干货丨最全AI技术改革教育流程:AI教育的哲学性讨论

2019-09-29 15:48:07

人工智能,AI,教育,智能老师图片来自“123rf.com.cn”

在人工智能技术开展局势如火如荼的今天,教育行业是人工智能技术利用落地最火爆的领域之一。一百亿研讨所从人工智能技术在教育行业最细节的技术及其利用环节动身,从点到面地带来AI教育场景利用的行业态势观念。

AI教育技术利用的教育环节改革点

科技与教育的交融加速教育工业的变更。一系列尖端AI技术在教育领域的利用,将会在良多方面完成学习品质跟 学习效力的晋升。

基于大数据跟 深度学习技术的人工智能,领有了比人类更为丰盛的常识贮备跟 愈加严谨的逻辑思索才能,可以很好地浸透进一些教授场景环节中。在详细的没有同窗习科目上,也运用到了没有同的人工智能技术,以语数外三门主要科目为例,咱们统计归结了一下市道上专门从事单一科目标教育标的企业以及他们在各自的科目上运用到的相干技术:

人工智能技术与标的企业.png

标的企业产品界面示例:

考拉阅读.jpg

考拉浏览

创数教育.jpg

创数教育

盒子鱼英语.jpg

盒子鱼英语

完全的教育流程分为五个环节,内容开发——教授——训练——测评——治理,这些环节中都具有能够植入自顺应学习技术的利用场景。

其中,内容开发是自顺应教育流程其余4个环节的根底,治理在自顺应教育中代指的是通过教授剖析、训练、测评等环节的学员数据,对于用户进行智能预警、提示跟 跟踪,是流程中的前置环节胜利利用后的附加产品。教授、训练、测评这三个环节的利用是直接面对于C端用户的,也是目前市场上最主流的利用环节。咱们对于目前市场上对于这三个环节运用到的相干技术做了统计跟 归结。

教学环节运用的技术.png

在自顺应教育流程中,最中心、最繁杂、最难,同时也是对于学习后果的影响作用最大的环节就是教授。教授环节的要害是要完成对于学员的个性化学习门路的精准推举,其中的产品设计逻辑须要遵循三个步骤:

1.学习者建模

学习者是自顺应学习的最主要介入者与休会者,也是个性化资源获取的主题,因而自顺应学习的设计首先要重点斟酌学习者的个性化需求特征。为了明晰地表征学习者在体系中地属性,须要对于学习者进行建模,这一步主要借助用户建模组件或许第三方代办软件实时搜集并处置学习者个性化信息来完成。

2.领域常识建模

领域常识指代地是特定专业领域的教训、实践、法子论的常识单元群。自顺应学习中领域常识是构造化学习资源,为学习者提供个性化学习数据起源。领域常识建模要求常识系统领有良好的构造,便于体系推举资源门路时做出精准的断定。领域常识之间的关联包含先驱后继关联、并列包括关联跟 相干关联三品种型,每个常识单元或常识点都应该含有难度、作风跟 学习义务属性。

3.关系规矩定义及其推举法子

关系规矩指的时从数据聚拢中发觉频繁项并找出项集间的关系关联。详细技术层面上分为三个子步骤,发生频繁项集——发生门路关系规矩——推举门路预处置。

基于目前已有的技术跟 其利用的水平跟 场景,自顺应学习能够分为多少个层级:

Level 0

基于纯人工的自顺应学习

基于纯人工的自适应学习.jpg

Level 1

基于简略规矩的自顺应学习

基于简单规则的自适应学习.jpg

在Level 0的根底上参加简略的前提断定,就能够完成最根本的自顺应学习算法。基于规矩的自顺应学习,本色是决议树,实用场景并非是去断定学员能否把握某种常识,而是断定学员的某种行动能否正确。

然而学员的把握水平难以通过简略的逻辑判明,因而须要在简略的决议树规矩之上树立更好的自顺应学习算法。

Level 2

基于难度等级的自顺应学习

基于难度等级的自适应学习.jpg

在依据学员详细的不对行动推送相应课程的根底上,设计一套难度递增的课程,当学员实现得好就增大难度,当学员实现的没有理想时,就相应下降难度。这就是基于难度等级的自顺应学习。

