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当教育遇上人工智能

发布时间:2018-07-25 19:17:25 文章来源:未来智库    
    2017年,中国互联网教育走过录播和直播时代,开始向智能时代迈进
    每天早上,小学四年级学生阳阳(化名)要做的第一件事就是打开电脑,跟着老师做英语朗读练习。这位能与阳阳对话、帮助他纠正发音、给他的阅读打分的英语老师并不是真人,而是一位AI老师。
    近两年,教育领域,类似的AI应用场景越来越多,AI教师的“本领”也越来越强,不仅能借助语音测评技术陪学生做语音跟读练习,还能够协助人类教师批改作业和判卷,甚至完成部分个性化的教学工作。
    作为AI技术落地较早的领域,教育正在发生变化。
    “尤其是在高效学习和个性化教学方面,大数据和人工智能的技术优势已经显现出来。”中国教育科学研究院基础教育研究中心副研究员张杰夫告诉《�t望东方周刊》。 从“听声音”到“看脸色”
    在目前的各种AI教育应用中,以自适应学习指导、语音测评和情绪识别、批改作业较为多见。
    “以AI的语音识别技术为支撑,设计算法,可以进行大数据分析,搭建底层数据库,建立测评常模。”学而思网校AI老师研发部负责人彭守业向《�t望东方周刊》解释道。
    目前学而思网校在其直播系统中嵌入语音测评系统。进入口语练习环节,机器便可以代替教��,带领学生读英语单词和句子,随后打分,还可以自动将学生的“跟读”成绩反馈给主讲教师和辅导老师,以便其安排接下来的教学内容。
    此外,在课后语言练习中还有不同主题的半开放的人机情景对话。“目前系统的反应时间已缩短到2.5秒以内,基本上不会因为对话延迟影响用户体验。”彭守业说。
    2018年6月,学而思网校的AI老师还增加了表情识别功能,借助表情识别和人脸追踪技术,机器能够根据孩子的面部表情和动作变化,分析出其兴奋、专注、分心、离场等不同的学习状态,并输出课堂整体专注力曲线和和个化数据报告。这不仅能帮助远端教师实时了解学生的学习状态,还可以根据班级专注力曲线,调整教学节奏。 神奇的“自适应学习”
    AI技术另一重点是自适应学习系统,即根据自适应原理将知识点进行拆分,重构知识体系,然后由系统引导学生实现自主学习。
    以上海义学教育科技有限公司(以下简称义学教育)的智适应学习系统松鼠AI为例,首先须利用算法对学生作知识点扫描,以便掌握学生的整体学业水平和对各个知识点的掌握程度。扫描完成后,再为学生定制个性化的教学路径,推荐个性化的学习内容。
    为了实现精准扫描,义学教育将学生对每个知识点掌握程度的评估细分为100个层级。“如果按照‘未掌握’‘掌握’‘熟悉’三级粗放分层,就有可能将差5分就能达到掌握水平的孩子,和差20分才能达到掌握水平的孩子归为一类,并推荐相同的学习路径和学习内容。”义学教育董事长栗浩洋向《�t望东方周刊》解释说。
    而要考察学生对500个知识点的掌握情况,系统并不会要求学生像传统测验一样做500道题目,而是根据学生解答前一道题时的正确与否、用时几何等情况,跳跃式地推送下一道题目。
    “一般情况下,系统只需要通过20~30道题目即可完成对500个知识点掌握情况的考察,且精准度要比传统方式更高。”栗浩洋说。
    教学内容则主要包括练习题和由AI老师主讲的教学视频。在这一环节,为了实现AI对人类教师的取代,义学教育组织教育专家和AI专家,把初中数学的5000个知识点拆分至30000个,绘制出了一幅知识地图。
    由于从扫描测评到授课,再到考核都由AI老师主导,系统便可积累大量的连续数据。“在此基础上,它可以通过自我学习和迭代,不断优化和提高教学水平。”栗浩洋表示。 机器怎样批改作文
    批改作业也是目前市场上AI教育的重要应用场景之一。
    据互联网教育研究院院长吕森林介绍,目前在利用AI技术批改主观题目方面,数学科目已经延伸到了初中阶段,英语和语文则集中在小学四年级以前。“因为主观题目的批改涉及语义识别,就目前整体的技术水平而言,实现这一点仍有困难。”吕森林表示。
    但在彭守业看来,即使是主观性最强的作文,真人教师在批改时也会有一定的客观性标准,“我相信,只要有可量化的标准就有实现AI批改的可能”。
    他向本刊记者介绍,目前学而思网校已经初步实现了初中作文的半智能化批改。智能系统会首先根据学生作文中的词汇量、语法、修辞手法运用、引用名言名句数量等可量化的评判标准,对学生的作文进行第一轮打分,然后由真人教师就文章立意、深层逻辑等更主观层面的内容进行打分。
    “现在系统可以识别作文中大部分的错别字和病句。”彭守业说,未来系统通过不断地自我学习和迭代,一定可以向更高年级延伸,帮助老师解决更复杂的教学问题。 比真人教师更懂学情
    一起教育科技是以在线题库起家的互联网教育企业,其人工智能应用则是推送以班级为单位的个性化作业。
    其CEO刘畅介绍说,一起科技在公立学校“布置作业”环节深耕多年,留存了大量数据,通过对海量数据的分析发现,不同地区、学校以及教师的常用题型不同,不同学校不同年级的教学目标也不尽相同。
    以小学英语为例。小学阶段共有200多种英语题型,其中北京海淀区的常考题型有13种,考试的平均难度较顺义区更高。有了这些数据,便能够以班级为单位,对学生的学习水平进行画像,帮助教师推荐适合班级的个性化作业。
    对于同样是初次使用一起科技作业推荐系统的两位教师来说,第一次拿到的作业是相同的,但从第二次开始便不再相同。“系统会根据第一次作业的班级正确率确定第二次的推送内容。正确率越高,下次推送作业的难度就会上升,反之则会降低。”刘畅说。 智商为什么从90提高到120
    在国外,已有一些成熟的智能教学系统投入应用,它们完全不同于目前中国市场上常见的AI教育应用。
    某教育机构学员在体验VR教学
    2010年,张杰夫从南非地区引入一款名为CMI(凯米)的智能教学系统,并在成都地区的多所公立中小学开展教学实验。这款智能教学系统中嵌入了感知能力训练系统。
    心理学有一个观点,感知能力是人类学习的基础。一些孩子在数学学习时总是丢三落四。问题可能出在感知能力上。凯米系统通过数据模型进行测试,找到学生感知方面的弱点,然后推荐相应的学习内容,并对其进行感知能力训练。
    张杰夫举例称,澳大利亚有一个入学智商测试只有90的孩子,使用凯米系统三个月后,智商竟然达到了120的正常水平。
    而来自美国的爱迪乐智能教学系统则在输出知识的同时,培养学生的自信心、专注力、独立性、思考力、积极性、自识力等六大核心素养,提升学生的学习品质。
    张杰夫认为,这些智能教学系统具备个性化、发现式学习和交互式指导,以学生为中心的教育理念,代表着智能教育的发展方向。
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