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智慧教育的未来:机器教学,教师育

2020-02-14 16:11:31  来源:环球科学

摘要:教是教学,育是育人,两者缺一不可。未来,教学会越来越多被机器所替代。老师将更多成为人生的导师而不是某一学科的专家。
关键词: 智慧教育
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  经过数年的发展与应用,AI已渗透到校内教学、考试、管理与校外测、教、学、练、辅的方方面面,旨在提高教学效率与教学体验。
 
  7月12日-14日,2019年全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR)正式召开,该峰会由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办,深圳市人工智能与机器人研究院协办。会上,腾讯教育AI教育总经理关俊辉、乂学教育-松鼠AI联合创始人兼首席科学家崔炜、商汤科技教育事业部总经理兼香港公司总经理尚海龙、好未来AI实验室负责人刘子韬、科大讯飞北京研究院副院长付瑞吉等嘉宾分享了人工智能在教育领域的应用,数位嘉宾于会后接受了《环球科学》等媒体的采访。
 
  “整体来说,人工智能教育还处在比较简单的阶段。AI技术在提升考试成绩方面可能有效果,但从整体教育愿景来看,还没有那么成熟。” 腾讯教育AI教育总经理关俊辉说。
 
  教育千人千面
 
  在智慧教育提升学生学习效率的应用场景中,自适应学习最为典型。
 
  “现在大部分的教育都是千人一面的教育,所有的学生都是借助一种线性的学习方式,每个学生学习的知识点的数量,在不同的知识点上花的时间都是一样的,但每个孩子都是不同的,”乂学教育-松鼠AI联合创始人崔炜在会上演讲,“乂学松鼠AI最主要就是要解决个性化学习的问题。基于人工智能自适应学习的技术,把过去千人一面的教育转变成千人千面。”
 
  崔炜指出,对一个真人老师来说,他必须对这个学生非常了解,对学习的知识体系非常熟悉,才能很好地发现这个学生问题。而AI的技术应用就在于此,松鼠AI能依靠知识图谱、知识空间理论和信息论的技术模拟老师丰富的知识经验并对学生知识漏洞进行诊断。
 
  自适应学习的运作过程是这样的:学生参加自适应的测试,系统在知识空间里定位学生知识点漏洞,AI算法依据学生能力水平和兴趣点为学生定制化学习的路径——分配学习时间、学习内容的难度、做题的数量,动态跟踪学生学习目标与进展。
 
  于是,学生可以脱离一味的题海战术,避免对熟悉内容的重复练习,有针对性的查漏补缺,最终达到高效、个性化学习的效果。
 
  这套AI系统里最重要的是智能推荐引擎。在推荐引擎领域大家最熟悉的算法是协同过滤算法,然而教育领域的算法原理是完全不一样的。
 
  “我们要确保学生看了推荐的题和视频之后能得到提升,否则推荐是没有效果的,”崔炜说,“过去机器学习的过滤是类似用户行为的推荐,但在教育的领域,每个人学习状况也许类似,但是他们对知识点掌握的程度是不一样的。”
 
  “知识点的数量非常庞大。就整个初中数学来讲,知识点可以拆分成3万多个。”崔炜告诉《环球科学》,“我们还做了思想、能力、方法的拆解和错因分析。”
 
  个性化学习也是科大讯飞今年的发展重点。不过,科大讯飞北京研究院副院长付瑞吉指出,虽然说智能教育在某些点上已经成熟,但说总体成熟还太早。
 
  付瑞吉说,目前自适应学习练题能进行知识性的问答,比如问中国面积有多大,但机器本身做不到逻辑推理。另一方面,好的老师在情感培养方面也能对学生产生影响,而??机器在表达自己的情感与捕捉学生情感的能力方面还有很长的路要走。
 
  “最终希望学生都能快乐学习,”付瑞吉说,“使学生除了课业上的事情,还有更多的时间做自己爱好的事情。”
 
  赋能老师
 
  在教育领域,AI除了千人千面地提高学生的学习效率,还可以提高老师的教学效率,包括智能组卷、自动录题、学生状态智能监控、智能评阅等。
 
  “上课提效方面,我们通过AI运营管理赋能我们的老师。??老师类型包括招生老师、教学老师、做内容的老师等,根据老师工种的不同,??从不同维度帮他们提效。”好未来AI实验室负责人刘子韬告诉《环球科学》。
 
