DR. KP THAI - How AI Adaptive Technology can upgrade Education
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人工智慧其實並不是什麼新鮮詞彙。早在幾千年前，人類就在一些故事和傳說中，描繪了技藝精湛的手藝人，可以給人造的東西賦予意識和智慧。當然，這些都僅僅是想像和神話而已。後來，一些哲學家試圖用各種符號的機械移動，來解釋人類思維的過程，開始為人工智慧的真正誕生埋下種子。
1940年，一種可以用抽象的數學邏輯，來控制的電腦誕生了，於是一些科學家開始正式投入，到如何製造出真正意義上的「電子大腦」的研究中。然而，20世紀的研究，似乎只是在證明一點：製造人工智慧這件事情，比人們最初想像的要難得多。投入到這個領域基礎研究的資金一度枯竭，一些人開始懷疑這類研究的意義。
但是，這些困難並沒有徹底湮滅人們，對這一領域的憧憬。到了21世紀，人工智慧研究的重大突破開始不斷湧現，應用領域也開始初現端倪。而這要歸功於大量數據的收集，電腦速度和計算能力的飛速擴張，以及機器學習算法的進步。
人們對人工智慧的認識和期望，也逐漸變得更現實、更科學，大家的注意力，集中在了探索機器學習，在實際生活和商業中的應用場景。
目前，人工智慧已經在製造、服務、零售、醫療健康等行業，開始了一些嘗試性的應用。雖然與科幻小說裡，那些能幹活能思考、能說話的機器人相比差距還不小，但我們已經開始嘗到一些人工智慧的甜頭，比如自動駕駛的汽車、自動診斷疾病的機器人等等。
一些人開始擔心人工智慧，會不會很快在一些領域取代人類，使很多人失業。我個人認為並不需要太擔心。縱觀人類過去幾百年的歷史，機器替代人類的事情已經發生過好幾次了，每次一些工作的消失，都有新的工作隨之誕生。人類智慧的潛力是無窮的，當我們發明出一種新的事物，來代替我們從事的一些相對無趣而辛苦的工作後，我們可以用更多的時間和精力，去發掘我們的智慧，繼續發明出更好的東西為我們服務。
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| The Disadvantages of Artificial Intelligence in Classroom ... |
要想讓這樣的良性循環永遠繼續下去，有一個領域將起到關鍵性作用 —— 教育。隨著人工智慧的發展，人類在社會經濟中的位置也會不斷變化，要讓我們的下一代適應這些變化，並在其中游刃有餘，我們的教育就必須跟上科技的發展，甚至需要比科技的進步更前衛。畢竟，教育的效果是滯後的，孩子們學到的東西，要在幾年甚至十幾年之後才能真正用到。
然而，在過去的一個世紀中，我們的主流教育體系，無論是在西方發達國家，或是飛速前進的發展中國家，都沒有發生過質的變化。不過好消息是，最近十幾年來，教育科技領域，在一大批創業者的推動下，正在經歷著巨大的進步。
這些創業者相信，人工智能不是用來替代人類的，而是用來讓人類更智慧。這些公司從不同的角度運用人工智能，推動著教育的創新，不僅僅使孩子們接受到的教育更人性化、更有趣，而且更個性化、更和科技的發展接軌，為孩子們將來在社會中，發揮自身獨一無二的作用做好準備。
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| Artificial Intelligence (AI) in Education Market - Industry ... |
目前，人工智慧及相關技術，在教育領域的應用主要有以下五個方面：
自適應/個性化學習；
虛擬導師；
教育機器人；
基於編程和機器人的科技教育；
基於虛擬現實/增強現實的場景式教育。
下面我們來看看一些新創公司，是如何在這些領域推動教育革新的。
自適應/個性化學習
每一個人，無論是孩子還是成年人，都有獨特的思維特點和學習方式。比如，有的人喜歡聽別人講述或者和其他人討論，而有的人則更喜歡自己默默地讀書。再比如，有的人喜歡用邏輯和數字來解釋現象，而另一些人則可能習慣用文字和故事來闡釋。
如果用適合自己的方式學習，不僅效率會很高，而且會使學習者保持長時間的興趣。反之，則會學得很慢，甚至導致對學習的厭倦和抵觸。
同時，每個人學習不同的知識和技能的節奏也不同，一旦打破了自然的節奏，學習就會變得枯燥或難以消化。
然而在學校裡幾十人的課堂上，老師只能用一種方法、一個節奏教。要想適應每個孩子的方式和節奏，靠傳統的課堂教學方法是不可能的。
