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AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

本文作者: 德江 2019-05-25 14:38
導語:未來十年,AI繼續(xù)對教育產生重要影響。

雷鋒網消息,5月24日,第三屆AIAED全球AI智適應教育峰會在北京舉行。在會上,第三屆AIAED主席、CMU計算機學院院長Tom Mitchell、乂學教育—松鼠AI創(chuàng)始人栗浩洋、好未來集團CTO黃琰等從不同角度談及AI如何在教育中發(fā)揮作用。

Tom Mitchell認為未來的十年,AI將會繼續(xù)影響教育,機器學習將會對智適應教育產生重要影響,例如通過機器模擬人的學習狀態(tài)來獲取數據,從而適度擺脫對人類數據的依賴;松鼠AI創(chuàng)始人栗浩洋從三個層面介紹了松鼠AI老師的架構,并指出知識地圖和錯因分析在教育減負上的應用;好未來CTO 黃琰認為,AI+教育已經進入2.0時代,AI也會促使教育培養(yǎng)目標從改變命運到提升幸福的轉變。

以下是三位嘉賓在AIAED峰會上的演講內容,雷鋒網對演講內容進行了適當刪減。

“機器學習教父”Tom Mitchell:未來十年將是AI影響教育的十年

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

第三屆AIAED主席、CMU計算機學院院長Tom Mitchell

“機器學習教父”Tom Mitchell首先演講,演講內容主要是圍繞AI的發(fā)展如何影響教育。

“未來的十年將是AI影響教育的十年?!?/p>

Tom Mitchell表示這是個人看法,因為他已經在AI領域工作了幾十年,做了很多AI相關的應用,包括在機器、醫(yī)療和數據采集商的應用。但在他看來,未來十年,將AI技術應用到教育上,這是最讓他感到興奮的,所以他現在也把自己的很多研究放到了AI教育應用上。關于原因,他總結了三條。

第一個原因,個性化教學帶來了重大益處。他們發(fā)現,在一般的教學場景中,只要獲得了個性化指導的學生,與對照組相比,學生的分數會得到90%的提升,這是非常重要的個性化指導的益處。

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

第二高原因,已經證明了以電腦為基礎的教學之價值。如今,很多公司能夠提供各種各樣以電腦為驅動的教學服務和課程,例如數學、化學和物理,還有一些文科課程,電腦可以幫助我們提高教學質量。

Tom Mitchell拿卡內基梅隆大學的系統(tǒng)舉例,代數老師可以通過系統(tǒng)看到,系統(tǒng)中藍色曲線代表的是使用電腦來指導學習代數的學生,綠色代的是用一般方法學習代數的學生,然后藍色的這些學生得分更高。所以,不單單是對人的個性化教育,能夠為學生帶來很大改善,用電腦來指導學習,也可以在學科中的得分得到極大提升。

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

Tom Mitchell表示,目前來看教育還有很大提升空間,所以他們有動力來研究借助AI為人們進一步開發(fā)基于電腦的教學指導。

第三個原因,過去十年,AI技術正在快速發(fā)展。電腦可以幫助我們更好的識別圖像和人臉、把語言轉化成文字等等,這些技術都是現成的。他認為,未來十年,這個發(fā)展趨勢還會繼續(xù)延續(xù)。

基于這三點原因,Tom Mitchell認為,AI能夠讓學生的分數提高兩個等級,還能幫助老師進一步輔助學生進步?;谶@三點原因,加上AI技術飛快發(fā)展,Tom Mitchell最終決定投身于AI+教育的研究上。

關于新技術如何改善自適應教學,他認為對話系統(tǒng)很適合自適應教育,雖然現在的對話系統(tǒng)相對簡單,隨著技術發(fā)展對話系統(tǒng)還有很大進步空間,將有助于老師和學生進行更開放的討論。大腦科學同樣是一種非常重要的能夠影響智適應的技術,例如大腦成像技術,檢測腦電波顯示大腦活動,預計能夠非常靈敏追蹤學生的情感狀況,判斷學生是否真正了解這個知識。此外,機器學習和虛擬現實也是非常重要的技術,對智適應教學的未來也非常重要。

那么如何在智適應上影響教學?

