【e-Learning】学校DX戦略コーディネータ概論【Ⅴ】~ AIの過去から未来へのプロローグ ~
【e-Learning】学校DX戦略コーディネータ概論【Ⅴ】~ AIの過去から未来へのプロローグ ~
Ⅰ はじめに
今日、私たちの生活に深く浸透している人工知能(AI)は、突如として現れた魔法ではありません。それは、人類が「知能とは何か」という根源的な問いを追求し、数々の技術的ブレイクスルーと、時には「冬の時代」と呼ばれる停滞期を乗り越えて築き上げてきた、壮大な知の結晶です。本講義のプロローグでは、まずAIの定義とその歩みを振り返ります。1950年代の誕生から、チェスや囲碁での勝利、そして現在の生成AIブームに至るまで、AIがどのように進化し、社会のあり方を変えてきたのかを概観します。
Ⅱ 授業の目的・ねらい
本講座の目的は、AIの過去・現在・未来について幅広く学ぶことです。教育にAIがどのように活用されるのか、AIと共生する未来を生き抜くための教育とは何かについて、考察する機会を提供することをねらっています。
Ⅲ 授業の教育目標
① デジタル社会の「読み書きそろばん」として必須となるAIを理解する。
② AIはコンピュータの発展と密接な関係があることを理解する。
③ AIのデジタルアーカイブとAI文化を理解する。
第1講 AIの過去から未来へのプロローグ ー『コンピュータ歴史博物館』が語るAI文化
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
シリコンバレーにあるコンピュータ歴史博物館の展示内容を軸に、人工知能(AI)の誕生から未来の展望までを包括的に解説しています。紀元前の計算道具から近代の電子計算機の登場、そして近年のトランスフォーマー革命に至るまでの技術的変遷が詳細に記されています。また、AIが人間の能力を超えるシンギュラリティや、それによって引き起こされる雇用問題、さらには人間の精神や生命の本質といった哲学的課題にも言及しています。最終的には、AIとの共存を迫られる激動の時代において、人間がいかに自らの能力を磨き、主体的に生きるべきかを問いかける内容となっています。
2.学修到達目標
① コンピュータ歴史博物館が語るAI文化について説明できる。
② AI誕生からシンギュラリティにいたるAIの過去・現在・未来を説明できる。
③ 何をどのように学び、如何に自分の資質・能力をアップグレードするかについて考えることができる。
3.課題
① 結婚相手を探す時に信用するのはAIが選んだ人ですかそれとも親が選んだ人ですか?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② 計算機と人工知能は歴史の中でどのように相互作用し進化してきたのでしょうか。
③ エイダ・ラブレスが果たした歴史的な役割を説明しなさい。
④ 歴代のAIブームにおける主要な研究手法の変遷を述べなさい。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第2講 知能の迷宮を解き明かす-暗号解読とチューリングテストの謎めく挑戦
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
アラン・チューリングの功績を中心に、コンピュータ科学と人工知能の発展史を多角的に解説しています。チューリングマシンの理論的基盤から、ナチスの暗号解読、そして機械の知性を測るチューリングテストの概念までが詳しく紹介されています。また、世界初の汎用計算機ENIACの誕生や、日本における日本語処理技術の進化といった独自路線の開発秘話にも触れています。さらに、ダートマス会議でのAI命名や第一次ブームの推論システムなど、技術が人間社会に浸透していく過程を辿っています。全体を通して、計算の基礎理論から現代のAI研究に至るまでの壮大な歩みを網羅した内容です。
2.学修到達目標
① アラン・チュリーングの暗号解読とチューリングテストについて説明できる。
② 汎用コンピュータとAI誕生とについて事例を挙げて説明できる。
③ 日本のコンピュータと日本のAIについて考えることができる。
3.課題
① 貴方はAIの教師と人間の教師どちらから学びますか?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② チューリングマシンは現代のコンピュータの基本原理や知能の定義にどう影響しましたか。
③ チューリングマシンを構成する3つの基本要素を答えなさい。
④ チューリングテストの合格基準を具体的に答えなさい。
⑤ チューリングマシンの基本構造を構成する要素を三つ挙げなさい。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第3講 知識が翼を得る瞬間-知識表現とエキスパートシステムの知の舞台裏
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
第2次AIブームの核心を担った知識表現とエキスパートシステムの歴史的展開を解説しています。第5世代コンピュータプロジェクトの野心的な試みから、論理プログラミング言語PROLOGを用いた推論、初期のチャットボットであるイライザの役割までが詳述されています。また、機械翻訳の進化や、ワトソンや東ロボくんといった具体例を通じて、AIが直面した読解力の限界についても触れています。特に、言語化が困難な技術や経験を指す暗黙知の獲得が、AI発展における重要な課題であったことが強調されています。最終的に、現代のAIに求められる説明責任や倫理的判断の観点から、過去の技術を再評価する意義を提示しています。
