【芥末翻】是芥末堆全新推出的一檔學(xué)術(shù)欄目，由芥末堆海外翻譯社群的小伙伴們助力完成。我們致力于將全球經(jīng)典或是前沿的教育理念、教育技術(shù)、學(xué)習(xí)理論、實踐案例等文獻(xiàn)翻譯成中文，并希望能夠通過引進(jìn)這類優(yōu)質(zhì)教育研究成果，在全球教育科學(xué)的推動下，讓更好的教育來得更快！

本文選自培生集團(tuán)研究報告《Intelligence Unleashed ：An argument for AI in Education》，作者 Rose Luckin，Wayne Holmes，譯者康琳，魏來，lilac，編輯阿槑。圖片來源：maxpixel

編者注：本期是芥末翻連載培生AI+教育的研究報告第三周，有兩個目的：第一，給感興趣的非專業(yè)讀者解釋AIEd是什么，如目標(biāo)、實現(xiàn)方式及作用機(jī)制。只有確保一定程度的了解，我們才能走出AI的科幻印象及由此產(chǎn)生的恐懼。第二個目的：闡述AIEd現(xiàn)在及未來能為學(xué)習(xí)帶來的影響，以提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。

>>前文請戳：

【芥末翻】打開學(xué)習(xí)的“黑匣子”，我們?nèi)绾卫斫?AI+教育？

【芥末翻】人工智能教育系統(tǒng)能為學(xué)習(xí)提供哪些支持？

AIEd 的未來與人工智能(AI)的未來密不可分。AI 技術(shù)與消費市場的結(jié)合吸引了大量研發(fā)人員涌入該行業(yè)。目前創(chuàng)新和發(fā)展的速度超過以往，當(dāng)前 AI 的普及意味著 AIEd 的創(chuàng)新應(yīng)當(dāng)成為商業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注點之一。

在本章節(jié)中，我們展望前沿理論和實踐的發(fā)展，希望看到新技術(shù)的研發(fā)，以及AIEd帶來的進(jìn)步。這一切都充滿機(jī)遇與挑戰(zhàn)。我們試著從積極的角度看待這些發(fā)展，并在此著重傳達(dá)一種振奮人心的可能性，即 AIEd 必將改變教育。

AIEd 幫助學(xué)習(xí)者獲得 21 世紀(jì)技能

人們?nèi)找嬲J(rèn)識到，21 世紀(jì)技能對于當(dāng)前和未來的就業(yè)是必不可少的，許多組織和團(tuán)隊都在推進(jìn)這一技能列表。舉個例子，世界經(jīng)濟(jì)論壇提出了 16 種技能，分為三大類:

我們普遍認(rèn)同這些能力在當(dāng)下及未來都非常重要，并且應(yīng)當(dāng)成為終身學(xué)習(xí)的一部分。但要實現(xiàn)這個目標(biāo)，至少有兩大挑戰(zhàn)需要解決：

• 開發(fā)信度和效度指標(biāo)，方便追蹤學(xué)習(xí)者的能力發(fā)展水平，包括一些難以衡量的特征，比如創(chuàng)造力和好奇心。

• 我們需要更好地理解，培養(yǎng)這些能力最有效的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)環(huán)境是怎樣的。

AIEd 有助于解決這兩大挑戰(zhàn)：

首先，AIEd 借助工具和技術(shù)來進(jìn)行細(xì)粒度分析，這使我們能夠追蹤每位學(xué)習(xí)者的知識和能力的發(fā)展情況，因為學(xué)習(xí)者長期通過與系統(tǒng)互動來學(xué)習(xí)。對個體學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)記錄進(jìn)行收集和解讀，我們能夠了解學(xué)校、學(xué)區(qū)和全國整體的進(jìn)展。

目前已經(jīng)有越來越多的數(shù)據(jù)收集設(shè)備如生理數(shù)據(jù)、語音識別和眼球追蹤 ，將使 AIEd 系統(tǒng)能夠為目前難以評估的能力提供新的依據(jù)。例如，在實踐類學(xué)習(xí)場景下，涉及問題解決與團(tuán)隊合作，通過語音識別（確認(rèn)團(tuán)隊的分工，分別在做什么和說什么）和眼球追蹤（調(diào)查每個學(xué)習(xí)者在某一特定時刻的關(guān)注點）等數(shù)據(jù)，能夠解決其評估問題。

第二，當(dāng)學(xué)習(xí)者更多地使用 AIEd 系統(tǒng)，我們將能夠收集大量教學(xué)和學(xué)習(xí)實踐的數(shù)據(jù)，來判斷哪些模式是最有效的。這些數(shù)據(jù)將使我們能夠跟蹤不同的教學(xué)方法下學(xué)習(xí)者的進(jìn)步，反過來，這將使我們能夠開發(fā)一個動態(tài)目錄，在不同的環(huán)境下，為各類知識和能力匹配最佳教學(xué)和學(xué)習(xí)方式。

