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松鼠AI智适应教育首席科学家崔炜:用 AI 将个性化学习规模化

2020-10-14 13:52:03

  (快报网 8月13日讯)近日,2018全球与机器人峰会(CCF-GAIR)在深圳召开,峰会由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)承办,得到了宝安区政府的大力指导,是国内人工智能和机器人学术界、工业界及投资界三大领域的顶级交流盛会,旨在打造国内人工智能领域最具实力的跨界交流合作平台。

  CCF-GAIR 2018延续前两届的“顶尖”阵容,提供1个主会场和11个专场(仿生机器人,机器人行业应用,计算机视觉,智能安全,金融科技,智能驾驶,NLP,AI+,AI芯片,IoT,投资人)的丰富平台,意欲给三界参会者从产学研多个维度,呈现出更富前瞻性与落地性相结合的会议内容与现场体验。

  大会第三天的“AI+专场”,松鼠AI首席科学家崔炜博士作为第三位演讲嘉宾,发表了题为“让每个孩子身边都有AI超级老师”的精彩演讲,为我们描绘了一幅未来教育的美好图景。作为CCF-GAIR峰会的主要环节之一,雷锋网“2018年度AI最佳成长奖”也同期隆重揭晓,松鼠AI凭借卓越的技术实力、良好的商业能力从众多入围企业中脱颖而出,最终获得AI+教育板块“2018年度AI最佳未来成长奖”。

  崔炜博士介绍,每个学生的学习能力和知识掌握程度不尽相同,传统课堂统一教学无法满足学生的个性化学习需求。不同学生对于教学风格的偏好程度也不一样,成绩好的可能喜欢能切中要害的年长教师,成绩差一点的可能喜欢风格轻松活泼的年轻老师。过去学生弥补知识漏洞主要靠“题海”战术,其实80%都是无效劳动,因为80%的题目他已经掌握了。这些都严重影响了学生的学习效率和效果。

  为此,?V学教育从2014年开始研发人工智能自适应学习系统“松鼠AI”。松鼠AI智适应学习引擎包含学生画像、内容模型、教学模型和预测模型四大模块。该系统内含不同类型的教学资源,可以根据学生画像进行精准的教学内容匹配。学习过程中系统会实时监测和评估学生的学习效果,诊断知识薄弱点。同时系统还能预测学生学习某个知识点的效果,以及所需的时间,从而制定最优的战略性学习路径。

  2017年至今,松鼠AI先后在多个城市举行了“人机大战”。让AI智适应学习系统和经验丰富的公立学校老师进行公平公正的对决,结果显示人工智能自适应学习系统的教学效果要优于人类教师。

  崔炜博士表示,松鼠AI希望AI老师能够解决学习效率的问题,让人类老师从备课、授课、批改作业中解放出来,更多从事“育人”的工作,培养学生的想象力与创造力。他认为,未来教育是“人机共教”,AI超级老师将是苏格拉底、达芬奇和爱因斯坦的结合体。

  以下是崔炜博士的全部演讲内容,雷锋网做了不改变原意的整理与编辑:

  大家下午好,我叫崔炜,来自上海?V学教育、松鼠AI。非常感谢雷锋网提供机会,让我们作为教育企业的代表在这里分享过去三四年间,我们在人工智能+教育这个垂直行业的应用和实践经验。我今天分享的主题是“让每个孩子身边都有AI超级老师”。

  人工智能无处不在,涉及我们生活的方方面面。我们看到的应用主要集中在计算机视觉(包括图像识别、安防、安检)、自然语言处理、文字理解等领域。图像识别和自然语言处理在教育行业也有所应用,比如一些批改作业的工具。

  我们做的AI教育应用跟这些不大一样。我们的做法类似AlphaGo和IBM沃森,希望AI模拟一个优秀老师的知识经验和教学经验。我们的使命是通过AI和大数据技术因材施教,将个性化学习规模化,让每一个孩子都能按照自己的特点去学习。过去我们一直在朝这个方向努力。

  传统教育模式的弊端

  我们为什么要做这件事情?因为传统课堂教育无法满足所有学生的需求。这种模式比较适合授新课,因为所有学生对新课内容都不太了解,处于同一起点。但每个学生的学习、接受能力和智力水平不尽相同,一堂课下来,不同学生的学习效果千差万别。课后复习等也会影响到学习效果,随着时间推移,学生对知识的掌握程度会逐渐拉开距离。

  一名优秀的教师通常可以做到两点:一是精准诊断学生的问题;二是为学生制定个性化的学习方案。这样一名优秀教师需要几十年的教学经验积累,这些经验只可意会不可言传,难以复制和传承。即使传授给新教师,后者也需要在教学实践中不断打磨和积累,就像老中医一样。尤为重要的是,学生数量十分庞大,而教师队伍相对较少。老师的时间、精力有限,不可能照顾到每一个学生,为其提供个性化的学习。

