中国已启动AI教育大规模试验,或将重塑全球学习方式

原标题:中国已启动AI教育大规模试验,或将重塑全球学习方式

本文为 MIT Technology Review 中国 AI 应用系列报道,作者 Karen Hao,DeepTech 基于原意有所删减。

周毅是杭州一所中学的学生,他的数学成绩很差,时常考试不及格。一家名叫松鼠 AI(乂学教育)的公司来到他的学校,承诺提供个性化辅导。这家公司很特别:不由老师授课,而是以 AI 算法来管理学习过程。这个 13 岁的男孩决定一试,在期末考试中,他的分数从 50 分提升到 62.5 分。两年后,他在中学的最后一次期末考试中,考到了 85 分。

许多人认为,AI 将在 21 世纪的教育中发挥重要作用,但对于如何实现最优的效果尚无定论。过去几年里,中国对 AI 教学和学习的投入激增,科技巨头、初创公司和教育专业人士纷纷涌入。数千万计的学生正在使用某种 AI 形式来学习。

硅谷对 AI 教育也同样感兴趣。陈-扎克伯格基金会(Chan Zuckerberg Initiative)和比尔及梅琳达·盖茨基金会(Bill & Melinda Gates Foundation)都认为,AI 是一种值得投资的教育工具。

苹果教育副总裁 John Couch 在他出版的《学习的升级中》中夸赞了松鼠 AI 的尝试。松鼠 AI 今年还与卡耐基·梅隆大学共同开设了一个联合研究实验室,以便大规模研究个性化学习,然后将其推向全球。

然而,针对 AI 技术对教育的影响,有些专家学者表示担心。他们认为,AI 的好处只不过是帮助教师培养学生的兴趣和优势,但不好的影响可能是进一步加剧标准化学习和应试教育的趋势,妨碍下一代充分适应快速变化的工作环境。

作为中国最大的 AI 教育公司之一,松鼠 AI 让这个趋势变得引人注目。它是最有可能进行海外扩张的中国 AI 教育公司之一,或许从这个角度切入,可以了解到中国的教学试验改变世界的可能方式。

AI教育热潮催生独角兽

周毅所在的校区内部装饰低调而不张扬,走廊墙壁上挂着学生脸上洋溢着微笑的照片。教室内没有白板、投影仪或其他设备——每个房间仅有一张桌子,可供六到八人使用。教学工具是笔记本电脑,学生和老师同时专注地看着电脑屏幕。一个房间里,两名学生戴着耳机,正全神贯注地参加英语辅导课程。另一个房间,包括周毅在内的三个学生,上着不同的数学课。助教老师关注着屏幕上的提示,随时起身、俯身、靠近学生,应该是在解答辅导系统无法解决的问题。

图 | 松鼠 AI 的学生接受老师的帮助(来源:麻省理工科技评论)

有三个因素推动了中国的 AI 教育热潮。

第一,政府对 AI 企业的减税和其他激励措施。对于风险投资来说,这意味着投资将有高效益的回报。一项统计显示,去年在全球 10 亿美元的 AI 教育投资中,中国处于领先地位。

第二,中国学生的学业竞争十分激烈,每年有上千万的学生参加高考。分数决定了选读大学及就业前景。只要能帮助孩子在学习上领先,父母非常愿意掏钱。

第三,中国的企业可以利用大量数据,训练和完善他们的算法。中国人口众多,数据累积完善。短短数年间,人工智能技术已大大改变了中国,人们普遍相信技术改变教育现状的潜力。

图 | 位于上海的松鼠 AI 总部(来源:麻省理工科技评论)

松鼠 AI 不是第一家实践 AI 导师理念的公司。“复制”教师的最早尝试,可以追溯到 20 世纪 70 年代,那时计算机刚开始用于教育。然后在 1982 到 1984 年之间,美国的几项研究表明,接受一对一真人辅导的专注于帮助学生在标准化考试中取得更好的成绩,这一功能正好缓解学生对高考的焦虑。据松鼠 AI 介绍,续费率达到了 80%。松鼠 AI 还设计了自己的系统,一开始就捕获到更多数据,这使得各种个性化和预测性试验成为可能。

成立五年来,该公司在 200 个城市开设了 2,000 个学习中心,注册学生达一百多万人——相当于纽约城的整个公立学校系统松鼠 AI 还计划一年内在国内增设 2,000 个学习中心。迄今为止,公司融资已超过 1.8 亿美元。去年,它成为了人工智能教育领域的独角兽企业。

