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人工智能到底能为教育做些什么?

作者郑可乐 文章浏览量: 196 次

12月 2, 2021

人工智能技术可以告诉医生在哪里扫描发现肿瘤,可以帮助军方区分不同的目标车型,同样人工智能也能协助老师回答大量学生的问题。

将人工智能系统和机器学习纳入教育K-12系统相比,我们的经济部门(如军事、医疗保健和高等教育)要发展得更为迅速。

但是,人工智能的许多用途,即使不是专门用于教育,也会激发出K-12系统应用人工智能的很多想法,而且这些想法甚至比想象中更相关。随着COVID-19对传统教育方式的颠覆,旨在模拟人类智能并解决复杂问题的人工智能技术,或许能够帮助应对诸如校车接送和教室社交距离等后勤问题,为不堪重负的教师提供支持,并收集有关远程学习的新信息。

AI技术和系统“就像内燃机一样——你可以用它们来推动很多不同的事情,”匹兹堡卡内基梅隆大学哲学和心理学教授大卫-丹克斯(David Danks)说,他研究认知科学、机器学习,以及AI如何影响人。“一模一样的东西可以用来预测某人是否得了癌症,或者学生是否理解一个概念,或者把某人归类为你要追捕的坏人。”

当然,在思考人工智能在K-12教育中的作用时,有很多潜在的问题。人工智能从输入的数据中学习,如果输入的数据包括错误的数据或应用不当的数据,可能会导致糟糕或有偏见的决策。与此同时,人工智能在K-12教育中的应用也会引起非常严重的数据隐私问题,因为这类技术很可能会被用于个性化教育或为个别学生做出重要决策。

但即使有了这些担忧,人工智能的倡导者们表示,其他部门已经在为如何将这些技术应用于K-12教育领域的教学和学习以及学校的管理提供了经验教训。尤其是在军事、医疗卫生和高等教育领域,情况更是如此。

智能教育在K-12中的应用

在COVID-19疫情期间,当学生返回校园时,人工智能支持的模拟可以用于规划安排日程到确定最有效的社交距离等目的。一些公司已经在利用模拟技术培训教育工作者,以帮助有社会情绪学习和心理健康问题的学生进行辅导。

学区依赖于许多设备——如公交车、电脑、空调系统等等。以人工智能为动力的智能项目已经在一些学校得到应用,以调整建筑操作、降低能源成本、管理维护和维修。

用途广泛:人工智能系统可以优化调度、笔记本电脑的分配、学校食堂自助餐厅操作和公交路线。事实上,波士顿学区使用了一种高科技人工智能系统,简化了公交路线,节省了500多万美元。

由人工智能驱动的程序可以更好地识别学生的风险因素,并推荐更早、更有针对性的学术或心理健康干预措施。其目的不是取代教师的决策,而是节省教师的时间和开阔他们自己的专业知识。

利用大数据和人工智能来发现模式可能也适用于其他情况,比如在学生进入学校之前测量他们的体温以检查是否携带COVID-19,或许能够更迅速地封锁疫情的爆发。

许多教育公司已经在谈论能够帮助学生实现个性化学习体验,但这在大多数地方还只是一个新兴的尝试。一些K-12课程使用人工智能来收集学生行为和学业投入的数据,然后指导学生完成建议的个性化课程。例如,总部位于伦敦的CENTURY Tech公司,利用人工智能平台追踪学生的互动和行为模式以及学习成绩,创建个性化学习路径。

K-12的应用 > Kognito的应用。Kognito有一个为教育工作者设计的产品版本,培训他们使用基于研究的语言和技术,引导学生围绕社交情绪学习和心理健康进行对话。这一技术的扩展版本可以应用于其他领域。目前约有15,000所K-12学校可以使用Kognito模拟教学。

同样适用于学校和地区。以人工智能为动力的项目可以更准确地预测学校和地区需要哪些物资以及更准确地预测需求,分析预算趋势,并确定在可节省资金领域的支出模式,特别是考虑到K-12的预算可能会大幅削减,因为经济正在艰难应对COVID-19。

以下是K-12教育工作者、政策制定者和规划人员可以从这三个方面学习的内容:

远程学习

如果教师实时掌握了更多信息,了解学生在网上学习时是掌握了概念还是遇到了困难,这样对于远程学习来说再好不过。

Whitehill正在探索一种基于AI程序的想法,该程序使用摄像头拍摄许多学生远程学习时的小快照,以分析他们的面部反应。这样的项目将为教师提供学生认知和情感状态的实时反馈。(但该项目也只是一种技术手段,会招致学生数据隐私倡导者的强烈批评。)

虚拟老师的助力

佐治亚理工学院(Georgia Tech)的互动计算教授阿肖克·戈埃尔(Ashok Goel)在他的在线计算机科学课上遇到了数百名学生提出的所有问题,他在回答这些问题时遇到了困难,于是他创造了一个名为吉尔·沃森(Jill Watson)的人工智能导师。

“她”能够回答许多学生的常规问题,为戈埃尔腾出时间做更高层次的工作。自第一次实验以来,沃森已经被用于17个在线课程,Goel说,沃森的工作时间覆盖了超过1000个小时的工作。戈埃尔也是开发人工智能创新应用的公司C21U的首席科学家,他目前正致力于将沃森应用于高中和初中教师。在远程学习方面,他相信人工智能助教也可以用来帮助回答家长的问题,以便家长在家里协助学生线上学习。

论文评分

大学已经在某种程度上使用这种方法,这种最新版本的技术正在进入K-12教育领域。自动人工智能论文评分系统已经问世一段时间了,但该软件的开发商表示,与几年前的评分系统相比,现在的人工智能评分功能对学生写作的评估要复杂得多。他们可以在一篇文章中判断几百个特征,从拼写和语法到句子结构。(很多人仍然担心,这些程序可能会有偏见,可能无法正确地解释创造力,还可能会被编写算法的学生“欺骗”。)虽然一些州正在使用这类程序在他们的标准化州测试中给论文打分,但它们还没有在一个地区和学校层面被广泛采用。

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