人工智能能改善教育吗?4种潜在应用场景

AI systems are already altering the world of education
AI systems are already altering the world of educationImage: Brooke Cagle on Unsplash
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  • 人工智能系统已经在改变教育世界,一位读写教育教授表示,它们可以通过多种方式帮助学生学习。

  • 例如,提供实时的个别反馈;对于有20名或更多学生的班级,教师很难做到这一点。

  • 为每位学生量身定制的“智能教科书”也有望成为现实。

随着人工智能系统在日常生活中扮演越来越重要的角色,它们也在改变教育世界。

OpenAI 的 ChatGPT,微软的 Bing和谷歌的 Bard都同时带来风险与机遇。

我是一名读写教育工作者和研究人员,以下是我认为这类系统可以帮助学生学习的四种方式。

1. 差异化教学

教师接受培训,学习如何识别班上所有学生的学习目标,并根据每位学生的具体需求调整教学。但在一个有20名或更多学生的教室里,完全量身定制课程并不总是现实。每个人的学习方式都不同。

人工智能系统可以观察学生完成指定任务的过程、所花时间以及是否成功。如果学生遇到困难,系统可以提供帮助;如果学生进展顺利,系统可以布置更难的任务,让活动继续保持挑战性。

这种实时反馈往往很难由教育工作者或学校针对单个学生提供,更不用说整个班级或校园了。人工智能自适应学习工具已被证明能够快速、动态地调整学习环境、内容和任务,帮助个人学得更多并迅速进步。

例如,卡内基梅隆大学人机交互研究所的研究人员教会一个系统如何解答数学问题。该系统可以遵循人类监督者的指示,理解数学规则,并调整解题方法,以应对从未见过的问题。系统还可以找出自己在得出正确答案前需要多次尝试的环节,将这些环节标记出来,提醒教师人类学生可能会在此感到困惑,并指出系统采用的、更高效地得出正确答案的方法。

2. 智能教科书

斯坦福大学的研究人员一直在开发并测试一种名为“智能教科书”的原型,名为“Inquire”。这是一款 iPad 应用,通过关注学生与应用的互动来监测他们阅读时的专注程度。互动文本中包含关键词释义,轻触或点击即可查看;学生还可以在阅读时标记重点并添加注释。

这款教科书还可以针对每位学生,推荐有关内容的问题以及供后续探究的主题。它可以调整文本的阅读难度,也可以加入补充照片、视频和材料,帮助学生理解所学内容。

3. 改进评估

教育评估关注的是教育工作者如何判断学生是否学会了所教内容。传统评估方式——论文、多项选择题、简答题——与一个世纪前相比变化甚微。人工智能有望改变这一现状,通过识别学习中的规律,揭示个别教师或管理人员可能看不到的模式。

例如,语言学习公司多邻国利用人工智能和机器学习为大学、企业和政府机构设计并评分英语水平测试。测试从一系列标准问题开始,但系统会根据学生的答题表现选择更难或更简单的问题,从而更快地准确识别学生的能力和弱项。

另一个评估项目Reach Every Reader由哈佛大学教育研究生院、麻省理工学院和佛罗里达州立大学的团队负责,开发教育游戏,让家长在教孩子阅读时与他们一起玩。一些游戏会让成人和儿童根据现实生活中的情境扮演不同角色。

这些游戏可以帮助家长和教师高效判断孩子的阅读水平是否符合其年级要求,并在不符合时帮助他们跟上进度。

4. 个性化学习

个性化学习是指由学生的兴趣和目标引导学习的方式。教师更多扮演引导者的角色,而学习什么、为什么学以及如何学主要由学生决定。人工智能系统可以提供个性化教学,以契合每位学生的个人兴趣。

人工智能自适应学习系统可以快速识别学生何时遇到困难,并提供更多或不同的支持,帮助他们取得成功。当学生展现出已掌握相关内容或技能时,人工智能工具会提供更难的任务和材料,进一步激发学习者迎接挑战。

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聊天机器人已被用于回应文字或语音输入。许多人会在向 Alexa 或 Siri 提问时与聊天机器人互动。在教育领域,配备人工智能系统的聊天机器人可以为学生提供个性化、及时的反馈或帮助。这些聊天机器人可以回答有关课程内容或结构的问题,帮助学生跟踪自己的学习进度,同时保持学习动力和参与度。

就像自动生成的音乐或视频推荐播放列表一样,人工智能驱动的推荐系统可以生成量身定制的评估问题、发现理解上的偏差,并为学习者推荐新的探索领域。这些人工智能技术有望帮助当下和未来的学习者。

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