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2018年3月12日 星期一

Old school no more: AI disrupts the classroom





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來源: 亿欧网


去年,麥肯錫的一份報告中提出,預計到2055年,全球經濟體的有薪工作中,49%將借由改善現有科技而實現自動化。人工智慧正在不斷「替代」各種職位的今天,教師卻被認為是最難以替代的職位。

BBC基於劍橋大學研究者Michael Osborne和Carl Frey的數據體系,分析了365個職業在未來的「被淘汰概率」,其中教師被取代的可能性僅為0.4%。

然而,人工智慧技術不斷應用於教育產業的過程中,市場上已經出現一些AI+教育產品(行業習慣稱之為AIED,即「AI + Education」),對教師的部分工作起到替代或輔助作用。

根據億歐智庫此前發佈的《2018人工智慧賦能教育產業研究報告》中,總結了AIED在教師工作中的五大主流應用場景,分別是英語語音評測、智慧批改+習題推薦、分級閱讀、教育機器人、智慧陪練。其中,開發智慧批改+習題推薦系統,以及教育機器人的企業數量較多,具體如下圖所示:


AI“入侵”教师职业,这五类产品发展迅猛



一、英語語音評測
近年來,台灣與對岸中國中高考改革方案,日益重視對學生英語口語的評測。2017年北京和上海已分別將英語口語考試,納入中考和高考的總分之中,更多省份將在未來幾年逐漸落實英語口語改革方案。中高考改革反向,促進中國英語口語學習的市場需求,AI在該領域的應用也大量出現。

為了學習和測評英語口語的語音,和語調標準度、口語流利度,以及口語表達能力,市場中的創新企業開始研發基於語音辨識、自然語言處理等技術的「英語語音評測」類AIED產品,主流產品類別為「智慧口語考試系統」和「AI口語老師」。


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目前,此類產品的測評結果相對準確,但口語發音本身具有的不確定性,會影響智慧評分結果,如每個人發音習慣、說話語調不同,每個地理區域的人口音不同等情況。

另外,語音採集條件和硬體設備也會影響評分結果,如環境背景音、噪音、不同手機聲卡不同。

現階段英語語音測評類產品的反饋結果,主要是判斷練習者每句發音中單詞的漏讀、錯讀、語法錯誤等情況。對於英語口語語調、連讀等錯誤,還無法實現分析反饋。此外,此類產品存在互動性不足、模式化明顯等缺陷。

二、智慧批改+習題推薦
智慧批改+習題推薦類的AIED產品,主要應用到圖像辨識、自然語言處理、數據挖掘等技術,從教師線上佈置作業,到人工智慧自動批改、生成學情報告和錯題集,而後對教師、家長和學生進行反饋,並根據學生的學情,進行自適應推薦習題。


教師在產品系統中佈置學生課後任務,這些任務會同時通知到學生和家長,學生在紙面上完成作業後,拍照上傳至系統,或直接在系統上完成作業並提交,系統會自動批改學生提交的作業,並生成分析報告。

一方面,家長可以在系統上,監督學生作業完成情況;另一方面,教師透過學生分析報告,可以針對不同學生學習情況,訂製客製化教學方案,同時系統也會整理學生錯題,並為學生智慧推薦習題。


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智慧批改+習題推薦類的AIED產品,將有潛力大規模替代教師批改作業的任務。相對於人工批改,智慧批改可以即時標注錯誤部分和錯誤原因,批改速度更快,批改結果更細緻、更客觀。

並且,此類產品能夠輔助教師對學生作業進行分析,提供客製化的學情分析報告,大大節約了教師與家長溝通的時間,讓家長更清晰地瞭解學生學習情況,監督學生的學習。


從發展現狀方面看,中國大陸目前智慧批改已被主要應用於數學、英語等學科之中,其他學科由於批改準確度等問題,目前尚在研發階段。


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三、分級閱讀
分級閱讀是按照學生,不同年齡段的智力和心理發育程度,為不同學生提供不同的讀物,核心是為學生比對到適合的書。


目前,分級閱讀類的AIED產品,透過數據挖掘、語音辨識、自然語言處理等技術,首先對學生的閱讀水準進行測試,並將書庫的書,按照分級標準進行智慧分級,根據學生的測試結果,比對相應級別的書目,實現智慧推薦的功能。

系統對學生的閱讀情況進行測評,生成分析報告後,教師和家長可根據分析報告,對學生閱讀情況,進行監督並進行針對性練習。其中,英文分級閱讀測評方式,包括學生聽讀、跟讀、測試,中文分級閱讀的測評,是根據學生閱讀時長,和閱讀試題的測評結果。


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傳統的分級閱讀,只是根據學生年齡推薦閱讀書目,無法根據閱讀能力、興趣愛好進行個性化推薦閱讀。分級閱讀類的AIED產品,將有望替代教師在收集書目、推薦書目、閱讀監督等方面的工作。

此類產品的優勢明顯:提高學生閱讀興趣、養成學生閱讀習慣、清晰個人閱讀水準、清楚瞭解閱讀能力變化、教師和家長全方位監測、分析報告快捷精準。

分級閱讀類的AIED產品發展空間巨大,目前該類產品主要集中在英文分級閱讀,中國市場上亟需中文類的分級閱讀產品。同時,中國英文分級閱讀產品的分級方式,主要採用國際分級方式,該方式適用於母語是英語的國外兒童,但對於非英語母語的中國學生的適用性仍有待觀察。

四、教育機器人
教育機器人主要是應用於,兒童早教和STEAM教育(STEAM是Science、Technology、Engineering、Art、Mathematics的縮寫,STEAM教育就是集科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的綜合教育)。

透過語音辨識、圖像辨識、自然語言處理等技術,實現對兒童的陪伴和教育,達到寓教於樂的效果。

教育機器人目前在幼兒園和家庭中使用較多,主要實現陪伴娛樂、輔助學習和生活助手等,兒童教育和生活看護陪伴功能。


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在學校,教育機器人輔助教師教學,增加課堂生動和趣味性。在家庭中,教育機器人擔當起家庭教師的責任,可以進行簡單的英語教學、STEAM教學,同時可以起到幫助家長看護陪伴孩子的作用,解決了教師和家長不能長時間陪伴,和一對一針對性教育的問題。

五、智慧陪練
智慧陪練類AIED產品是針對素質教育,如音樂、美術、書法、圍棋等,透過人工智慧陪練,分析學生的學習程度、進行智能糾錯、生成學情報告。

目前,對岸中國市場,實現智慧陪練的素質類教育領域,主要是音樂陪練,並尚處於早期階段。

音樂智慧陪練產品透過知識圖譜、數據挖掘等技術,對練習者的演奏練習進行智慧糾錯,對演奏者的日常練習,進行客製個人化測評,並生成測評分析報告;此外,該類產品能夠根據練習者的日常練習和測評報告,為練習者提供個性化練琴方案,實現自適應音樂學習。


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智慧陪練替代了教師即時陪練、糾錯,以及對學生的監督工作,在教學過程中充當助教角色,協助配合教師教學工作。智慧陪練類的AIED產品,主要有便捷監督、掌握學生練習狀態、瞭解學生學習水準、提升學習興趣、實即時回饋、精準分析的特點。

除了上述AIED產品外,市場中也出現了一大批針對教育機構、學生的AIED產品。



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