Tom Mitchell認為第一個是機器學習。不管是宏觀還是微觀層面,學生在都能夠基于教學系統(tǒng)完成不同的任務獲得不同的答案,系統(tǒng)可以顯示學生的錯誤并糾正,知道學生的學習軌跡,也能掌握學生的情感狀況,這才是我們所說的智適應教育的意義所在,就是能夠理解學生目前的狀態(tài)。

在智適應教育當中,機器學習應該在每個學科領域都有一種功能,去了解學生的狀態(tài),機器學習能夠自己發(fā)現這個功能是什么,這樣就不必把它嵌入永遠的模式當中,我們可以用機器學習來不斷的修改它,這是機器學習在其中的核心作用。

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

還有一點,現在有很多人在研究強化學習,就是讓機器來模擬人學習做不同的任務,從而用機器學習的數據來開發(fā)強化學習算法,因而就不會那么依賴人類的數據。

關于未來智適應教育的最大障礙是什么?Tom Mitchell表示他也不知道答案是什么,但他認為最大的一個問題就是我們現在還沒有太多的觀察能力,沒有特別好的進行學習者觀察,沒法非常好地說明學生的學習狀態(tài)到底是什么樣,這在未來非常重要,所以我們學習用圖像、表情識別跟蹤分析來解決這個問題。

還有一個問題,就是沒有足夠的數據幫助系統(tǒng)選擇最佳的輔導策略,我們不知道該如何有效激勵學生,而且人機交互是比較低效的,尤其是與人人交互相比,所以機器指導學習是不是會有上限,這些也是我們提出來希望和大家討論的問題。

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

關于未來,Tom Mitchell認為有兩個非常重要的方向,一是更廣泛,二是更協(xié)調。更廣泛是指,如今有更多的學科領域可以參與進來,扮演重要角色,幫助實現智適應教育(不單是AI學科),這意味著我們需要把所有領域的專家都邀請進來。更協(xié)調是指,我們不應該只是做單項研究,而是要進行更多的信息和數據分享,例如在開源軟件分享上,還要建立標準數據格式及其他AI標準,就可以為智適應教學提供重要資源和幫助。

最后,Tom Mitchell表示,教育領域的全球合作是非常重要的,也是唯一理性的解決辦法,我們提升的速度、共同努力的速度越快,那么我們的目標實現就越快。

松鼠AI創(chuàng)始人栗浩洋:AI智適應技術如何升級換代教育產業(yè)

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松鼠AI創(chuàng)始人 栗浩洋

隨后,松鼠AI創(chuàng)始人栗浩洋上臺進行演講。他認為,幾百年來科技對各個領域產生了很大改變,科技對交通和通信的改變巨大,但對教育的真正改變甚少。在人工智能領域,人們對視覺識別、NLP投入大量的人力、財力,發(fā)表了大量論文,但人工智能在教育里的真正應用卻很少。

栗浩洋表示,AI教育在全球發(fā)展非常迅速,但在國內卻很少有人知道和關注。他舉例說道,美國已經有40多家AI智適應教育公司,例如Knewton累計融資1.8億美元,用戶超過1500萬;阿聯(lián)酋有1家做了4年的AI教育公司Alef Education,在當地已經有了25000名學生,相比于阿聯(lián)酋的學生數,這已經是非常大的數字;印度有一家估值54億美金的教育公司Byjus,做智適應教育已有10年,但中國的AI智適應教育才剛剛開始。

他表示,傳統(tǒng)的教育就像中醫(yī),老師“望聞問切”,講完就結束,整個過程像個黑匣子,大家什么數據也沒有得到。但是通過AI智適應的教育,就能及時了解每個學生學習的終身數據,這些數據對于機構幫助學生學習,對于學生了解自己,都有巨大的價值。

他列舉了松鼠AI目前的一些數據,松鼠AI目前已在國內20多個省,200多城市,有了1900多家學校,這個數字還在以每月100多家增長,注冊用戶超過200萬。其中,今年第一季度付費用戶(1年1-2千美金)比去年同期增長了14倍。同時,栗浩洋宣布松鼠AI與卡內基梅隆大學聯(lián)合建立實驗室,并與斯坦福國際研究院聯(lián)合建立人工智能自適應學習聯(lián)合實驗室。

栗浩洋介紹了松鼠AI老師的引擎架構。松鼠AI老師引擎架構總共分為三層,第一層是本體層,里面主要是內容包括學習地圖、知識地圖等;第二層是算法層,里面有推薦引擎,有學生的用戶畫像引擎,有目標管理引擎等;第三層是一個交互系統(tǒng),這個系統(tǒng)是關于機器如何與人進行交互的,在2019年之前,松鼠AI的交互系統(tǒng)更多是通過視頻、題目及一些簡單的互動和人交互,未來松鼠AI希望發(fā)展更多的人機交互方式,使得學生與機器互動更加順暢。