基于难度的自顺应学习算法的最大毛病是以为学员的学科把握度是一个相对值,但实际学习中,学科中细颗粒度常识点的把握情形通过该算法难以评价。

Level 3

基于常识点网络跟 概率模型的自顺应学习

Level 2难度等级的概念外,引入常识图谱的概念。由于实际中无奈直接去丈量学员的常识点把握水平,因而只从学员的训练情形倒推出常识点的把握水平。

详细教授中,分为多少个层面

1)同样难度下的单一常识点

2)没有同难度下的雷同常识点

3)一题对于应多个常识点

在这多少个层面外,还要斟酌到,常识点并非相互孤破。学员学习时,除了要把握新常识点,还要能传布到相干常识点(也就日常说的“触类旁通”)。这时就须要树立常识图谱。同时也要斟酌到学员实现学习进度的光阴的影响,这其中设计到学员学习常识点的光阴权重以及学员对于常识点的记忆曲线。

基于知识点网络和概率模型的自适应学习.jpg

自顺应学习在这个阶段,依然具有两大问题,一个是人工教研工作量庞大,做得越细越好,越难题。另一个是,只能解决客观题,无奈解决证实题跟 简答题。

Level 4

基于NLP跟 推理引擎的自顺应学习

真正的AI级另外自顺应学习,说的就是Level 4。

到达这个程度的自顺应学习体系,能够解决任何学科的各品种型标题,能够用多种战略得到正确谜底,而且能断定其余谜底的正确性。

基于NLP和推理引擎的自适应学习.jpg

一旦Level 4级另外自顺应学习涌现,之前的自顺应学习体系都会遭到推翻性冲击。然而Level 4级另外难度十分高,无论是海内仍是国际上都是在摸索阶段,因而在此没有做更多展开。

人工智能(AI)与自顺应学习有什么详细区别?

教育领域利用AI技术存在自然的顺应性,AI+教育可以有效解决教育效力的问题,真正做到因材施教,晋升教授休会。

在教育流程中,自顺应能对于视频、音频、图片等进行数据化处置,来完成对于学员学习行动数据的收集跟 整顿;通过大数据剖析来了解学员的学习需求;针对于性的为学员提供须要的辅导并依据反馈进行调剂。但须要留意到的是,AI+教育并没有同等于自顺应学习,AI+教育指的是将人工智能技术嵌入式地利用到学习的各个环节,自顺应学习是AI+教育的一个子集,自顺应学习技术作用于学习的最中心环节,从基本上带来教育模式的变更。

学习的环节从浅到深分为四个档次:

1.最外围学习环节:这个环节包含的内容又获取学习材料、沟通、陪同、教务以及治理。

2.次外围学习环节:该环节的内容主要是测评,考查学习后果

3.次中心学习环节:这个环节涵盖训练、功课、教授帮助

4.最中心学习环节:触及学习最基本的流程——教、学、认知、思索

学习环节.jpg

教育领域已有的落地运用的人工智能产品提供的功用包括拍照搜题、分层排课、白话测评、组卷阅卷、作文批改、功课安插等,但这些产品中的人工智能技术的利用场景仅仅停留在上文谈到的学习进程的前三个环节中,好比拍照搜题仅作用于最外围学习环节的获取学习材料,分层排课通过智能搜寻作用于最外围学习环节中的教务;白话测评、组卷阅卷作用于次外围的测评环节;作文批改跟 功课安插利用于次中心环节的训练、功课教授帮助。这些技术在学习中更多的是帮助性的作用,而没有会直接晋升教授品质跟 后果。自顺应学习与这一类人工智能技术的没有同在于,自顺应学习的人工智能技术直接嵌入学习的最中心环节,从基本上改良学习的理念跟 方式,同时产品也更容易买通贸易模式,直接面向C端客户变现。

AI利用到教育上的主要特性

在以后人工智能疾速开展的时期中,AI技术利用到教育领域,基于“互联网+教育”的深入,依托人工智能技术构建其生态体系,其特性主要在如下六个方面

翻新驱动

在教育领域的要害驱动因素为:教育资源、教育用户、教育翻新。目前的教育市场仍以教育资源驱动为主,教育用户驱动为辅,教育翻新驱动没有足。“AI+教育”的力气能够转变这种现状,通过人工智能技术在教育利用上的翻新,来推进教育本身的变更。

