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报告解读 | AI+教育?发现教育新的可能性
发布日期:2021-04-15    来源:好未来教育研究院官微    分享到:

编者按

近年来,中国高度重视人工智能对教育的深刻影响,积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新,充分发挥人工智能优势,加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。

 

联合国教科文组织近日出版了《AI与教育:给政策制定者的建议》,肯定了中国在人工智能与教育融合领域的迅速发展与具体实践,好未来以及其他一些典型的模式、代表性的案例纳入其中。好未来特地进行了组织编译并分期刊出,供大家参考,以期进一步落实“把握全球人工智能发展态势,找准突破口和主攻方向,培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才,是教育的重要使命”指示精神。

 

早在20世纪70年代,人工智能技术便已经被引入教育领域。经过数十年的发展,“AI+教育”在教学与教研、学习与评测以及教学管理等诸多领域已然取得了许多实质性的进展:

 

01

AI应用于教学与教研领域

 

教学与教研是人工智能与教育融合的重要领域,通过应用人工智能技术,教师可以从一些基础性的日常工作中解放出来,例如评分、判断抄袭、给予反馈等等,从而减轻教师负担,提升教学效果。

 

AI驱动的论坛管理

 

目前,很多的在线课程会设置非实时回复的论坛或讨论区。学生会在论坛上回答给定的问题,查询下载学习资料以及开展合作学习。但这些论坛上的信息一般非常杂乱且数量巨大,仅靠教师或助教处理十分繁琐且效率低下。人工智能在解决这类论坛的管理问题上已经做了很多有益的尝试:对论坛上的帖子进行分类,并自动回应简单的发帖;合并提出重复问题的发帖;识别显示负面情绪状态的帖子,进而帮助教师更好地了解学生的意见和状态。美国乔治亚理工学院研发的AI教学助手”Jill Watson“能自动处理一些简单的问题(例如什么时候提交作业),并且可以把更加复杂的问题发送给真人助教。

 

AI-真人“双师课堂”模式

 

近年来,“双师课堂”模式已经得到了较为广泛的应用。在这种模式中,水平相对较高的专业教师以直播的方式给处在多个地方的学生同时授课,经验相对欠缺的当地辅导老师则负责给学生提供额外的指导。在未来,AI助教可能会在双师课堂中发挥更大的作用:例如掌握学生表现、跟进任务实施进度等等。教什么和怎样教仍然由教师决定,人工智能工具仅仅是让教师的工作变得更加轻松。好未来“乐外教Al课堂”是AI双师课堂模式的典型实例。乐外教从激发英语学习兴趣和培养孩子成就感等科学的教育理念入手,融入AI技术,打造每人每分钟3.75次互动的沉浸式课堂,提供精准度达95%的智能口语评测反馈,且每个孩子都拥有专属的关注和5次/节课的针对性反馈。

 

02

AI应用于学习与评测领域

 

人工智能进入学习与评测领域将有可能为每个学习者提供高质量、个性化、全天候的终身学习机会,并且可以实时监测评估学习过程,从而实现高效学习。以下是几个具体的应用实例:

 

智能教学系统

 

基于学科特点和认知科学的专业知识,智能教学系统(intelligent tutoring system,即ITS)可以通过分析学习者的错题数据和成功经验,计算出掌握某个知识点的最佳路径,并为学习者提供个性化的循序渐进的指导。在实际的学习过程中,ITS可以利用知识追踪和机器学习自动调整题目难度并根据每个学习者的特点提供适合其自身水平的指导。一些ITS甚至可以通过相应的数据指标来抓取和分析学习者的注意力集中程度,并根据学习者状态改变教学的方式和内容。全球目前有60多个商业ITS系统,例如Alef、ALEKS、Byjus、Mathia、 Qubena、Riiid、and Squirrel AI。

 

基于对话的教学系统

 

基于对话的教学系统(dialogue-based tutoring system, 即DBTS)通过自然语言进程等人工智能技术,自动生成启发性的问题,并与学习者进行实时对话。在对话过程中,DBTS会引导学习者自己发现某个问题的解决方案,而不仅仅是被动地接受既有答案。DBTS如同一位苏格拉底式的智者,温和地向学习者提出一个又一个问题,鼓励学习者进行自主思考,耐心听取学习者可能并不成熟的见解,并通过下一个问题让学习者自行发现自身的不足之处并做出改进。相较于ITS,DBTS的普及率相对较低,大多应用于学术研究项目之中,IBM公司和培生(Pearson)教育公司共同开发的Watson Tutor是其中相对成熟的商用DTBS产品。

 

基于AI的阅读和语言学习

 

人工智能技术中的语言识别技术可以将学习者的发音与系统中母语者的标准读音做对比,并自动生成反馈,从而帮助学习者改善其自身发音。与此同时,一些基于人工智能的自动翻译软件让来自不同语言背景的人实现自由交流成为可能。好未来自主研发的“AI老师普通话教学”智能系统就是人工智能应用于阅读和语言学习领域的优秀案例,这一案例也被收入了联合国教科文组织《AI与教育:给政策制定者的建议》报告之中。这一系统深度融合语音识别、语音测评等技术,能够实时对孩子的普通话发音进行智能评测和纠正,还能教孩子学习拼音、词汇、语法等,让昭觉县彝族孩子们“学好普通话,走出大山”的梦想成为现实。

 

教育向虚拟现实和增强现实技术

 

机器学习和其他人工智能技术经常与虚拟现实(Virtual Reality)和增强现实技术(Augmented Reality)相结合,通过打造沉浸式的学习环境为学习者提供更好的学习体验。例如,在K12阶段,人工智能就可以通过构造月球表面、火山内部等虚拟环境来调动学习者的积极性,帮助学习者更好掌握天文、地理等学科的知识。融入VR和AR的教育科技产品包括Blippar、EonReality、Google Education、NeoBea和VR Monkey。

 

其他“AI+教育”应用产品

 

人工智能与教育在学习与评测领域的融合还催生了许多其他的教育科技产品:写作自动评估(automated writing evaluation)、智能机器人(smart roberts)、虚拟教学对象(teachable agents)、学习网络协调(learning network orchestrators)以及基于AI的合作学习(AI-enabled collabrotive learning)等

 

03

AI应用于教育管理领域

 

教学与教研是人工智能与教育融合的重要领域,通过应用人工智能技术,教师可以从一些基础性的日常工作中解放出来,例如评分、判断抄袭、给予反馈等等,从而减轻教师负担,提升教学效果。

 

AI应用于教育管理的具体案例

 

除了直接应用于教学与学习过程,人工智能技术还可以通过分析教学管理系统产生的海量大数据(例如招生情况、课表编制、考试安排、教师选聘、出勤数据习作)来为教师和学校管理者提供建议和决策支持,进而为教育赋能。例如,目前的人工智能技术已经能够根据教学安排自动编制课表和考试时间表,智能协调教学时间和授课教室,并且可以基于学生的选课情况形成个性的专属课表。英国开放大学自主研发的OU Analyse系统、美国的ALP系统以及UniTime项目都是AI应用于教育管理领域的具体实例。

 

尽管人工智能与教育的融合已经取得了较为丰富的实践经验和阶段性成果,但利用人工智能技术实现教育的可持续性发展仍然面临诸多挑战与风险,例如如何应对技术伦理问题?人工智能的应用会对教师角色产生什么影响?人工智能技术又是否会影响教育公平?

 


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