重要的是，我們還能夠?qū)W(xué)習(xí)者的進(jìn)步與學(xué)習(xí)環(huán)境聯(lián)系起來，然后在 AIEd 系統(tǒng)中構(gòu)建環(huán)境模型。目前已經(jīng)有納入環(huán)境因素的新方案，比如實體或虛擬空間，可用的學(xué)習(xí)工具，包括課程、技術(shù)和書籍等。 

隨著時間的推移，這些模型將使我們有能力為不同的學(xué)習(xí)環(huán)境匹配最佳教學(xué)方法。并能夠幫助我們弄明白如何調(diào)整環(huán)境因素(如技術(shù)、教師和環(huán)境的組合)，以改善教學(xué)效果，這都有助于學(xué)習(xí)者習(xí)得知識以及 21 世紀(jì)能力。

AIEd 將推動測評系統(tǒng)的再生

我們贊同彼得·希爾和邁克爾·巴伯在《(Preparing for a Renaissance in Assessment)》中所提到的，學(xué)習(xí)有三個核心組成部分(課程、教學(xué)，與評價)，而評價正在阻礙我們的前進(jìn)。我們還同意“技術(shù)是解決方案一部分”的說法。我們判斷，在不久的將來，AIEd 將能夠改進(jìn)教學(xué)評價方法的三個關(guān)鍵因素。

>>AIEd 將提供實時評價來促進(jìn)學(xué)習(xí)

在教學(xué)中更多地使用技術(shù)，能夠幫助我們收集教師和學(xué)習(xí)者的海量數(shù)據(jù)。我們已經(jīng)開始分析并研究這種 “大數(shù)據(jù)”。例如，高精度的分析結(jié)果已經(jīng)用于預(yù)測學(xué)習(xí)者從在線課程中“退學(xué)”的概率。

 AI 技術(shù)將提升學(xué)習(xí)分析的精確度，以獲得跟學(xué)習(xí)者取得成功、應(yīng)對挑戰(zhàn)和自身需求等方面的相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)而用于改進(jìn)學(xué)習(xí)。例如，AIEd 系統(tǒng)使得學(xué)習(xí)分析能夠識別學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)外語(或是一個棘手?jǐn)?shù)學(xué)方程式)時的信心和動機(jī)變化。

這些信息也可以用于為學(xué)習(xí)者提供及時干預(yù)措施，輔助其學(xué)習(xí)，既可采用技術(shù)支持、教師特別關(guān)注，也可以是兩者的結(jié)合。

>>AIEd 幫助我們了解學(xué)習(xí)的最新進(jìn)展

除了實時性，從數(shù)字化教學(xué)中收集的數(shù)據(jù)將為我們提供新的視角，而這些在傳統(tǒng)的評估中無法獲得。例如，除了識別學(xué)習(xí)者是否給出了正確答案外，還可以分析數(shù)據(jù)集，以幫助教師了解學(xué)習(xí)者如何得出答案。數(shù)據(jù)還可以幫助我們更好地理解認(rèn)知過程，如記憶和遺忘曲線，以及這些對學(xué)習(xí)效果的本質(zhì)影響。AIEd 分析還可以確定學(xué)習(xí)者是否感到困惑、無聊或沮喪，幫助教師理解和提高學(xué)習(xí)者的情緒準(zhǔn)備。

>>AIEd 將幫助我們超越結(jié)果性評價

如 Kristen DiCerbo 和 John Behrens 在《數(shù)字海洋對教育的影響(Digital Oceanon Education)》中所提到的，AIEd 研究人員在過去 25 年中開發(fā)的模型和技術(shù)已經(jīng)獲得大量學(xué)和教的數(shù)據(jù)，它們可以帶給我們更多有價值的信息，以便對學(xué)習(xí)者進(jìn)行過程性評估。

通過AIEd系統(tǒng)對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動進(jìn)行持續(xù)分析，我們不需要再使用現(xiàn)有的結(jié)果性評估。相比此前基于對學(xué)習(xí)者所學(xué)的碎片化內(nèi)容進(jìn)行評價的傳統(tǒng)評估，AIEd 驅(qū)動的評估有助于構(gòu)建有意義的學(xué)習(xí)活動，可能是一個游戲或一個合作項目，并且能夠評估一切學(xué)習(xí)(和教學(xué))活動。 

AIEd 將實踐來自學(xué)習(xí)科學(xué)的新理論

AI 和 AIEd 一直是跨學(xué)科領(lǐng)域，展望未來，AIEd 將繼續(xù)借助心理學(xué)和教育神經(jīng)科學(xué)等學(xué)科的新理論，以更好地了解學(xué)習(xí)過程，從而構(gòu)建更準(zhǔn)確的模型，更好地判斷和影響學(xué)習(xí)者的成功、動機(jī)和毅力。