  近年来人工智能取得了很大的发展,我们相信人工智能是人类智力的延伸。以AlphaGo为例,六七年前大家认为下围棋需要人类的全局观,这是人工智能无法模拟的,所以它取代不了人类。但AlphaGo推翻了这种观念,它在短短几年时间里学会了人类历史上的几十万步棋,而且还进化了几十万步。它证明人工智能确实可以在某些方面超过人类,做人类做不到的事情。

  再比如IBM的沃森,它可以模仿优秀医生做诊断,给出治疗方案,而且给出的治疗方案优于一般医生。我们相信,人工智能在教育领域也能像在医疗、围棋、德州扑克等领域一样,超越人类,将传统教育模式下无法规模化的个性化学习进行普及。

  我们去医院看病,打喷嚏可能是因为着凉,也可能是因为发热和过敏性鼻炎。过敏性鼻炎又有几种诱因,可能是花粉过敏,也可能是粉尘过敏。只有精准找出病因才能更好地治疗。学习也是如此,只有精准诊断出每个学生的特点和薄弱知识环节,才能更高效地学习。

  自适应学习

  这里就要提到自适应学习。自适应学习在国外并不陌生,已经有20多年的历史,从最早规则化的自适应到现在基于人工智能的自适应。自适应学习能够更加精准地定位每个学生的特点,为其提供高效的个性化学习方案。

  过去我们主要依据分数判断学生对知识的掌握程度。传统考试只是对学生知识水平的粗略评估,受考试范围(考试不可能覆盖所有知识点)和学生考试心态影响。采用人工智能算法后,我们可以更精准地定位学生对每个字的熟练程度,全方位覆盖学生对所有知识点的掌握情况,并及时有效地让其针对薄弱点进行个性化学习,哪里不会学哪里。

  我们会精准地给学生推荐最合适的学习内容,学生学习水平低就推荐容易的内容,程度还可以就推荐难一点的内容。过去学生弥补知识漏洞的做法通常是“题海战术”,其实80%都是无效劳动,因为80%的题目他已经掌握了。而且不同学生会与不会的东西不同,传统模式下所有学生的学习内容和课后作业完全一样,无法因材施教。

  自适应学习在国外已经开始应用,覆盖了不同国家、不同年龄层,从小学、初中、高中到职业教育的几百个学科。其效果得到了很好的验证,无论对小学生还是初中生,文科生还是理科生,都可以带来成绩的提升。

  ?V学教育从2014年开始研发人工智能自适应学习系统,并在2015年底、2016年初正式上线了国内第一个针对K12学生的人工智能自适应学习产品“松鼠AI”。我们的产品完整覆盖了所有学习流程,学生只需要有一台、一个账号和网络就可以登录到系统中,AI会像老师一样给学生带来个性化学习。

  下面介绍一些案例,展示学生通过系统学习之后的效果。比如,有一个学生之前一点都不喜欢写作文,无论怎么要求、激励他都不愿意写。在我们这里学习一个礼拜后,能够写500字的作文了。

  还有一个初中生,在初三进行中考冲刺的时候使用了我们的系统,总成绩提升了近100分。我们的产品对中考复习和冲刺特别有效,能够诊断学生所有的知识漏洞,并有针对性地帮助其解决知识薄弱问题。

  还有一位同学,他之前上过很多辅导班,也使用了各种产品,但英语成绩一直没什么提升。用了我们的产品后,在没有任何老师干预的情况下,依靠自主学习成绩从63分提升到了120分。最后受到副校长的全校表扬,当时学校只表扬了两名学生,一名是个学霸,另一名就是他。

  AI老师提升学习效率的奥秘

  我们是如何做到这一点的呢?我们会在学生的学习过程中实时监测和评估,通过数据分析构建学生画像,掌握他对每一个知识点的熟练程度。然后以此为基础,为其规划最佳学习路径和学习解决方案。

  我们可以做到像一个优秀老师,不仅给学生做诊断和规划,还为他制定战略性的学习策略。比如一个面临中考冲刺的学生,要在两个月内学习100个知识点。我们依据他过往的学习情况判断,他两个月内无法完全掌握这100个知识点。那么我们就会优先让他学习考试中出现频率较高、分数占比较高,而且学起来比较容易的知识点。因为如果100个知识点全部学习就只能蜻蜓点水,最后每个知识点都掌握不好。假如把时间精力放在重要知识点上,把它钻研透,就能在考试中稳稳得分。这才是最高效的学习方式。


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