近幾年來，一些新創公司開發出了基於人工智慧的自適應學習系統，幫助學校和老師提供個性化的教學，同時幫助孩子們提高學習效率，激發學習興趣。
什麼是自適應學習呢？簡單地說，就是透過收集和分析學生的學習數據，用人工智慧逐漸勾勒出每個學生的學習方式和特點，然後自動調整教學內容、方式和節奏，使每個孩子都能得到最適合自己的教育。隨著時間的推移，數據累積逐漸增多，人工智慧也就越「聰明」，對學生學習的適應也就越精準，這樣形成良性循環，學生的學習效率越來越高，效果越來越好，學生的信心也隨之增強。
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| eLearning – Design for Smart Sparrow |
位於美國和澳洲的一家名叫「Smart Sparrow」的公司，自2011年成立以來，就致力於為學校和老師開發自適應教學的工具。他們的產品是一款集課程設計、在線上學習、即時反饋、自適應學習、大數據分析、在線上合作學習、智慧輔導等功能於一體的平台。
教師可以使用在線上平台上的工具和內容庫設計課程，教學過程中的每一個環節，都可以加入和學生互動的元素，讓學生透過完成課程中的一些「任務」，來掌握所學的知識。透過這些互動，系統就可以隨時收集學生的學習數據，追蹤學生的學習進度，發現學生學習的瓶頸和困難，從而給予即時反饋和強化。
比如，系統在一些互動練習中，發現一名學生在概念 A 和 B 上有些混淆，於是立即跳出澄清概念的頁面，並指出學生可能沒有理解的要點。學生表示理解了後，會有更多不同形式的互動幫助學生強化理解，直至學生完全理解為止。
同時，老師也可以隨時觀察學生的學習軌跡，調整學習進度。對於學得快的學生，老師可以加入更深的學習內容，或者加快該學生的進度；對於有困難的學生，老師可以給予特別輔導，並適當調整學習內容，讓學生不會感到力不從心。
對於教師來說，這個系統的好處不只是輕鬆為學生提供個性化的教學，而且即時數據和自動分析，給教師提供了大量的資料，使他們對每個學生的瞭解大大加深了。同時，數據可以指導他們不斷改進教學內容，根據班級整體的特點，和每個學生的問題，做出更精準的教學規劃，使教師的教學更有針對性，也節省了大量的寶貴時間。
類似的公司還有很多家，每家切入的角度略有不同，但目的都是一個：讓教育更高效、更有趣、更個性。針對年齡偏小的孩子，一些公司還在自適應學習系統中加入了遊戲化元素，讓原本枯燥的學習變得好玩。
美國的 "DreamBox Learning" 這家公司，就是從小學數學課程的遊戲化這個點切入，設計了一個在遊戲中學數學的平台。這個平台根據學生在遊戲中，和平台的互動及練習中的表現，逐漸推進學生的學習，根據學生的進度調整內容和練習，使學生不知不覺中，就學習了所在年級所要求的所有數學課程。
虛擬導師
課外一對一輔導，在很多國家都是一個不小的市場。由於越來越多的父母沒有時間和精力，幫助孩子在學校之外的學習，很多人不得不請家教，或者將孩子送到一對一輔導學校去。
但是這些一對一的真人輔導價格昂貴，同時由於個人差異，找到最適合孩子的老師，也不是一件容易的事情。最近幾年，一些新創業者開始嘗試，為學生提供在線上「虛擬輔導教師」，利用人工智慧幫助孩子學習。
倫敦就有一家這樣的公司，名叫「Whizz Education」。他們的旗艦產品「Maths Whizz」就是一款線上輔導數學的軟體。這家公司設計了一套，和學校進度相吻合的課後學習課程，學生可以在學習的過程中，隨時提出問題，虛擬老師會為學生一步步解答，並且根據學生的反饋調整解答方式，直到學生掌握為止。
同時，系統的家長端為父母提供實時彙報，使他們能夠隨時掌握孩子的學習情況，瞭解學生是否跟得上學校的進度，有哪些困難等等，同時還可以透過線上互動的方式，鼓勵甚至獎勵孩子，使家長對孩子的監督也變得有趣。
虛擬導師其實也是一種自適應學習系統，只不過焦點在學生的課後自學和答疑，而不是課堂教學上。這個領域目前還在早期發展階段，進一步的推動則依賴於一些關鍵技術的發展，如語音語意的辨識，以及數據的進一步採集和分析。虛擬導師也許幾年內，還不能代替真人輔導，但一定會在課後輔導行業中，逐漸佔有一席之地。
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| Pillar Learning Codi AI Smart Educational Robot for Kids ... |
教育機器人