2.学修到達目標
① 第五世代コンピュータプロジェクトを説明できる。
② 知識表現形式、機械翻訳、エキスパートシステムについて事例を挙げて説明できる。
③ 知識(暗黙知)獲得の問題について考えることができる。
3.課題
① AI搭載の自動運転の車は、信号無視で突然歩行者が飛び出した時、壁に激突してでも歩行者を救うべきか、それとも歩行者を犠牲にしてドライバーの命を救うべきか?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② 第五世代コンピュータプロジェクトが目指した設計思想と技術的な特徴は何ですか。
③ エキスパートシステムにおける「知識獲得の問題」とは何か。
④ エキスパートシステムにおける「知識獲得の問題」とは何か。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第4講 人間の脳のなどと深層学習の魔法-目を持ったコンピュータが見せる未知の領域
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
人間の脳の構造を模したニューラルネットワークの発展と、第三次AIブームにおける深層学習の核心について解説しています。「ディープラーニングの父」と呼ばれるジェフリー・ヒントン教授の功績を中心に、誤差逆伝播法や画像認識、機械翻訳の飛躍的な進化が詳述されています。また、機械学習の主要な手法である「教師あり学習」「教師なし学習」「強化学習」を脳の部位と関連付けて説明し、AIが「目」を持つに至った背景を探っています。さらに、CNNやRNNといった具体的な技術の仕組みから、将来的な汎用人工知能(AGI)の実現可能性までを幅広く展望しています。最終的には、fMRIを用いた脳活動の可視化技術にも触れ、AI研究と脳科学**の密接な相互関係を浮き彫りにしています。
2.学修到達目標
① 3つの機械学習(教師あり/教師なし/強化学習)を説明できる。
② 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)について事例を挙げて説明できる。
③ リカレントニユーラルネットワーク (RNN)について事例を挙げて説明できる。
3.課題
① 人間の医師とAI手術ロボット、どちらに命を預ける?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② ニューラルネットワークの進化は人間の脳の仕組みをどのように再現し、簡略化しているか。
③ ジェフリー・ヒントンが挙げた誤差逆伝播法の成功例は何か。
④ 脳の視覚野において、形状認識を担う「腹側経路」を説明せよ。
⑤ ジェフリー・ヒントンが考えるディープラーニングの画期的な点は何か。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第5講 シンギュラリティの扉を叩け
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
データサイエンスとDX(デジタルトランスフォーメーション)の本質、そして人工知能(AI)が進化してきた歴史的背景を解説しています。特にバックギャモンやチェス、将棋、囲碁といったボードゲームを題材に、AIがどのように探索アルゴリズムや深層学習を発展させ、人間を超越してきたかが詳述されています。大成建設の事例などを通じて、AIが単なる計算機ではなく、予測や効率化によって社会構造を劇的に変える可能性を示唆しています。また、AIを敵対者としてではなく、人間がより高い次元へ到達するための学習ツールとして活用する重要性を説いています。最終的には、技術革新がもたらす倫理的課題や、シンギュラリティ時代における人間の役割についても考察を広げています。
2.学修到達目標
① DXやデータサイエンスの背景を説明できる。
② バックギャモンやチェス等の中心的な例題がAI技術をけん引したことを説明できる。
③ 多くの探索アルゴリズムや並列計算技術などが生み出されたことを説明できる。
3.課題
① AIを使って何をすれば生産性を倍増し、国際競争に勝てるか?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② データサイエンスとDXは現代社会の意思決定や産業構造をどのように変革させているか。
③ 大成建設によるAIを用いた風環境予測の利点を述べよ。
④ エリック・ストルターマンが提唱したDXの概念を説明せよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第6講 機械翻訳の新時代-トランスフォーマー革命と「生成AI」の驚異的進化
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
トランスフォーマーの登場によって到来した「第4次AIブーム」と、その革新的な技術背景について解説しています。アテンション機構の採用により機械翻訳の精度が飛躍的に向上し、ChatGPTなどの生成AIが驚異的な進化を遂げた過程を詳述しています。AIの歴史を振り返りつつ、LLM(大規模言語モデル)の仕組みや、モデル特有の課題についても専門的に触れています。さらに、AIの活用は言語処理に留まらず、製造業での不良品検知や医療分野の画像診断、農業の自動化など多岐にわたる産業分野へ波及しています。教育現場での利用指針や著作権といった社会的課題にも言及し、現代社会におけるAIの影響力を包括的に示した内容となっています。