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

栗浩洋表示,有了知識地圖,才能對學生進行對癥下藥,才能實現國家提倡的給學生減負。應試教育下,學生通過刷海量的題來訓練對知識點的掌握,如果不通過科技和AI的力量,這種題海戰(zhàn)術還是無法解決。所以,知識地圖就是要試圖解決這個問題。通過知識地圖檢測,我們不僅要能區(qū)分孩子是學霸或是學渣,而是要看孩子大腦里對每個知識點的了解情況,是真正懂了,是掌握的一般,還是根本沒有理解。

當智適應系統(tǒng)能對學生知識點掌握的情況進行判斷,才能幫助學生實現“那里不會學哪里”。學生只需要去學不會的知識點即可,能考95分的孩子,只去學剩下的5%的知識點,而不是再盲目的刷題海。

本體層中,松鼠AI針對知識地圖做了一個超級納米知識點拆分。他表示,整個對知識點的拆分細膩度超過了Knewton和Aleks的5-10倍。至于為何這樣細致的拆分,他解釋說就像把相機像素從400萬拉到4000萬像素一樣,當知識點做的越細膩,對于學生知識點掌握的診斷也就會越精準。

同時,栗浩洋也介紹了從去年到今年,松鼠AI做的一個最新研究成果——錯因分析。他表示,之所以研發(fā)這個技術,是因為他們發(fā)現,就算學生掌握了所有知識點,仍舊在做題中出現很多錯誤,這就是錯因,例如粗心、慣性思維、審題不清等等,因此,借助系統(tǒng)他們能夠告知孩子,不是知識點掌握問題,而是沒有找對錯因,找對了錯因就不需要做很多無用功。

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

當他們把常見錯因總結出來,就可以覆蓋30%—40%的問題。如果沒有錯因分析,就很難去做個性化教育,當找到各種學生的錯因類型,就可以針對性地去推薦不同的學習和錯因視頻分析。

在實現對孩子用戶畫像和學習狀態(tài)的了解后,栗浩洋表示,松鼠AI還要能夠像今日頭條一樣去給學生做推薦。他認為,與今日頭條的算法相比,松鼠AI的算法難度更大。因為頭條只要給你推薦合適的內容就成功了,但是松鼠AI還要保證學生能夠掌握這個內容,對于他們來說,學生沒有掌握學會,這個推薦就是失敗的。所以他們還要開發(fā)一個預測引擎,Tom Mitchell建議要不斷采集更多的數據包括孩子的表情、動作等各方面的數據,這樣能夠更快優(yōu)化松鼠AI的算法。

好未來CTO 黃琰:AI+教育已經進入2.0解決方案時代

AI如何改變教育?機器學習教父、好未來、松鼠AI等大佬有話說

好未來CTO 黃琰

此外,好未來CTO 黃琰上臺分享了好未來對于AI與教育結合的一些思考。

據黃琰介紹,好未來每年在技術上的投入超過10億,目前擁有4000研發(fā)人員,校企合作實驗室4家。關于國內AI教育發(fā)展現狀,他認為,國內最近5年內,不缺AI和教育,但缺少將AI與教育連接起來的“+”號。

關于AI+教育,黃琰從四個角度談了自己的看法。

1、AI+教育已經進入2.0解決方案時代。1.0時代是功能組件階段,AI+教育主要是拍照判題、語音評測和人臉簽到等應用。2.0時代進入解決方案階段,AI+教育主要是智慧課堂、AI在線教育等應用。

2、中國AI+教育具備全球領先的機會。天時,國家、教育部政策積極推動中國教育現代化2035;地利,國內擁有龐大的教育需求及海量的教學數據;人和,大量計算機人才,未來人才基礎廣闊。

3、AI將成為教育的第四極。他表示,最近幾年,他總會不可避免陷入討論一個話題就是,AI是否會取代老師。他認為,這個話題不會是取代和不會取代這樣簡單粗暴的答案,人們需要深刻思考AI在現在和未來的教育過程中將會扮演什么角色。未來,AI、學生、老師,可能是一個相互依存的關系,家長需要AI幫助自己,學生可以做智適應的題目,老師會有輔助教學的AI助手,AI在其中密不可分。

4、AI將帶來培養(yǎng)目標的變化,從教育改變命運到教育獲得幸福。過去,人們學習的第一目標是抱著“教育改變命運”,但到了如今2019年這個時候,這個目標就并不適合每個人了。如今的學習更多是人們獲得幸?;蛘吒淖兪澜缰匾緩?。AI就可以幫助孩子發(fā)現興趣及長處所在,并不一定是為了提分,當孩子發(fā)現技術可以幫助不斷認識自己時,學習和求知的喜悅感是遠遠超過從前的。(雷鋒網雷鋒網雷鋒網)

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