Väitös tietotekniikan alalta, FM Sami Sarsa

Väitöskirjan nimi: Machine Learning Applications Supporting Large Scale Programming Education

Tohtoriopiskelija: Sami Sarsa
Vastaväittäjä: Prof. Tiffany Barnes, North Carolina State University, Yhdysvallat
Kustos: Prof. Lauri Malmi, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, tietotekniikan laitos

Oppilaiden yksilöllisten tarpeiden huomioiminen laajamittaisessa opetuksessa on mittava haaste, jota varten on kehitetty erilaisia tekoälyn avulla toimivia työkaluja ja älykkäita oppimisjärjestelmiä. Viimeaikoina erityisesti syväoppimismallit ja laajat kielimallit ovat avanneet uusia mahdollisuuksia sekä haasteita opettajille ja oppimisjärjestelmien kehittäjille. 

Tässä väitöskirjassa tutkitaan tekoälyn hyödyntämistä laajamittaisen ohjelmoinnin opetuksen parantamiseksi käsitellen useampaa aihealuetta. Tehdyt tutkimukset tarjoavat uusia näkökulmia ja arvioita siitä, miten tekoälyä, erityisesti koneoppimismalleja, voidaan ja kannattaa soveltaa räätälöidyn opetuksen apuna, lisäapua tarvitsevien opiskelijoiden huomaamiseksi sekä nopeuttamaan automaattista palautteenantamista. 

Lisäksi väitöskirjassa esitellään laajoja kielimalleja hyödyntävä menetelmä, jolla voi tuottaa ohjelmointitehtäviä ja ohjelmakoodin selityksiä. Tehtyjen havaintojen perusteella suuret kielimallit mahdollistavat monimuotoisten ja hyödyllisten selitysten sekä yksilöityjen tehtävien tuottamisen automaattisesti — mallien tuotokset eivät kuitenkaan ole luotettavasti sellaisenaan hyödynnettävissä ilman ihmisen valvovaa silmää. 

Väitöskirjan havaintoja voidaan hyödyntää erityisesti erilaisissa oppimisympäristöissä, jotka tarjoavat automaattisesti ohjattua opetusta, sekä helpottamaan opetusmateriaalien kehittämisestä koituvaa työtä.

Avainsanat: tietokniikan opetus, oppimisanalytiikka, koneoppiminen, laajat kielimallit, oppijan mallintaminen, automaattinen palaute, automaattinen sisällöntuottaminen

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/ 

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52