从硅谷科技公司对AI人才的需求和培养,看AI+教育的前景 | 小雨智媒

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人工智能技术能够在教育各个环节,收集到学生的学习数据,然后结合算法分析,最终结合学生的情况为其规划私人订制般的学习路径。

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黄申博士,2015年美国杰出人才,微软学者,IBM ExtremeBlue天才计划成员。现任LinkedIn全球资深数据科学家。拥有20余篇国际论文和30多项国际专利。超过20年机器学习和大数据领域的经验,曾任职于微软亚洲研究院、IBM研究院、eBay中国研发中心高级科学家。出版过多本技术书籍和专栏,累计读者超过10万人。

Part.1  了解AI教育

今天的主题是人工智能教育,简称AI教育。有些朋友可能对这个话题并不熟悉,没关系,咱们从头开始说。

大概1年前,有个朋友邀请我在某个在线教育平台“极客时间”上发布一个课程,主要内容是关于如何利用数学知识,提升程序员的综合素质。人工智能整体上学生非常认同我这门课,购买的人数几个月就突破了2万人。不过,通过一些读者提出的疑问,以及和他们的交流,我发现这种讲座形式的几个问题:第一,学生的背景不同,对课程的理解和掌握程度也不同。例如有的人数学和计算编程的基础很好,他们就会觉得有些章节过于简单。相反,有的人不是计算机专业科班出身,数学背景不强,他们认为有些章节讲解的还不够细,或者缺乏相关知识的铺垫。第二,教学过程缺乏互动性。虽然每一节的讲座我都有思考题,读者和我也可以通过留言区进行问答,但是实时性比较差。作为专栏的作者,你不可能实时在线和所有的人互动,如果碰到像我这样人在国外、存在时差的情况,滞后性就更加明显。第三,内容缺乏持续性。尽管我和编辑在撰写专栏之前,进行了用户的调研。但是,随着学习的深入,读者们会提出自己的想法和问题,或者对新增内容的期望。对于作者来说,要在短时间内对整体的方向进行把控,做出准确的研判,难度还是相当大的。不由自主地,我想到了人工智能教育,也就是大家常说的AI教育,它也许是一个很契合的解决方案。说到这里,你可能会好奇,什么是AI教育啊?为什么它提升我们的学习体验呢?为了回答这些问题,咱们先来看看人工智能AI是什么。你可能每天都在听说“人工智能”,“AI智慧”,“机器学习”等关键词,但是它们究竟是指什么?难道机器已经可以思考,甚至是代替人类了吗?其实,人工智能这个词被提出来,要追溯到60多年。当时的计算机系统已经得到了一定程度的发展,而从事计算机研究的科学家认为,机器应该可以进入到一个新的阶段。在这个阶段里,机器不再只是严格遵从我们给它的指令,而是通过一定程度的“思考”来完成更难一些的任务。我们不要小看这个概念,它的提出对我们人类来说可是具有划时代的意义。这是因为,一旦机器能拥有自己的“智能”,那么计算机领域将发生翻天覆地的变换,这绝对是信息世界的一场“工业革命”。在上世纪五十年代到七十年代,人们期望机器能够进行逻辑推理,比如今天的天气预报是下雨,那么计算机就应该知道出门要带伞。到了七十年代中期,人们又把注意力转移到知识系统,通常是由人先对知识进行总结,然后再教给计算机,比如告诉计算机一辆汽车由哪些主要的部件组成。从上世纪九十年代开始,人们希望机器可以根据海量的数据,自己进行学习,这最终演变为目前非常流行的机器学习,比如给计算机提供大量的图片和对应的标签,使用深度学习的算法,让机器识别哪些是猫的图片,哪些是狗的图片。时至今日,人工智能和机器学习已经在很多方面改变了我们的日常生活。就像你在日常生活中看到的,人脸识别广泛应用在手机解锁的验证,银行、机场、火车站等场所的身份认证等等。人们不用再记忆并输入密码,而只需要提供自己的脸,就能让系统识别自己。语音识别让诸如亚马逊的Alex和苹果公司的Siri语音助手,更加成熟和实用,尤其是对于老年人或者残障人士来说,仅仅通过语音就能完成和各种系统的基本交互,实在是太贴心啦。还有些智能技术正在逐步改变我们的生活,例如无需司机的无人驾驶汽车,陪伴我们聊天的仿生机器人等等。相信这些都会在不久的未来,进入平常百姓人家。

