双方向、定标准,美国教育这样应用AI

EduBrain
2020/03/19 15:29 Comment(s)

双方向、定标准,美国教育这样应用AI

市场研究公司Technavio在报告中预测,未来三年美国使用AI工具的学校将达到48%。AI已经成为未来几年影响教育发展的关键因素,那么美国是如何在教育中应用AI的?

2019年1月,研究公司Gartner的调查显示有37%的组织“以某种形式使用了AI”,在过去四年里,使用人工智能的企业增长了270%。AI在组织和企业中的使用率正在逐年上升,在学校也同样如此。


市场研究公司Technavio在《2018-2022年美国教育领域的人工智能市场 》(Artificial Intelligence Market in the US Education Sector 2018-2022)报告中预测,未来三年美国使用AI工具的学校将达到48%。将达到48%。那么美国是如何在教育中应用AI的?

普及计算机编程与AI课程


1、计算机编程教育


2016 年,咨询公司Gallup的调查结果有40%的美国学校开设了编程课。技术公司HackerRank发布的《2017年开发者技能报告》(2017 HackerRank Development Skill s Report)显示,少儿编程教育渗透率最高的国家是美国,达到44.8%,中国的少儿编程教育渗透率为0.96%。


为了推进和规范计算机编程教育,美国制定了多项标准,其中通用和主流的是CSTA K12 CS Standers(美国计算机教师协会 K12 计算机教育标准,简称CSTA标准),CSTA标准将K12阶段计算机科学学习分为3个等级,并对各个等级学生要达到的水平提出了要求,内容包含了概念(concept)和实践(practice)。


CSTA由美国计算机协会(ACM)在2004年成立,是Computer Science Teachers Association(计算机科学教师协会)的简称。2011年、2016年CSTA分别发布了K12阶段计算机科学标准,为美国各州、地区的学校制定本地化课程大纲提供指导。


2、K12阶段AI课程


2018年,AAAI(Association for the Advancement of Artificial Intelligence,美国人工智能促进协会)联合 CSTA、AI4ALL(由李飞飞发起的非盈利项目)共同发布了“AI for K12”项目。




这个项目为面向 K12 学生的AI教育制定一套标准指南,定义不同年级的学生关于人工智能、机器学习和机器人应该了解哪些内容,同时搭建在线AI教育资源目录,指导并促进K12AI资源开发。


多功能的数字助理


1、教学大数据


传统方式收集到的教学数据大多是视频、教学评估和学生的成绩,这些数据的收集一方面需要耗费大量的人力和物力,另一方面也不能进行有效的数据分析。


美国应用AI技术进行教学数据的收集和分析,快速分析老师或学生的个人数据、学生与老师之间、学生与学生之间的交互性数据


重视教学大数据的另一个原因是,获得即时反馈是有效教学的前提。传统的教学评估周期较长,错过了教学调整的最佳时间。在每堂课后即时获取教学数据反馈,对教学设计的快速优化,是更高效的教学方式,也有助于成绩的提升。


2、个性化学习


教育的挑战之一是人们学习的速度并不相同。有些人擅长于具有分析思维能力的“左脑”思维,而有些人则更具有创造力、文学和沟通能力的“右脑”思维。传统教育要求所有的学生按照同一节奏学习和掌握知识,实际上伤害了部分学生的学习兴趣。


人工智能为个性化学习提供了技术支持。在深度挖掘教学数据的基础上,与智能化分析相结合,使系统向学生推送的学习资源、学习活动、学习任务更加精准、个性化,有利于学生的高效学习。


美国中小学利用AI技术对学生的学习进度进行内容探索和测试,再定制个性化的学习路径和内容,让每个学生都可以按照自己的步调前进。美国亚利桑那州立大学在使用个性化学习后,通过率提高了17%,退学率下降了56%,45%的学生提前四周完成学习任务。


3、作业批改


作业批改和电子阅卷能帮助教育工作者减轻日常工作的负担。无论年级高低,教师都会花费大量时间在这项工作上。美国大学一般需要助教协助处理作业,在美国中小学,尤其是经费不多的公立学校,教师的工作量多且繁杂,改作业更是加重了老师的负担。


AI可以替代老师进行评分和作业批改,把老师从重复的工作中解放出来,从而使其有更多的时间与学生交流互动。另外,如果系统发现很多学生都做错了同一道作业题,就会提示老师在该知识点上给予学生更多的指导,或是讲解更多相关的习题,调整下一步的教学活动。


Q博士有话说


除了普及编程和AI教育、使AI成为数字助理,美国的学校也通过AI实现学校教育管理智能化、改善学校安全,通过内容监控软件自动过滤和识别正在搜索自我伤害内容的学生,进行适当的心理健康干预。


从美国学校对AI的应用,我们发现AI+教育有两个主要方向:一则是信息化教育,即面向中小学生普及计算机科学和AI技术的相关知识;二则是教育信息化,即利用AI技术对现有教育进行全面升级。


无论是信息化教育还是教育信息化,AI带给教育更多的发展机遇。清帆科技提供的标准型教室AI智慧课堂解决方案,正在为全国14座城市20所学校的教育工作者提供基于AI技术的教学分析、资源和工具。


关于AI对教育的重构及伦理问题,清帆科技将联合国内外教育专家、技术专家持续地探索和改善这一关系到未来教育的重要命题。


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