2.学修到達目標
① トランスフォーマー革命が生成AIを誕生させたことを説明できる。
② トランスフォーマー革命により機械翻訳精度が向上したことを説明できる。
③ AIが産業、医療や農業等に応用されていることについて事例を挙げて説明できる。
3.課題
① AIが作った小説、論文、楽曲やプログラム等の著作権はAIにあるか?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② トランスフォーマーの登場は、AIの歴史や機械翻訳の精度をどのように変えましたか。
③ トランスフォーマーの特長とされる3つの要素を挙げなさい。
④ 文部科学省が示した生成AIの学校利用ガイドラインを説明せよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第7講 AIの過去・現在・未来 - 未来への飛翔 –
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
日本におけるAI戦略の変遷と教育、自動運転、倫理的課題を包括的に解説しています。政府が掲げる人間中心の社会原則に基づき、少子高齢化や災害対策の手段としてAIを最大活用する方針が示されています。特に教育現場では、GIGAスクール構想や生成AIの活用を通じて、全国民のデジタルリテラシーを高める取り組みを重視しています。また、自動運転技術の進展や広島AIプロセスなどの国際的なルール作りについても触れ、技術革新が社会にもたらす影響を分析しています。後半では、AIの誤認識やバイアスへの対策として、AI倫理チャットボットの試作を通じた具体的な安全策を提案しています。最終的に、人間がAIと協調し、責任ある形で技術を実装していくことの重要性を説いています。
2.学修到達目標
① 日本のAI戦略は教育から始まることを説明できる。
② 教育に利用される生成AIや自動運転について,事例を挙げて説明できる。
③ 国際的なAIのルール作りとAI倫理について考えることができる。
3.課題
① 自動運転車が引き起した事故は、誰が責任を負うべきか?について考察し,あなたの考えを800字で説明しなさい。
② 日本のAI戦略において、人間中心の社会原則と教育改革はどのような役割を果たすか。
③ AI戦略2022が掲げる3つの理念と5つの目標を述べよ。
④ GIGAスクール構想におけるAI倫理チャットボットの役割を述べよ。
⑤ 生成AIの社会実装において捨てるべき3つの思い込みとは何か。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
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6.テキスト
第8講 人工知能(AI)とデジタルアーカイブの現状と未来
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
人工知能(AI)とデジタルアーカイブの密接な相互依存関係と、その融合がもたらす未来像について解説しています。AIを機関車、デジタルアーカイブを燃料に例え、高品質で正確なデータ群が次世代の知的な突破口になると説いています。具体的には、古文書の解読や白黒写真のカラー化といった文化遺産の継承への活用事例が幅広く紹介されています。著者は、これらが一体化したものを「デジタル文化遺伝子」と定義し、人類の英知を安全かつ永続的に次世代へ繋ぐための仕組みとして提唱しています。また、AIの急速な進化に対応するための倫理的なルール整備や教育の重要性についても言及されています。
2.学修到達目標
① 生成AIとデジタルアーカイブのそれぞれの機能からみた関係性について説明することができる。
② デジタルアーカイブを活用した人工知能との一体化によってもたらされる新たな可能性とは何か、説明することができる。
③ デジタル文化遺伝子というアイディアについて説明することができる。
3.課題
① デジタル文化遺伝子の重要な役割とは何か、800字で説明しなさい。
② AIとデジタルアーカイブの一体化は、文化の継承にどのような変革をもたらしますか。
③ デジタルアーカイブ憲章が定義する「デジタルアーカイブ」とは何か。
④ AIとデジタルアーカイブの関係を機関車と燃料車に例えて説明しなさい。
⑤ 従来のプログラミングと機械学習の仕組みの違いを説明しなさい。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第9講 AIと人間の学び
赤堀侃司(東京工業大学名誉教授)
1.何を学ぶか
AI技術の変遷を踏まえ、生成AI時代における人間の学びの在り方を考察しています。著者の赤堀教授は、AIが膨大なデータから推論を行う一方で、人間には共感や非認知能力といった独自の強みがあると指摘します。具体的には、疑問を持つことや情報の関連付け、全体をデザインする力など、これからの教育に不可欠な7つの資質能力を提示しています。単なる知識の蓄積ではなく、人間ならではの感性や文脈の理解を深めることが、AIと共生する未来の学習において極めて重要であると説いています。
2.学修到達目標
① 第1次AIブームから第2次AIブームへと移り変わり、変化した生成AIの学びについて説明することができる。
② 生成AIの発展により、私たちの学びに求められる7つの資質能力について説明することができる。
3.課題
① 生成AIの進化から、これからの私たち人間の学びに求められる資質能力について説明しなさい.