Part.2 硅谷的AI教育产业

那么咱们回到今天的话题,这个AI如何能帮助到教育产业呢?在我个人看来,AI可以针对我之前提出的3大问题,对现有在线教育的模式进行创新。第一个创新是个性化教育。我的数学专栏,并不是所有的内容都适合所有的程序员。现代人才的教育,讲究的就是个性化,也就说按照每个人不同的智力水平、性格特征、兴趣爱好等个性差异,进行“因材施教”。在传统教育模式中,“因材施教”靠的是老师的能力,但是一位老师水平再高,也没有办法对成千上万的人进行个性化辅导。而人工智能系统就可以充分发挥机器覆盖面广、执行速度快、准确度高的特点。人工智能技术能够在教育各个环节,收集到学生的学习数据,然后结合算法分析,最终结合学生的情况为其规划私人订制般的学习路径。第二个创新是拟人化的互动。线下教育的一大优势就在于互动性。老师和学生之间有面对面的交流,代入感很强。可是在线教育往往缺乏互动性。尽管现代的视频和音频技术都很成熟了,但是地域、时间或者老师资源的限制,仍然让很多在线的课程都无法提供很好的师生互动。时间一长,学生的惰性就会占据上风,学习效果难以保证。人工智能的一个重要研究方向就是模拟人类的行为,比如最近几年特别火的聊天机器人等等。这些技术可以模拟老师,和学生进行情景对话、甚至是进行互动性的测评。不仅节省了老师的精力和时间,还可以让学生在互动中体会学习的乐趣,受到正向的激励,增加学习的成就感。第三个创新是及时的发现学习的趋势。传统的教学,通常都是有经验的老师,根据自己的多年的教学,制定教程并进行讲学。可是现代社会知识涉及的面非常广泛,而更新换代的周期也很短,完全靠人的经验和常识判断,往往是不够的。而人工智能在这方面也有得天独厚的优势,它可以收集海量的学习反馈,结合科技趋势,自动的发现哪些课题是当下的热门,从而大幅提升课程内容的质量和价值。更重要的是,这种内容更新的过程,可以做到不间断式地、迭代地、无缝地集成,让学生每天都有可能学到最新的知识。我说了这些,你可能觉得有点抽象。为了让你有更具象的认识,咱们来看看硅谷的AI教育产业,最近几年发展出哪些前沿产品。首先,咱们来看看一个美国Summit公立学校和比尔盖茨基金会、Facebook合作的项目(https://www.facebook.com/summitpersonalizedlearning/),这个项目使用了聊天机器人进行基础的课程辅导。人工智能这个项目最大的亮点在是作为虚拟顾问的聊天机器人,能根据学生的实际水平和能力来调整工作和课程。这样,学生就可以按照自己的进度进行学习。聊天机器人甚至可以与每个学生进行对话,找出他们落后之处。然后,系统利用这些数据制定一个完全个性化的学习计划,并重点放在相对落后的科目上。接下来我们要介绍的是DreamBox Learning(https://www.dreambox.com),这家专注于中小学阶段的数学教育,为学生提供两千多个课程,以动画冒险,游戏和挑战的形式呈现。人工智能Dreambox Learning成立于2006年,当前在美国和加拿大有将近300万学生和12万名老师使用这个平台。其产品根据学生的提问内容和解决问题的方式,实现问题的动态区分和适配。除此之外,Dreambox Learning还为老师提供了专业发展的建议,以帮助他们了解学生的学习进度情况。



最后一个是来自旧金山教育科技公司Edwin的产品(https://edwin.ai/),这些产品利用人工智能技术,帮助英语学习者刷题并准备考试。人工智能Edwin的第一款产品应该是在脸书(Facebook)上发布的一个聊天机器人。学生所有的学习过程都在脸书Messenger这个聊天软件中进行,聊天机器人会根据你选中的语言来指导你学习,例如西班牙语、俄语、韩语、日语等等,备考的模块包括“托业”和“托福”。



拿中国学生最熟悉的 “托福”备考为例, Edwin的机器人包含了四十多种不同的学习工具,也从来不会疲倦,随时在线,并根据学习者的需求个性化匹配课程。它还能根据学生的练习完成情况对应修改后续课程,针对他们的薄弱点进行训练,俨然就是一个英语“私教”以上是今天分享的主要内容。可以看到AI教育正在蓬勃发展之中。当然,要走的路还很漫长,在相当长的时间里,我们还不可能让机器完全替代老师。但是在很多方面,人工智能技术都可以逐步地提升老师和学生的效率,无论是对技术产业还是对教育产业来说,这都是一个好消息。

Part.3  问答环节

Amy:请您介绍一下目前在美国兴起的大型开放式网络课程MOOC(massive open online course)的情况。黄博士:在过去的几年,MOOC在美国发展的非常迅速。我觉得主要分3个大的方向,第一类是以Coursera、Udemy等为代表的专业性教育,包括计算机、数学、工程等领域。它们的用户主要针对程序员、数据科学家、架构师等专业人士。第二类是以Lynda.com为代表的职场教育。除了一些基本的技术技能之外,这类教育还会强调领导力、团队协作、沟通技巧等等。该公司2015被LinkedIn 天价收购,也充分证明了这类教育对于职场人士的价值。第三类是以k12.com、connectionsacademy.com为代表的K12教育。K12教育是美国基础教育的统称。 “K”代表Kindergarten幼儿园,“12”代表12年级,相当于我国的高三。目前美国的K12教育系统已经有百年历史,是时候进行数字化的变革了,而K12的在线化是迈出的第一大步。Amy:据悉,MOOC也正在大规模进入亚洲,请您预测一下MOOC未来在中国的前景。

黄博士:这几年在中国,MOOC可谓是风生水起。像和名人大咖合作的“得到”,允许普通老百姓自己创作的“喜马拉雅”,再到专注IT领域的“极客时间”等等。涉及的面可以说非常广了,大致完成了跑马圈地的阶段。无论是美国还是中国的MOOC,它们都利用了现代网络技术所带来的便利性,可以让学生随时随地进行学习,因此它们可以获得巨额融资与快速扩张。不过,在我看来,这些网站都还没有充分挖掘人工智能这项技术的潜力,还谈不上对传统教育领域进行了天翻地覆的革新,这里面还有巨大的机会。当然,教育的本质还是教育,好的内容也是必不可少的,所以说对教育理解深刻的公司,如果能充分利用AI技术,那么将有很大的机会跑出独角兽。中国的教育和美国的教育相比,很多方面都有自己的特色,因此我觉得AI教育也是中国在人工智能领域改超美国的一个良好契机。对于从事这个行业的中国企业来说,关键是要深入分析国情,结合顶尖的科研力量,培育适合中国人自己的AI教育产业。


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