松鼠 AI 的创新在于它的精细度和规模。对于每个课程,设计团队都与高级教师团队合作,将主题尽可能细分为最小的碎片。例如,中学数学被分为 10,000 个最基本单元或“知识点”,如有理数、三角形的性质、勾股定理等。目标是尽可能诊断出学生在理解方面的漏洞。相比之下,教科书只能将同样一个主题划分为 3,000 个点。

图 | 松鼠 AI 的工程师们正在构建公司的 AI 教学平台(来源:麻省理工科技评论)

设置完知识点,学生需要进行一次简短的测验,以评估其对关键知识点的理解程度。如果准确地回答了某个问题,则系统将假定其知道相关概念,并会跳过这个知识点。通过最多 10 个问题,系统就能粗略勾画出学生需要学习的内容,并用这些数据创建课程。

随着学生的学习,系统将更新学生的理解模型并相应调整课程。随着更多学生使用系统,它会发现之前未创建的概念之间的联系。然后,机器学习算法将更新知识图表中的联系,将这些新的联系囊括进去。

通过松鼠 AI 自行开发的 PKS 模型与 MIBA 系统, AI 系统可不断完善教学质量。PKS 模型能计算试题的中心概率值,评估学生在每个知识点的动态掌握程度;而 MIBA 系统通过采集的眼球移动数据、人脸表情数据、行为动作数据、脑电波数据,帮助智适应引擎精准判断形成学生画像,改变教师教学与学生学习模式。

松鼠 AI 对其系统的有效性进行了一些验证。2017 年 10 月,松鼠 AI 发起了一次由 78 名中学生参与的为期四天的研究。研究结果表明,在提高数学测验成绩方面,和传统课堂上经验丰富的高级教师对十几名学生的教学相比,该系统更加有效。

接受采访的有个女孩傅卫怡说到,和真人老师一对一辅导相比,参加该辅导计划后,她的成绩飞速提高。“在这我既有线上老师又有线下老师,”她说,“还有,讲解很有针对性,系统能直接识别我理解上的漏洞。”另一个学生也深有同感:“有了这个系统,你不用做海量练习,但仍然有效,非常节省时间。”

松鼠 AI 表示,目前其核心算法引擎通过暑期高峰每周处理 200 万知识点、300 万视频、1,000 万道题目和 2.25 亿学习行为数据,可以大幅提高学习效率。因为这个成就,松鼠 AI 入选由《麻省理工科技评论》评选的2019 年50 家最聪明的公司榜单。

AI 教育会加剧应试教育的趋势吗?

对于松鼠 AI 创始人栗浩洋来说,公司的愿景不止步于辅导,他有志于打破课后辅导的局限,直接介入学校课堂。松鼠 AI 已经与中国的几所学校进行了探讨,要将其系统作为主要的教学方法。

然而,相左的声音是,与包括教师在内的真人沟通重要还是单纯提高学习成绩重要。要理解 AI 如何能改善教学和学习,我们需要思考它是如何重塑教学工作性质的。

理论上,AI 能让这件事变得更容易。它可以在课堂上接管某些死记硬背的任务,使教师解放出来,更多地关注每一位学生。也许 AI 会传授某些种类的知识,而人类教师传授另一些种类的知识;也许它会帮助教师追踪学生的表现,或帮助学生更多地管理他们的学习方式。无论如何,最终目标都是深化个性化教学。

图 | 松鼠总部的一面墙展示了成绩提升的一些学生的示例(来源:麻省理工科技评论)

对于传统教育,松鼠 AI 的方法可能产生良好效果,但它却不能帮助学生灵活应对不断变化的世界。哈佛大学技术、创新和教育计划教授 Chris Dede 说:“自适应学习和个性化学习之间不尽相同。”松鼠 AI 在做的是自适应学习,是关于“准确理解学生已知的和未知的。”但可能还未关注他们想知道的或学习的最佳方式。而个性化学习考虑他们的兴趣和需要,以“协调每个学生的动机和时间,使他们能够取得进步”。

这并不意味着自适应学习系统在 21 世纪的课堂上不会占有一席之地。Dede 的一位同事 David Dockterman 认为,在训练人们的结构化知识方面,自适应学习系统的优势依然很有价值。但是,让自适应学习系统成为课堂上的主导“教师”是错误的。“知识检索、技能获取等各种死记硬背的内容,通过聪明的老师可以更容易地教授,也是通过智能机器更容易完成的事情。”

图 | 松鼠 AI 创始人栗浩洋在 EmTech China 2019 全球新兴科技峰会上发表演讲 (来源:麻省理工科技评论)

在栗浩洋看来,不断地训练是人类老师将专注于情感沟通,这是人类能够提升其集体智慧的唯一途径。他正将这种理念用在自己的孩子身上,尽可能多地使用松鼠 AI 系统来训练他们。他八岁的双胞胎儿子在上二年级,现在正学习八年级的物理,这证明他的方法正在发挥作用。

