulmalla valonsäde heijastuu peilistä siten, että se kohtaa suoran?
- Voinko laskea tehtävän geometrisellä todennäköisyydellä?
Lisäksi on tietoa siitä, onko tehtävän ratkaisussa käytetty tekoälyä, jos on käytetty, niin mitä sekä arvioitu, oliko tekoälyn käytöstä apua.
Suurin osa (71-88 %) kyselyyn vastanneista opiskelijoista kertoi käyttäneensä tekoälyä apuna tehtävien ratkaisemisessa. Heistä suurin osa (70-82 %) tekoälyä käyttäneistä käytti IVO Coachia, joskin myös ChatGPT:tä käytti 10-15 % vastanneista. Seuraavaksi suosituin oli tehtävien ratkaisussa Gemini.
Eri kielimalleja myös vertailtiin tehtävien ratkaisuun. Seuraavasta kuvasta näkyy osuuksia ensimmäisenä mainitussa yhtälönratkaisutehtävässä.
IVO Coachin suosio näkyy tilastoissa selkeästi kenties siksi, että opiskelijoille jaettiin anonyymit käyttäjätunnukset IVO Coach -tekoälyjärjestelmään kokeilua varten ja se on koulutettu suomalaisen opetussuunnitelman mukaisesti matematiikkaan.
Opiskelijat myös arvioivat, oliko tekoälystä hyötyä tehtävää ratkaistessa. Seuraavasta kuvasta näkyy saman tehtävän yhteydessä annettuja vastauksia.
Huomattava määrä vastanneista havaitsi jonkinlaista hyötyä tekoälyn käytössä apuna tehtävän tekemisessä ja ymmärtämisessä. Osa taas ei havainnut. Myöskin käyttökohde ja se, kuinka paljon tekoälyä käytettiin, vaihteli opiskelijasta riippuen.
Yllä mainittujen lisäksi opiskelijat havaitsivat joitakin tekoälyn tekemiä virheitä. Nämä liittyivät mm. tekoälyn virheellisiin ja sekaviin ratkaisuihin sekä puutteellisiin selityksiin. Tekoäly mm. jätti välivaiheita väliin sekä ilmoitti, ettei jokin ratkaisumalli toimi, minkä jälkeen ratkaisi tehtävän itse kyseisellä ratkaisumallilla. Lisäksi tekoäly ei aina hyväksynyt oikeellista vastausta. Jotkut opiskelijat törmäsivät myös ns. ylisuorittamiseen sekä teknisiin haasteisiin.
Loppukysely
Varsinaisen kokeilujakson jälkeen suoritettiin loppukysely, jossa kysyttiin mm. saatavilla olevien materiaalien käyttöön liittyviä asioita sekä yksityiskohtia tekoälyn käytöstä kertauskurssin aikana. Seuraavaksi esitellään poimintoja kyseisestä kyselymateriaalista.
Suosituimpia (SanomaPron) materiaaleja käytti jopa neljä viidestä vastanneesta. Vanhoihin yo-koetehtäviin paneutui moni ja MAFY-kertausmateriaalia hyödynsi 35% vastanneista. Muiden materiaalien osalta käyttö jäi vähäisemmäksi.
Opiskelijoiden suositukset oppimateriaaleihin liittyen korreloivat vahvasti heidän itse käyttämiensä materiaalien kanssa.
Opiskelijat todennäköisesti suosittelevat sellaista materiaalia, jota he ovat itse käyttäneet.
Lisäksi vertailtiin eri tekoälymallien suosiota.
Vaikka Ivo Coach annettiin kaikille käyttöön ja sen käyttäjiä oli useita, useimmiten käytettiin silti tutumpaa ja yleisessä käytössä olevampaa OpenAI:n ChatGPT:tä. Myös Googlen Gemini piti pintansa.
Ivo Coachin osalta kysyttiin erikseen käyttökokemuksista.
Suurin osa vastanneista ei innostunut Ivo Coachin käytöstä. Huomattava osa kertoi kuitenkin saaneensa apua omiin ongelmakohtiin, mutta osa kertoi sen vain sekoittaneen omia ajatuksia.
Kyselyissä pystyi vastaamaan moneen kohtaan, mikä tulee ottaa huomioon tuloksia tarkasteltaessa.
Johtopäätöksinä kokeilusta tehtiin opiskelijoiden kokemusten perusteella seuraavat:
- Tekoäly on kriittisesti käytettynä hyödyllinen apuväline.
- Tekoäly voi vahvistaa oppimista, mutta ei korvaa omaa osaamista.
- Tekoäly on työkalu, jota täytyy osata ohjata ja arvioida sen epävarmuuden, virheiden ja epäselvyyksien vuoksi.
- Opiskelijoiden tekoälyn käyttöön liittyvä tietoisuus ja taito käyttää sitä matematiikan tehtävissä lisääntyi selvästi kokeilun aikana.
Opetuksen kannalta keskeisimmät hyödyt liittyivät kokeilusta saatuihin tietoihin seuraavista asioista:
- Tilanteet, joissa lukio-opiskelijat käyttävät tekoälyä
- Opiskelijoiden kohtaamat virheet tekoälyä käyttäessä
- Opiskelijoiden tarvitsemat ohjeet ja strategiat tekoälyn käyttöön
Näiden avulla voidaan kehittää jatkossa sekä opetusta että tekoälyn käyttöön liittyviä ohjeita.