人工智能在教育领域如何利用?

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人工智能在教育领域的应用主要有以下7个方面。这方面的创新刚刚开始,科学家和创业者不仅应该关心机器的能力,而应更在乎我们自身的能力。

 

自动批改作业

语音识别和语义分析使得自动批改作业成为可能。数学等学科的自动批改作业相对容易,但是,作文的自动批改已经开始了,老师和助教的效率正在大大提高。

个性化学习

大数据可以描述每个学生的学习特性,根据伦敦的一个研究机构的分析,人们的学习方法可以分为70种。某机构的机器人已经积累了一千三百万学生所做过的8亿道题,为个性化教学提供了充分的依据。如果说今天课堂教学的主流方法是“从原理到应用”,那么机器人教学的方法是“从案例到原理”,并且是同时学习多个案例。那么“从案例到原理”的学习方法对同学有效吗?事实证明,很多被原理绊脚的学生更适应于“从案例到原理”的学习方法。

智能辅导系统(ITS)

人工智能在这个领域的应用已经有长足的进步,也展示出明显的效果。例如可汗学院(KHAN ACADEMY),它是一个优秀的智能辅导系统,帮助我们学习数学、科学、人文科学和计算机科学。值得一提的是,可汗学院的创始人拒绝了风险投资人的投资建议,坚持要把可汗学院办成非赢利企业。学者将ITS和课堂一对多教学以及一对一的老师辅导进行对比,结果令人振奋: ITS的效果比课堂教学好很多,和老师的一对一辅导的效果相似。

互动学习环境(ILE)

互动学习环境与智能辅导系统的区别在于四方面:更多建设性学习(或者说学生自己决定学习科题),学生更主动,更多个性化,以及学生收到更多反馈。

通过仿真游戏学习

目前最成功的仿真是飞行模拟器。据悉,在模拟机上飞行和真机没有两样,只是训练更加便捷,例如FMX就是一款经过美国FAA认证,价值几千万美金的模拟机。出于对环境的保护,使用Catchment Simulation 仿真软件可以学习水文和水利;在模拟股市中可以使用虚拟货币进行交易等。其实,人的能力大概分为三种:分析能力(一种在书本和课堂中能够学到的能力),实践能力(一种只能在生活中培养的能力),以及创造能力(一种上天赋予的能力)。今天,因为实践的机会极少,人们的实践能力越来越弱,仿真可以多少弥补一些实践能力。

对教学体系进行反馈和评测。

鉴于教育是各行各业发展的必要基础,因此AI在该领域可能会释放自己最大的潜力。

关键趋势

教育市场的三大主要部分——K-12教育(美国基础教育,从幼儿园到12年级)、高等教育和企业培训都在经历深刻的变革。

在K-12阶段,全新的严格学术标准正在改变教育的聚焦点,学校更加重视学生批判性思维和问题解决能力的培养,这是21世纪学生在进入高校和社会之前的必备品质。

在高等教育阶段,学生被各种学费压得喘不过气的情况正在得以缓解,这一切都要归功于MOOC(大规模在线开放课程)和SPOC(小规模限制性在线课程)的发展。

在企业培训领域,虚拟培训已经成为企业必修课,人力资源部的主要任务已经变成了削减开支和提高员工生产力。

如今,教育产业主要有三种参与者,它们分别是是内容、平台和教育质量评定者,而三者都在经历着一场转变。内容提供商正在经历一场印刷到数字的转变,它们必须抓住MOOC等课程兴起的巨大机遇。教育平台则在进行一场自我改革,它必须根据不同的人群量体裁衣,找到用户最受用的教育方式。教育质量评定者也在应时而动,更加创新的试题形式未来将会替代单调乏味的选题题。

AI到底能起到什么作用?

要论技术的参与程度,教育行业依然是个“发展中国家”。不过,这也是其内生优势之一,因为它可以直接跨入智能手机时代,不需要再经历其他行业经历过的传统基础设施建设过程。

要想推动上述关键趋势尽快落地,教育行业必须涌现更多技术创新。值得注意的是,技术创新也是教育预算缩减和课堂学生人数增多背景下提升教育系统效率和生产力的不二法门,而AI将在其中扮演重要角色。今年,AI将在教育行业全面铺开,其应用如下:

1. AI为学生的作文打分

2. 聊天机器人回答学生的问题

3. 虚拟助手成辅导老师

4. 借助VR和计算机视觉,学生能足不出户接受手把手的实践性教学

5. 教育的模拟化和游戏化,学习效果的分析更加精准

举例来说,对学生学习情况的考核是教育中的重要一环。认知心理学认为最好的考核方式是给学生准备开放性的试题,让他们能用自己的语言对问题进行解答。不过,由于时间和成本问题,这种理想化的考核方式在现实中根本无法大规模铺开,整个教育行业还是固守着沿袭数百年的选择题测试模式。

人工智能在教育领域如何利用?

会话式教育技术

开放性试题的评估是一个自然语言的处理过程,学生的回答有其固有的句法和语义结构,该结构与社交网站上的状态更新和产品评测类似。

因此,只需稍加训练,AI就能像人类一样对学生的回答进行评估,其成本要比靠人打分低得多。美国教育考试服务中心已经在SAT和GRE考试中用上了它,原本两位打分老师中的一位换成了AI。

聊天机器人在在线学习中也将成为“狠角色”,乔治亚理工大学教授已经成功将AI变成自己的教学助手,在课余回答学生的问题。不过,未来这一模式可能会更进一步,提问者变成AI,而学生则负责回答问题,随后AI对学生的问答进行实时评估和反馈,这种方式能显著提高学生对概念的理解。

AI会让教育生态中的所有人受益。通过即时的反馈和引导,学生的学习效果能大幅提高;老师则能借助AI强大的分析能力得到学生学习情况的第一手资料以便制定更有针对性的教学计划;家长能卸下一部分学费负担;学校能扩大高品质教育的覆盖范围;政府则能保证每个人都有学上。

随着学校纷纷触网来降低成本和提升收益,AI在教育行业的应用会越来越广泛。NMC/CoSN(新媒体教育联盟和学校联网联盟)发布的最新K-12教育报告指出,AI和VR将成为未来四到五年内改变教育行业的两项最重要技术。市场研究公司Technavio则表示,未来四年内AI对教育界的“渗透”将不断加强,其年复合增长率将高达39%。

今年,随着AI技术走向舞台中央,会话式教育将成为AI技术的一项重要应用,其影响力可能会超过会话式商务。

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