周六,美國賓夕法尼亞大學(xué)的教室里,教育學(xué)院的師生們正在與一位中國學(xué)者進(jìn)行激烈的學(xué)術(shù)討論。討論中,大家提及最多的詞語是“教育”、“數(shù)據(jù)”,還有“技術(shù)”。這與我們想象中的教育似乎有些不同。
回顧過去,不同大概是從兩份文件開始的。2010 年,美國制定并公布了新一輪的國家教育技術(shù)計(jì)劃——《重塑美國教育:技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的教育變革》(Transforming American Education Learning Powered by Technology)。這份計(jì)劃中預(yù)想了如何使用在線教育所生成的數(shù)據(jù),提升教學(xué)效果的方法,當(dāng)時(shí)該計(jì)劃對(duì)整個(gè)國際教育界產(chǎn)生了重大影響。
同年,大洋彼岸的中國政府公布了《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)》,其中指出,教育信息化已經(jīng)進(jìn)入加快發(fā)展的全新時(shí)期。
時(shí)隔 8 年,這兩份看似有些久遠(yuǎn)的文件,卻預(yù)示著教育行業(yè)未來的發(fā)展趨勢(shì)。今天看來,人工智能的快速發(fā)展,令教育行業(yè)又有了新的變革。而當(dāng)人人都在討論人工智能,討論人工智能對(duì)教育的顛覆時(shí),討論的又是什么?
在剛剛結(jié)束的周末,論答聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席數(shù)據(jù)科學(xué)家馬鎮(zhèn)筠博士來到了賓夕法尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析研究中心,他與中心主任 Ryan Baker 教授,以及教育學(xué)院的碩士、博士生們進(jìn)行了《學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析在中國中小學(xué)教育的落地》的主題分享。
馬鎮(zhèn)筠博士在賓大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析研究中心
論答學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集
人工智能在國內(nèi)大熱,其本質(zhì)還是對(duì)數(shù)據(jù)的有效篩選,教育自然也不例外。專注于“AI+教育”的論答,是一家學(xué)習(xí)技術(shù)與大數(shù)據(jù)公司,為培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和中小學(xué)提供人工智能學(xué)習(xí)綜合解決方案。此次分享,馬鎮(zhèn)筠博士選取了一名真實(shí)學(xué)生的案例,圍繞具體的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),詳細(xì)分析該學(xué)生的學(xué)習(xí)曲線、學(xué)習(xí)路徑等,從數(shù)據(jù)方面解釋了人工智能到底是如何賦能教育的。
首先,馬鎮(zhèn)筠博士簡(jiǎn)要地介紹了論答的人工智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)。他表示,現(xiàn)階段,論答團(tuán)隊(duì)針對(duì)國內(nèi)中小學(xué)課程體系,本土化設(shè)計(jì)和開發(fā)人工智能算法引擎、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、課程內(nèi)容,以及教學(xué)模式。該系統(tǒng)主打三大功能:智能測(cè)評(píng)、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和智能練習(xí)。
馬鎮(zhèn)筠博士選取了一名 6 年級(jí)學(xué)生,他從 2017 年 9 月到 2018 年 4 月對(duì)數(shù)學(xué)科目進(jìn)行了學(xué)習(xí),做題總數(shù)為 345 道,主要關(guān)于“圓”的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。
任務(wù)卡片使用情況
在論答人工智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)中,論答專門為老師匹配了相應(yīng)的在線教學(xué)工具,例如老師上課期間會(huì)針對(duì)具體知識(shí)點(diǎn),布置不同類型的任務(wù)卡片,涵蓋解析卡、練習(xí)卡、闖關(guān)卡等六種類型。這樣既保證了經(jīng)驗(yàn)不足教師的上課質(zhì)量,也讓學(xué)生可邊學(xué)邊練邊測(cè),為分析其學(xué)習(xí)曲線和學(xué)習(xí)路徑做準(zhǔn)備。
機(jī)器怎么判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握?
接下來,馬鎮(zhèn)筠博士展示了多張曲線圖,反映該學(xué)生對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。例如,圖 A 中圓的面積,當(dāng)曲線達(dá)到 0.9 及以上時(shí),說明該知識(shí)點(diǎn)已被掌握,但突然又降到 0.6 左右,這時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)推送同樣知識(shí)點(diǎn)的題目,推測(cè)“圓的面積”是否被真正掌握,直到曲線一直穩(wěn)定在 0.95,表明該知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)掌握,可以進(jìn)行下一個(gè)更有難度的知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。
學(xué)習(xí)曲線圖 1
圖 B 中,我們能看到學(xué)生對(duì)三個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況并不是很穩(wěn)定,所以是需要繼續(xù)鞏固學(xué)習(xí)的。同理,圖 C 這些知識(shí)點(diǎn)的掌握情況并不理想,還需要復(fù)習(xí);圖 D 展示的知識(shí)點(diǎn)需要單獨(dú)學(xué)習(xí);而圖 E 的知識(shí)點(diǎn)是該學(xué)生目前還無法掌握的,需要學(xué)習(xí)的更多基礎(chǔ)知識(shí)。
學(xué)習(xí)曲線圖 2
對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況的分析,不僅讓老師們能了解學(xué)生的當(dāng)前學(xué)習(xí)情況,還指出了學(xué)生下一步“從哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)開始學(xué)”,這也是論答提出的學(xué)習(xí)路徑。
實(shí)際上,“圓”的專題學(xué)習(xí)被拆分了多個(gè)知識(shí)點(diǎn),根據(jù)學(xué)生做題情況,這些知識(shí)點(diǎn)被分為已經(jīng)掌握、基本掌握和未掌握。
學(xué)習(xí)路徑
除去該學(xué)生在做題中的無效測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)他應(yīng)該先學(xué)的知識(shí)點(diǎn)是扇形面積公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用,弧長公式的應(yīng)用-結(jié)合圖形,以及圓的面積-元素比。
下圖顯示了,該學(xué)生的月度學(xué)習(xí)效果圖中,2018 年 3 月熟練掌握的知識(shí)點(diǎn)遠(yuǎn)超過未掌握的知識(shí)點(diǎn)。
最后,論答對(duì)該學(xué)生的期中考試分?jǐn)?shù)做了預(yù)測(cè),分?jǐn)?shù)在 91-97 之間(準(zhǔn)確分?jǐn)?shù)預(yù)測(cè)為 94)。
分享結(jié)束后,Ryan Baker 教授和現(xiàn)場(chǎng)的師生進(jìn)行了激烈的討論,他們對(duì)論答人工智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)表現(xiàn)出很大的興趣,也好奇數(shù)據(jù)分析是如何在中國教育落地的。經(jīng)過交流,馬鎮(zhèn)筠博士發(fā)現(xiàn),論答現(xiàn)有產(chǎn)品的應(yīng)用與美國學(xué)術(shù)研究在某些方面不謀而合,比如對(duì)于學(xué)生未掌握的知識(shí)點(diǎn),通常需要 8 道題判斷,而論答只需要 5 道題。
此前,馬鎮(zhèn)筠博士在民辦教育科技節(jié)上表示,教育的人工智能實(shí)現(xiàn)才剛剛到來。此次的美國行,一方面讓更多人了解論答,另一方面更是業(yè)界與學(xué)術(shù)界的碰撞,論答將不斷優(yōu)化產(chǎn)品,讓 AI 真正賦能教育。
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