重塑构造

在教育资源数字化的根底上,“AI+教育”强调资源的多样性跟 非构造化,能随时为学员提供个性化的学习资源;同时“AI+教育”将老师从沉重的机械劳动中解放出来,更多地关注学员的思维、翻新才能的培育。“AI+教育”正构建以学习者为核心的新型学习环境,根据学员特色提供自顺应学习效劳,让学员从常识消费者变为常识发明者,知足常识经济时期的开展需求。

开放生态

“AI+教育”是教育领域走出既有界线的首要步骤,以人工智能技术为根底,应用技术拓展教育边界,向现金领域开放。“人工智能+教育”会匆匆使教育没有再局限于校园,而开端面向社会各体系。将学校、社会、企业有机连为一体,终极构建起互联网时期新型教育生态环境,成为教育向外开放的接口。

尊重个性

“AI+教育“可以依据老师跟 学员的特性跟 须要,提供精密跟 富有实效的个性化教育效劳。当学习者的学习特性没有明确或后果没有分明时,人工智能技术能够通过算法或许数据剖析,基于各类常识库推理,给予多少十反馈,来改正效劳没有足,晋升个性化效劳程度。

效劳本能机能

“AI+教育“提供的教育效劳是动态智能,可以在懂得周围教授环境的根底上,依据其变化做出适时适当的反映。人工智能所感知的教授环境,是传统教授物理环境跟 教授人文环境的总跟 ,其中,教授物理环境包含教授地点、教授光阴教授设备等要素,教授人文环境包含学习者、老师、文明配景等要素。

自治演进

“AI+教育“体系是独破、自治的,可以没有受环境跟 用户干扰资助运作,节制本身行动跟 内部形态。例如,学员测验实现后,人工智能体系根据评分规矩在后盾自主评测学员试卷,而没有受老师、学员行动的影响。人工智能技术可以根据以往教训调剂本身行动,进行基于深度学习的自主学习,一直完美本身功用,体系一直地演进。例如,如今一些人工智能体系能够依据以往没有同的教授后果,一直改良教授战略,天生新的教授法子,完美教授战略库的建设,通过“人机协作”,晋升老师的教授后果。

“AI+教育”的生态体系跟 利用状态

“AI+教育”的利用特性交融一同的体现浮现出了“AI+教育”的生态体系:

“AI+教育”的生态系统.jpg

这一生态体系由利用、技术、业态三个环节形成分手对于应利用状态、技术架构、业态趋势 三个中心因素,三个因素互相接洽、互相作用,使整个生态体系一直进行良性轮回、自治式演进开展。其中,利用状态以技术架构为支持,同时又对于技术架构的构建起抉择作用:技术架构指点业态趋势 ,同时又根据业态趋势 进行自我优化;业态趋势 通过利用状态的推动而一直开展,同时又为利用状态的施行提供保证。利用状态、技术架构、业态趋势 三个环节互相匆匆进,终极构成“AI+教育”的生态体系。

“AI+教育“的生态体系依据一百亿研讨所的察看,目前市场上的介入者主要提出的利用状态为如下四种:

智能校园

智能校园是数字校园的进一步开展,也是建设智慧校园的物资根底。智能校园是以校园为平台,兼备建造设备、网络通讯、信息家电跟 设备主动,集体系构造、效劳治理为一体的高效、恬静、保险、便当,环保的校园环境。智能校园以资源数字化、信息流转网络化为根底,以电子校务利用、利用集成化为依托,以数据仓库、数据发掘技术等人工智能技术为手腕,完成学员学习、老师教授、治理者决议的智能化、迷信化,这也是“人工智能+教育”典范利用状态。智能校园旨在推动教育教授古代化,科研运动信息化,资源共享化,治理迷信化,决议智能化,以树立数字化、人道化、智能化的校园社区效劳系统。

