教育工作者可以利用AI構(gòu)建智能輔導(dǎo)系統(tǒng)

人工智能正在顯著進入教育領(lǐng)域。教育中的技術(shù)具有有效執(zhí)行某些任務(wù)的潛力，通過提供增強的功能來改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。最近，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的一組研究人員開發(fā)了一種由AI驅(qū)動的技術(shù)，該技術(shù)使教育工作者能夠快速創(chuàng)建智能的計算機輔導(dǎo)系統(tǒng)。通過顯示解決主題中問題的各種方法，教師可以教計算機，例如多列添加，并且如果計算機響應(yīng)不正確，則可以對其進行糾正。

與教師相比，計算機系統(tǒng)不僅可以解決所教的問題，而且可以更廣泛地理解該主題中的所有其他問題。博士學(xué)位Daniel Weitekamp III是CMU人機交互研究所(HCII)的一名學(xué)生，他解釋說：“學(xué)生可以學(xué)習(xí)解決問題的一種方法，這已經(jīng)足夠了。但是輔導(dǎo)系統(tǒng)需要學(xué)習(xí)解決問題的各種方式。”它需要學(xué)習(xí)如何教授解決問題的方法，而不僅僅是學(xué)習(xí)如何解決問題。

近年來，人工智能的發(fā)展吸引了學(xué)術(shù)界和業(yè)界的巨大貢獻。就這一點而言，基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機器學(xué)習(xí)技術(shù)(由相當(dāng)大的計算能力和可用數(shù)據(jù)推動)正在增加，并用于促進更智能的系統(tǒng)。智能輔導(dǎo)系統(tǒng)旨在不斷跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進度，提供下一步建議并挑選練習(xí)問題，以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新技能。

根據(jù)人機交互和心理學(xué)教授肯·科丁格(Ken Koedinger)的說法，在建立第一批智能導(dǎo)師時，他和其他人手工編寫了生產(chǎn)規(guī)則，每個導(dǎo)師每小時要花費大約200個小時的開發(fā)過程。之后，他們將創(chuàng)建一個快捷方式，其中他們試圖演示解決問題的所有可能方式。這樣可以將開發(fā)時間減少到40或50小時，但是對于許多主題而言，幾乎不可能顯示所有可能出現(xiàn)的問題的所有可能的解決方案，從而降低了快捷方式的適用性。

據(jù)報道，新的計算機系統(tǒng)可以使教師在大約30分鐘內(nèi)創(chuàng)建30分鐘的課程。肯稱其為智能導(dǎo)師開發(fā)人員的宏偉愿景。他說：“到目前為止，要成為完整的智能導(dǎo)師，唯一的方法就是編寫這些AI規(guī)則。但是現(xiàn)在系統(tǒng)正在編寫這些規(guī)則。”

在接受描述該方法的論文的計算系統(tǒng)人為因素會議(CHI)上，作者在多列加法主題上展示了他們的方法，但是基礎(chǔ)機器學(xué)習(xí)引擎已被證明可用于各種主題，包括方程求解，分?jǐn)?shù)加法，化學(xué)，英語語法和科學(xué)實驗環(huán)境。該方法不僅加快了智能導(dǎo)師的發(fā)展，而且有望使教師(而不是AI程序員)開發(fā)自己的計算機化課程成為可能。