Новая волна исследований искусственного интеллекта, которые преобразуют образование

Представьте себе класс, где ученические команды учатся с помощью компьютерного моделирования, планируя научную экспедицию на Марс. Им может быть предложено подумать об инструментах, которые им нужны, или об одежде и еде, которые они принесут.

По мере того, как ученики принимают решение о своем путешествии на красную планету, симуляция меняется, пока каждая группа не будет следовать своей собственной сюжетной линии.

Такой уровень персонализированного обучения — лишь одно видение исследователей, которые используют искусственный интеллект для улучшения образования. Они получают поддержку благодаря 11 грантам по 20 миллионов долларов каждый, которые были предоставлены Национальным научным фондом для создания новых исследовательских программ ИИ для образования и других областей.

Джереми Рошель и его коллеги из Института искусственного интеллекта для вовлеченного обучения, получившего грант, в течении пяти лет разработают программу с применением искусственного интеллекта, которая поможет ученикам проходить уроки STEM, основанные на рассказывании историй. Другими словами, исследователи объединят одну из новейших технологий, применяемых в образовании, с одним из старейших методов: рассказыванием историй.

«Как люди учились 2000 лет? Они рассказывали истории», — объясняет Рошель. «При таком уровне финансирования мы не хотели просто поправить то, как выглядит школа сегодня. Давайте возьмем что-то глубинное, издревле присущее человеку… и давайте вернем это обратно с помощью ИИ, который может создавать истории и может слушать рассказы детей. Давайте поговорим о том, как люди учатся, по-настоящему фундаментально ».

Погружение учеников STEM в рассказывание историй

Рошелль — исполнительный директор по исследованиям в области обучающих наук в Digital Promise, некоммерческой организации в области образовательных технологий, и один из главных исследователей проекта. Он говорит, что финансирование и временные рамки позволят собрать вместе экспертов в области образования и искусственного интеллекта, ведущих свою деятельность.

Помимо этого, ИИ достаточно продвинулся, чтобы помочь исследователям решать более сложные задачи.

«В основном мы рассматривали двухминутные задачи, которые более логичны и содержат четкий набор шагов для получения ответа, и именно в этом ИИ может помочь», — говорит Рошель об инструментах обучения ИИ. «Но когда мы смотрим на наши цели в обучении в наши дни, мы видим, что есть чему поучиться. Мы хотим, чтобы дети решали проблемы, на которые уходит часы, дни, а может, и пара недель. Раньше ИИ не подходил для этого ».

Рошелль говорит, что его команда нацелена на «новый уровень взаимодействия, который приходит, когда вы чувствуете себя частью истории», такой, который может обеспечить персонализированное обучение в реальном времени. Он привел пример сценария марсианской экспедиции.

В отличие от искусственного интеллекта прошлого, который, возможно, ограничивался обработкой простых данных, таких как ответы на тесты, современные технологии могут получать данные из нескольких источников, чтобы принимать решения о том, как адаптировать опыт учащихся.

«Это может быть то, что они говорят, когда они сотрудничают, это может быть работа, которую они вместе делают на доске, могут быть проблемы, которые они решают», — говорит он. «Возможно, это связано с уровнем переживаний в классе. Сейчас есть технологии, которые отслеживают, как часто дети говорят, а не учитель говорит. Он мог заметить, что дети действительно успокоились, и что учителю нужно напрягаться, и он мог бы изменить сценарий того, что происходит на основе этого ».

Подготовка учеников ко второму акту

Ориентируясь на взрослых учащихся, AI Institute for Adult Learning and Online Education, или ALOE, будет стремиться улучшить онлайн-образование для более чем 100 миллионов американских рабочих, которым потребуется «переподготовка» в течение следующих 10 лет.

Он также будет извлекать уроки из огромного количества данных, генерируемых онлайн-учениками, которые недоступны в традиционных очных занятиях.

«COVID-19 изменил наш мир», — говорит Ашок Гоэль, профессор компьютерных наук Джорджии, который будет исполнять обязанности исполнительного директора института. «Хотя K-12 снова станет в основном очным, потому что детям нужны учителя, образование для взрослых в значительной степени останется онлайн. Он станет гибридом, смесью. Сегодня потребность намного больше, чем год назад, и она будет расти ».

В отличие от студентов, которые переезжают в колледж на постоянное место жительства, у взрослых учеников есть дома и семьи, которые делают переезд нереальным. Вот где приходит время применять онлайн-образование. Гоэль говорит, что ALOE станет частью решения по разработке высоко персонализированных виртуальных помощников — специализация предыдущего исследования Гоэла — для поддержки учеников во время учебы и решения трех основных проблем онлайн-образования.

«Онлайн-образование — это скучно. Когда вы идете в физический класс, вы знакомитесь с людьми, вы являетесь частью учебных групп. Он живой, динамичный и яркий », — говорит Гоэль. «Онлайн-обучение, вы просто смотрите на экран».

Другая проблема заключается в том, что онлайн-ученики не имеют такого же уровня взаимодействия с учителями или помощниками преподавателей, объясняет он, и им не хватает социального взаимодействия и взаимного обучения, которое ученики испытывают, находясь в кампусе.

Гоэль предполагает создание программы с применением искусственного интеллекта, которая могла бы адаптироваться к индивидуальным потребностям учеников за пару часов, а не универсальных подходов, которые применялись в прошлом. Инициатива также будет работать над тем, чего еще не достигли подобные проекты: расширением программы виртуального помощника для обслуживания миллионов учеников.

«Вы можете настроить его так, чтобы ассистент преподавателя прерывал вас, мотивировал вас, вовлекал в работу в нужное вам время», — говорит Гоэль. «Некоторые ученики работают полный рабочий день, и они могут [учиться] только по вечерам. У некоторых есть семьи, единственное время, когда они могут это сделать — один час утром. Итак, со 100 миллионами рабочих в возрасте 40 — 50 лет, состоящими в браке или [имеющими] семьи, как вы собираетесь сделать это без персонализации?»

Гоэль также рассматривает эту инициативу как возможность принести пользу в то время, когда многие по-прежнему относятся к технологии искусственного интеллекта с подозрением

Статья переведена искусственным интеллектом Google (все претензии к нему), небольшие правки внесены живым человеком.

Смешанное обучение в России