用機器人充當教育者的角色，直接和孩子交流，已經不只屬於科幻小說了。目前，一些新興的新創公司，正在開發可以成為孩子的老師和朋友的機器人。
位於紐約的「Cogni Toys」在 2015 年推出了一款叫「Dino」的機器人，可以直接和孩子對話。這個機器人在聽到孩子的問題之後，可以自動連接網路尋找答案，並且透過和孩子的交流，逐漸學習和瞭解孩子的情緒和個性。
機器人和孩子交流得越多，對孩子的瞭解就越深，和孩子的對話也就越個性化，越貼近孩子的喜好。當然，這些對話都是有嚴格監控的，避免出現誤導孩子的情況。
目前，機器人能夠流暢交流的話題，還是相對有限。不過這款機器人的背後，一直都有強大的團隊在不斷更新優化，相信機器人會變得越來越人性化，真正成為孩子的良師益友。
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| Primo Toys Cubetto Robot |
基於設計程式和機器人的科技教育
我們所在的時代，可以說是電腦、網路、自動化的時代。所以呢，電腦編程、算法設計、機器人，設計這些科技方面的教育，也就變得非常重要了。一些人甚至宣稱，不久的將來不會設計程式就等於文盲。
這種說法未免有些極端，但是毋庸置疑的是，目前主流的學校教育，並沒有把這類科技教育的重要性放的足夠高，一些國家的學校課程體系中，甚至完全沒有電腦程式設計類的課程。
於是一批創業者就來填補這個空白了。既然程式設計這麼重要，而且會越來越重要，這方面的教育就要從娃娃抓起，越早越好。
一家位於倫敦的年輕的公司「Primo Toys」，就決定從3歲的幼兒開始程式設計教育。他們設計了一款名叫「Cubetto」的「木製機器人」。
這款集教育和娛樂為一體的玩具，帶有一個模組拼板，一些地圖，一本故事書，和一些代表不同指令的木製模組。孩子透過故事書中的描述，透過在拼板上組合不同的模組來控制機器人，使其在地圖上遊歷到故事中描述的不同地方。孩子透過自己動手「創造」機器人，在故事中的旅行，在遊戲中學會了動手，並且接受了最早期的程式設計啓蒙教育。
坐落於加拿大的「EZ-Robot」，則把注意力放在了大孩子甚至成人，對機器人的興趣上。他們出售的機器人產品高度模組化，並且配有詳細的教程。無論是學校老師，還是校外教育機構，甚至是學生自己，都可以用他們的產品，作為學習編程和機器人設計的工具。即使是完全沒有程式設計基礎的人，也可以使用產品配套的可視化操作系統，來設計自己想要的機器人。
基於虛擬現實/增強現實的場景式教育
將虛擬現實（VR）和增強現實（AR）運用在教育中，想像空間是不可估量的，益處也是顯而易見的。課堂不再局限於小小的教室、白板和 PPT，而是整個宇宙。很多家公司，包括網路巨頭谷歌和 Facebook，都傾注了不小的精力，研究如何將 VR/AR 應用到教育中。
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| Immersive VR Education Ltd - Bett Show 2020, 22 - 25 January ... |
位於愛爾蘭的「Immersive VR Education」，就是一家專注於開發 VR/AR 教學內容的公司。他們的旗艦產品之一是「阿波羅 11 號 VR」，用戶只要帶上 VR 眼鏡，就可以「親身」體驗阿波羅 11 號登月的整個過程。不用多解釋，這樣的經歷，一定比老師在課堂上，苦口婆心說幾個小時的效果要好得多。
另一家叫「Alchemy VR」的公司，為了將 VR 場景做得盡可能逼真，選擇和諸如三星、谷歌、索尼、BBC、英國國家自然博物館、澳洲雪梨博物館等多家機構合作，製作 VR 教育內容。這家公司製作的「大堡礁之旅」，就是和 BBC 紀錄片團隊合作的產物，讓全世界各地的學生都有機會，潛入澳洲湛藍的海水，學習珊瑚礁的生態環境。
人工智慧在以上五個教育科技領域的應用，都還處於早期探索的階段，但是潛力都是巨大的。相信透過新創業者們的努力，和教育工作者的支持，人工智慧一定會為教育帶來一輪變革，讓我們的教育更智慧，幫助我們的孩子，做好迎接未來的準備。
作者：胡珉，英國劍橋大學博士、北京大學學士。曾在倫敦創辦高端求職培訓公司，幫助包括劍橋、牛津、倫敦政治經濟學院、帝國理工等英國頂尖高校的畢業生培養職場軟實力。曾任歐洲頂級策略咨詢公司咨詢顧問，為眾多行業的企業高管和投資人，提供策略和投資咨詢服務。
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