松鼠 AI 已着手向国外推广将其技术,它开始出现在一些 AI 顶级会议上,并与麻省理工学院、哈佛大学以及其他知名研究院建立了合作,从而获得了国际的声誉。松鼠 AI 还聘用了知名的 AI 大拿作为 AI 科学家,以期进入欧美市场,其中一位是卡耐基·梅隆大学计算机学院院长 Tom Mitchell 教授作为其首席 AI 科学家;另一位是来自美国麦格劳希尔集团自适应学习平台 ALEKS 的 Dan Bindman 教授作为数据科学家,他是 ALEKS 整个创始核心算法和技术团队成员之一。

AI 教育的另一种路径

Treviranus 认为,中国还有一个绝佳机会,即重新发明一个更能发挥教师作用、以学习者为中心的课堂环境。比起西方较老的教育模式,它没有那么僵化,更愿意去尝试新想法。“中国需要关注一种完全不同形式的 AI。”

答案可能藏在同处上海的另一家公司爱乐奇。在那里,一位儿童教育专家潘鹏凯正进行一项性质不同的试验。

在近二十年里,潘鹏凯一直在思考怎样将 AI 用在教育领域。15 年前,他获得了麻省理工学院媒体实验室的博士学位,回国后创立了一家教育科技公司,专注于英语学习工具。潘鹏凯认为语言教学的本质在于交流,而这也正是外语学习要实现的目标。

与大多公司不同的是,爱乐奇试图摆脱应试教育,培养创造力、领导力及其他软技能。该公司为实体和数字教室提供产品和服务。例如,它有一个在线学习平台,配合一系列教科书,帮助学生学习和练习他们的语言技能。它还提供一项服务,通过视频将三名学生与海外英语家教连接起来,进行定期的小组课程。迄今为止,它已经为大约 1,500 万师生提供了服务,并与全国 1,500 家机构建立了伙伴关系。

图 | 潘鹏凯,爱乐奇创始人兼首席执行官(来源:麻省理工科技评论)

与松鼠 AI 不同的是,爱乐奇的在线学习平台旨在为传统课堂提供补充。像词汇这种能通过自适应学习来运用的知识,可以在家通过 APP 来练习。诸如发音之类的技能也是如此,可以通过语音识别算法加以改进。但是任何需要创造力的事情,如写作和谈话,是需要在课堂上学习的,这说明老师的作用至关重要。潘鹏凯打了一个比方:“医院有许多医疗技术,但我们不能说医疗器械比医生要好。因为它永远是医生的辅助工具。”

潘鹏凯在 AI 教育上的终极愿景是完全摆脱标准化考试。“为什么我们仅通过两三个小时的测试来决定一个人是否优秀呢?”他认为 AI 最终会创造灵活的学习环境,无论是对敏感型、创造型的学生,还是对精确型、分析型的学生,都同样有益。

去年,爱乐奇开始做更多的尝试。它在视频辅导课程中添加了人脸和语音分析,每节课生成总结报告。用算法测出学生在课上说英语的时间、他们的英语发音准确度,以及他们的参与和愉悦程度的基本指数,如他们开口说话和笑的次数。今年早些时候,公司打造了几间配有摄像头和话筒的实体教室,以生成类似的分析。教师们也获得了他们的个人表现报告。

在一个小学课程的短片里,六个学生坐在长凳上练习说不同动物的名字。“Bird, bird, bird!”他们和老师一起唱着,老师用双臂模仿鸟拍打翅膀的动作。“Turtle, turtle, turtle!”屏幕切换到卡通乌龟,他们继续唱着。师生互动占据主要位置,而 AI 展示则有意隐藏起来,在背后发挥作用。

图 | 学生在爱乐奇的智能教室学习英语(来源:麻省理工科技评论)

潘鹏凯表示,他还没有计划将爱乐奇推出国门。他正在推广一种与主流相悖的教育理念,仅在国内市场就有足够的挑战了。但是在国内的交流中,他已经开始看到了一种转变。

去年 2 月,中国教育部通过了一系列改革,包括对教师资格要求更加严格,旨在减少对考试的过度依赖。早些时候,政府还公布了一套指导方针,更多地关注体育、道德和艺术教育,减少对考试的关注。虽然有人评论说高考仍未取消,但潘鹏凯对政府的改革意愿持乐观态度,爱乐奇也准备帮助国家寻求新的前进道路。

“我们想用技术改变中国教育的未来”,这句话常常挂在潘鹏凯的嘴边。中国目前在 AI 教育方面的大规模试验及其必须做出的选择,也可能改变世界的教育。返回搜狐,查看更多

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