② 生成AIが普及する中で人間特有の共感や非認知能力はなぜ重要なのですか。
③ フィンランドの算数教育が重視する「区別」の意義を述べよ。
④ 人間の学びに必要とされる7つの資質能力を列挙せよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
7.資 料
1.AIと人間の学び 壁の向こうで答えているのはAIか人か? (単行本)発売日 : 2022/3/31
第10講 人とAIの学習研究から考えるこれからの教育
益川弘如(聖心女子大学教授)
1.何を学ぶか
認知科学の視点からAIと共生する時代における新たな教育の在り方を論じています。人間固有の強みは、単なる知識の暗記ではなく、自分なりの言葉で意味を理解し、他者との対話を通じて知識を再構成する力にあると説いています。生成AIを単なる効率化の道具としてではなく、思考を深めるためのパートナーとして活用する具体的な授業事例が紹介されています。特に、AIには困難な経験に基づくイメージ思考や、文脈に応じた意味の理解が人間の「価値ある学び」の核心であると指摘しています。最終的に、技術革新が進む今こそ、主体的・対話的で深い学びを通じて、人間らしい知性を育む重要性を強調しています。
2.学修到達目標
① AI時代における「価値ある学び」について説明することができる。
② 人工知能や生成AIを活用した際の人間の学びの変容について説明することができる。
③ 生成AIを活用した具体的な授業事例から、学習観や授業観をとおして私たちの学びの本質を説明することができる。
3.課題
① AI時代における「価値ある学び」とデジタル化された情報との関係について説明しなさい.
② 人工知能や生成AIの効果的な活用と私たちの学びの変容について説明しなさい.
③ AIと共生する時代において人間が行うべき「価値ある学び」の本質とは何か。
④ 授業で生成AIを対話のサポートに使う利点は何か。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第11講 生成AIと学習コンテンツ
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
生成AIが日常に浸透した「超AI世代」に向けた、新しい教育の在り方と学習コンテンツについて解説しています。AIを使いこなす人材やAIを超える能力を持つ人材の育成を目指し、リテラシー、創造性、コンピュータサイエンスを教育の三本柱として掲げています。具体例として、AIを活用した個別学習や体験型学習の重要性が説かれ、理科実験やグローバルな視点の養成を通じた実践的な学びが紹介されています。AIによる教育のパーソナライズ化や教員の負担軽減といった未来への展望を示す一方、著作権や情報の偏りといった倫理的課題への配慮も求めています。最終的に、技術の進化に合わせて教育内容を柔軟に変化させ、社会全体で新たな教育環境を築くことの大切さを強調する内容となっています。
2.学修到達目標
① 超AI世代と2つの超AI世代教育について説明できる。
② 3つある生成AI世代用学習コンテンツを説明できる。
③ 体験学習と個別学習の学習コンテンツおよびその他の要素について、事例を挙げて説明できる。
3.課題
① 生成AIを活用してどのような学習コンテンツを作成したら良い授業になるか考察し、あなたの考えを800字以内で説明しなさい。
② 生成AIが社会に浸透した「超AI世代」にはどのような教育と能力が求められるか。
③ 生成AIによって作成されるコンテンツの主要な3つの分類を挙げよ。
④ 生成AI世代用学習コンテンツの柱となる3要素を挙げよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第12講 教師あり学習を用いたAI倫理
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
現代社会におけるAI倫理の歴史的変遷と、日本や諸外国が策定した倫理ガイドラインの現状を概説しています。特に日本の教育現場におけるGIGAスクール構想を背景に、チャットによるいじめ問題を解決するためのAI倫理チャットボットの開発事例に焦点が当てられています。このシステムは教師あり学習を活用しており、不適切な表現を検出し、正しい言葉への言い換えや理由の説明を行う仕組みを持っています。AIの判断に対する透明性と説明責任を重視しながら、技術をいかに人間中心の幸福に役立てるかを論じています。最終的に、プロトタイプの実証実験を通じて、誹謗中傷の抑制におけるAI技術の有効性と社会実装の重要性を提示しています。
2.学修到達目標
① AI倫理の定義と背景を説明できる。
② GIGAスクール構想でAI倫理チャットボットが必要になった理由を説明できる。
③ AI倫理処理で用いる「教師あり学習」について説明できる。
3.課題
① GIGAスクール構想でAI倫理チャットボットをどのように活用したら「いじめ」が減るかを考察し、あなたの考えを800字以内で説明しなさい。
② AI倫理の歴史的変遷と、現代社会においてその重要性が高まっている背景は何ですか。
③ 教師あり学習を用いたAI倫理処理システムの仕組みを説明せよ。