  7月18日,好未来发布MAGIC MIRROR魔镜系统,利用图像和语音识别技术,将教学过程数据化,让教学效果能够被测量。
 
  测量过程运用的是多模态的数据收集,可把声音识别缺陷用图像识别来弥补从而使AI在单项技术不够成熟的阶段实现应用落地。
 
  测量后,魔镜根据老师上课的音视频信息,通过AI技术建立标准化的课堂质量评价体系,并在课程结束后生成质量分析报告。报告从教师讲课效果与学生听课效果两方面,综合衡量课的质量,帮助老师及时复盘。
 
  好未来还推出了的智慧课堂产品WISROOM,能通过人脸检测、人脸识别、表情识别、姿态识别等技术,了解每一位学生的课堂参与度,为每位学生提供个性化辅导。
 
  “我们希望让AI与老师互相配合,让老师从繁重低效的工作中解放出来,去做更有人文关怀、更有创造力的事情。”好未来CEO张邦鑫说。
 
  此外,AI在智能评阅方面也不断突破,2016年科大讯飞与教育部考试中心成立联合实验室,推进语音识别、手写识别、自然语言处理、智能评测、机器翻译等技术在教育领域的应用。
 
  “我们的智能评阅输入就是扫描或者拍照的图片,评阅对书写质量有评价,对图文识别以后的语义层面也有评价,综合出来跟人工很像。”科大讯飞北京研究院副院长付瑞吉说。
 
  智能评阅里最难的是作文的评分。付瑞吉介绍,AI在几项特征识别方面已达到使用水平:议论文篇章结构分析——通过整篇文章句子集的关联性,会识别论点、分论点、主旨、事实论据;表达方式方面,通过多标签训练标注的方法对记叙、抒情、议论、描写等表达方式的识别达到了使用的水平等。
 
  在考试中,智能评阅还能进行作文相似形的检测,即抄袭的检测,这在大型考试里很难人工判断。
 
  不过,作文的意境还需要老师的批改。
 
  智能评阅有两大应用场景,在高利害的考试(中考、高考、会考等大规模考试)做质检(评分质检,校检人工的错误),在低利害的考试替代一评(节省人工成本)。
 
  AI教育是素质教育
 
  当AI逐渐成为各领域的基础设施,AI人才的培养也成了这些AI头部公司的关注对象。
 
  商汤科技教育事业部总经理尚海龙指出,商汤和多家知名的大学成立了联合实验室来共同培养AI人才,但意识到从大学开始抓已经有点晚了,“他们不具备基础的能力,然后花很多的时间补基础的课程得不偿失,所以又关注到从K12到大学到研究生,??甚至博士博士后培养。”
 
  “今天中国100个学生只有6个学生会编程,而在美国超过60个学生。信息时代的成功源于中小学的准备,为AI准备的STEAM教育成为美国非常响亮的Slogan(口号),奥巴马工作非常繁忙也会抽出一天与学生参与编程,特朗普出台的白宫文件都是推进编程AI普及化的教育。”尚海龙说。
 
  于是,K12学生的编程教育成了商汤科技的关注重点。2018年4月,由华东师范大学慕课中心、商汤科技、6所上海知名高中优秀教师共同编著的《人工智能基础(高中版)》教材正式发布,上线至今教材销量超过20万。
 
  “我们不希望学AI的学生都成为算法专家或是做开发,而是不管你做任何的岗位、工作都需要了解一些AI的素养和知识,用AI的思维帮到专业、学科以及未来的职业道路。我们可以说很多AI不会取代什么,但是会AI的谁谁会取代不会AI的谁谁,商汤的人工智能+教育最重要的是把人工智能当成重要的素养教给学生。”尚海龙说。
 
  在智能教育未来的宏大蓝图里,“教是教学,育是育人,两者缺一不可。教学会越来越多被机器所替代,育人更多是人生观、世界观。老师将更多成为人生的导师而不是某一学科的专家。”崔炜说。

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