>>以教育神經(jīng)科學(xué)為例

保羅·霍華德 - 瓊斯是布里斯托大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)和教育學(xué)教授，他在著作中提到了一個實例，即神經(jīng)科學(xué)能夠輔助 AIEd 系統(tǒng)的設(shè)計。他在著作中提到，當(dāng)學(xué)習(xí)與不確定獎勵關(guān)聯(lián)在一起時，學(xué)習(xí)效果可以得到提升，即學(xué)習(xí)者知道完成任務(wù)時會得到獎勵，但是不能確定獎勵內(nèi)容。這在傳統(tǒng)教育中是難以實現(xiàn)的，在傳統(tǒng)教育中獎勵與成功直接關(guān)聯(lián)。

不確定的獎勵在電子游戲世界中更常見，目前教育游戲的設(shè)計倍受關(guān)注，使用不確定獎勵來吸引學(xué)習(xí)者并提高他們的學(xué)習(xí)效果。將 AIEd 技術(shù)添加到這些教育游戲的設(shè)計中， 并基于學(xué)習(xí)者的水平給予不同的響應(yīng)，使獎勵更能夠匹配學(xué)習(xí)者。

>>以心理學(xué)為例

多年來，Carol Dweck，斯坦福大學(xué)最著名的心理學(xué)家，一直在探索“思維模式”（mindsets） 在學(xué)習(xí)中的作用。他們區(qū)分開那些相信智力不會隨時間變化的學(xué)習(xí)者(“固定型思維”，fixed mindset)與那些相信他們的能力可以提高的人(“成長型思維”，growth mindset ) 。有成長型思維的學(xué)習(xí)者將挑戰(zhàn)看作是要克服的事情；他們更堅持并重視努力學(xué)習(xí)，這使得他們作為學(xué)習(xí)者獲得了更多的成功。越來越多的證據(jù)表明，改變思維模式，對學(xué)習(xí)者的成績和成就測試得分有重大的影響。

在幫助學(xué)習(xí)者培養(yǎng)思維模式方面，技術(shù)的作用已經(jīng)有所體現(xiàn)；事實上，Carol Dweck 的團(tuán)隊已經(jīng)開發(fā)出一款軟件Brainology，該軟件可提供內(nèi)容和支持，以促進(jìn)成長型的形成。AI將會帶來更多可能性。例如，借助AI，系統(tǒng)可以適應(yīng)學(xué)習(xí)者的目標(biāo)和思維，或者幫助學(xué)習(xí)者發(fā)展積極的心態(tài)。借助更精細(xì)化的學(xué)習(xí)者模型，我們能了解學(xué)習(xí)者的思維模式及其變化，并相應(yīng)地調(diào)整教學(xué)，包括向教師提供有針對性的反饋，使每個學(xué)習(xí)者以最有效的方式培養(yǎng)成長型思維。

AIEd 將為我們提供終身學(xué)習(xí)的伙伴

在古代中國，每位皇子都有侍讀和太傅，也許中國皇帝知道他們的皇子在與他人一起學(xué)習(xí)時，效率會更高；同樣，當(dāng)代心理學(xué)也持有相同觀點。

20 世紀(jì) 80 年的早期，AIEd 研究通過學(xué)習(xí)輔助系統(tǒng)可以將這個古老的模式帶入現(xiàn)實。這些系統(tǒng)為每位學(xué)習(xí)者提供了基于計算機(jī)的協(xié)作學(xué)習(xí)伙伴。同伴的作用是通過協(xié)作和競爭來激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)熱情。同伴也可以作為學(xué)習(xí)者的指導(dǎo)對象?；谟嬎銠C(jī)的教師為學(xué)習(xí)者提供了實例和指導(dǎo)，并決定了待解決問題的順序和內(nèi)容。

下一代學(xué)習(xí)伙伴有巨大的潛力改變未來的教和學(xué)，開發(fā)學(xué)習(xí)同伴并不存在技術(shù)障礙，可以通過課堂內(nèi)外的學(xué)習(xí)來陪伴每位學(xué)習(xí)者。這些終身學(xué)習(xí)伙伴可以設(shè)在云端，通過多種設(shè)備訪問，并根據(jù)需要離線操作。

學(xué)習(xí)伙伴可能會扮演特定領(lǐng)域的專家，具備某個領(lǐng)域的專業(yè)知識，而非全部領(lǐng)域。此外，這個伙伴可以幫助學(xué)習(xí)者培養(yǎng)成長型思維，從而促進(jìn)學(xué)習(xí)。因為這類系統(tǒng)可以幫助所有學(xué)習(xí)者獲得最匹配其需求的學(xué)習(xí)資源，該系統(tǒng)更適合于努力的學(xué)習(xí)者以及那些高成就動機(jī)的學(xué)習(xí)者。 

>>聲明

本翻譯僅作了解之用，并非用于學(xué)術(shù)研究或商業(yè)決策。芥末堆海外翻譯社群的小伙伴們力求將關(guān)鍵理念與思想更廣泛地傳播至中文區(qū)域，故部分表達(dá)可能與原文有所差異。如需使用，請查證原文。