④ GIGAスクール構想においてAI倫理が必要とされる背景を述べよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
第13講 マルチモーダル生成AI共同によるAI倫理処理
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
マルチモーダル生成AIの進化と、それらを活用したAI倫理問題の解決手法について解説しています。ChatGPTやGemini、Claude3といった複数のAIモデルを並行して運用し、各回答の共通部分を抽出することで情報の正確性を高めるアプローチが示されています。論理的な妥当性を判定するために様相論理(必然性と可能性)が導入され、Pythonを用いた自然言語処理によって回答の類似度を計算する仕組みが説明されています。また、教育・放送禁止用語の照合や教師あり学習モデルを用いた毒性判定を組み合わせることで、差別的表現や不適切な内容を効果的に排除する検証結果が報告されています。最終的に、複数のAIを共同させるシステムが、社会規範に沿った信頼性の高いAI利用を支援する有効な手段であると結論付けています。
2.学修到達目標
① マルチモーダル生成AIについて説明できる。
② 3種のマルチモーダル生成AI共同による倫理問題の解決法を説明できる。
③ モーダル論理の定義を説明できる。
3.課題
① マルチモーダル生成AIのハルシネーションを防ぐにはどのようにしたら良いかを考察し、あなたの考えを800字以内で説明しなさい。
② 異なるマルチモーダル生成AIを共同させて情報の正確性を評価する仕組みは何か。
③ マルチモーダル生成AIの定義と特徴を説明せよ。
④ AI倫理処理において演繹法と帰納法が果たす役割を述べよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
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6.テキスト
第14講 超AIと世界遺産
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
人工超知能(ASI)が普及する時代を見据え、過去の英知を次世代へ継承するためのデジタル文化遺伝子の重要性を説いています。エジプトやメソポタミアなどの世界遺産を事例に、未解読文字の解析や歴史的遺産の保存における生成AIの役割と可能性が詳しく解説されています。また、教育現場での自動採点や問題作成、さらには自動運転技術への応用など、AIが社会基盤を支える具体例も紹介されています。最終的に、伝統的な知識をデジタルアーカイブ化しAIと融合させることで、温故知新の精神に基づいた新たな知的創造サイクルを構築することを目指しています。全体を通して、技術革新を倫理的に活用し、人類の普遍的価値を未来へ繋ぐための教育的指針が示されています。
2.学修到達目標
① AIを超える世代教育の必要性を説明できる。
② 世界遺産の事例で先人がどのような文字で「知」を継承したか説明できる。
③ マルチモーダル生成AIの活用事例が説明できる。
3.課題
① 世界遺産の謎を解明するには超AIをどのように活用したら良いかを考察し、あなたの考えを800字以内で説明しなさい。
② 超AIは先人の知恵をデジタル文化遺伝子としてどのように次世代へ継承するか。
③ 教育現場における生成AI活用の具体的な四つの流れとは。
④ 超AI世代に求められる「創造力」の定義を述べよ。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
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6.テキスト
第15講 AIを超える世代教育
澤井進(岐阜女子大学特任教授)
1.何を学ぶか
人工超知能(ASI)が現実となる近未来を見据え、人間がAIに依存せず主導権を握るための新たな教育のあり方を提唱しています。技術革新によりAIが人間の知能を凌駕する中、論理的思考や倫理観、突発的な問題への解決能力といった人間特有の強みを磨くことが重要視されています。また、複数のAIによる多数決システムや、文化遺産を次世代へ繋ぐデジタル文化遺伝子の概念など、AIと共存する社会の具体的な仕組みが解説されています。最終的には、AIを教育やインフラの効率化に活用しつつも、最終的な意思決定を人間が行う「AIを超える世代」の育成が、社会の発展に不可欠であると結論付けています。
2.学修到達目標
① マルチモーダル生成AIから発展した2種の「超AI」を説明できる。
② 「AIを超える世代教育」の狙いと授業の仕方を説明できる。
③ 超AIとデジタルアーカイブの役割を説明できる。
3.課題
① 超AIとデジタルアーカイブを活用してどんな社会、そしてどんな未来を実現したいかを考察し、あなたの考えを800字以内で説明しなさい。
② 人工超知能が登場する時代において教育が果たすべき核心的な役割は何ですか。
③ 「AIを超える世代教育」において重視される人間固有の能力は何か。
④ 超AI時代にペーパーテストが重要視される理由は何か。
4.プレゼン資料
【AIプレゼン】
5.動画資料
【AI動画】
6.テキスト
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