破体化综合教授场

破体化综合教授场是线上线下一体化的帮助老师教授、支撑学员个性化学习的场合,如,智慧教室、数字化试验室、综合翻新试验室等,它是“人工智能+教育”的首要利用状态。破体化综合教授场以学科交又与交融作为课程系统,以“多元破体化教授模式”为运转机制,以资源整合多元化、课程讲解多样化、学习支撑破体化为手腕,支撑学员的学习自动化跟 个性化。它通过人工智能技术帮助老师教授,能针对于没有同窗生的特色,设计相应的课程跟 教授运动,为学员提供智能化的学习效劳。同时,依托人工智能技术,破体化综合教授场可以全面了解每个学员的特性,为学员提供启迪式教授,匆匆进学员自主学习,一直进步学习才能、理论才能跟 翻新才能。

基于大数据智能的在线学习教育平台

基于大数据智能的在线学习教育平台,是“人工智能+教育”的主流利用状态。在以云计算为根底的新一代互联网环境中,教育全进程的信息化发生了海量的教育数据,其量大、多样,起源于真实的教育场景,存在宏大的教育价值。跟着大数据的突起跟 数据密集迷信的开展,学习剖析学跟 教育数据发掘成为大数据在教育领域中的详细利用。基于大数据智能的在线学习教育平台,交融学习剖析跟 教育数据发掘,能丈量、搜集学习者以及他们的学习环境数据应用统计、机器学习、学习剖析跟 数据发掘等技术来剖析教跟 学进程中发生的数据,懂得跟 优化学习以及学习情境。基于大数据智能的在线学习教育平台,通过教育数据的发掘与智能化剖析、实时跟踪与反馈的智能测评、学习剖析与学习者数书画像,为学习者提供个性化自顺应学习效劳。总之,基于大数据智能的在线学习教育平台,基于“以学习者为核心”的教育理念,以教育大数据驱动教授,是教育大数据的“智能”体现。

智能教育助理

智能教育助理通过轻量级的教育利用,可以帮助老师教授、学员学习、治理者治理,为用户提供便捷的智能化教育效劳,其中心驱能源便是人工智能。目前,智能教育助理产品有帮助个性化教与学的智能导师、教育机器人、学习搭档等。别的,教育智能代办也是智能教育助理的一种技术状态。以后,智能教育助理因其便捷性已取得没有少教育用户的青眼,但其教育利用的“智能性”程度还有待进步,是“人工智能+教育”的一大远景利用状态。

AI教育的哲学性讨论

科幻作品中久长以来不断构想的情景是在将来,各种如今人类司空见惯的场景逐步被人工智能代替。那么,以自顺应学习为代表的AI技术在教育中的利用能否会在将来代替人类老师的位置?师生关联这一人类社会最广泛最古老的关联之一能否会逐步消亡?

咱们以为谜底能否定的。自顺应教育自身是教育行业的一次改造,对于于教育机构、学员、老师而言带来的价值是在降本提效上。其导向是把将于行业从劳动密集型工业带向资本技术密集型工业。

人工智能自适应教育的价值.jpg

人类老师在将来并没有会消亡,但其表演的角色会在自顺应教育技术的推进下发生转变。传统的教育模式中,老师须要备课、上课、安插功课、批改功课、出卷、改卷、沟通,这其中许多是耗时耗力的反复劳动。与自顺应技术联合后,人与技术能够联合相互的上风——人的上风在于感情、翻新跟 温度,技术的上风在于准确、尺度跟 速度——来构建新型的“真人+智能教师”教育模式,人类老师通过自顺应智能技术俭省的大批精神能够更好地投入到掌握教授标的目的,对于学员进行感情交换跟 道德影响,培育学员的翻新思维等机器无奈代替的角色中。

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人工智能赋能教育是大势所趋,那么如何运用AI完成以学员为核心的个性化学习?如何运用AI优化教授方式?如何用AI开启智慧教育新模式?

由上海市经济跟 信息化委员会、上海市商务委员会、上海市长宁区人民政府指点,上海市长宁区青年结合会跟 亿欧公司结合主办的“2018寰球智能+新贸易峰会”将于2018年6月13-15日在上海长宁世贸展馆举行。

峰会期间,将于6月15日上午同步举行「智能+教育峰会」,环抱AI在教育行业中的详细利用,讨论自顺应学习是否做到个性化?教育+AI才是将来的愿望?

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