從個(gè)性化學(xué)習(xí)到智能輔導(dǎo)系統(tǒng),人工智能徹底改變了教育,為學(xué)生提供量身定制的學(xué)習(xí)體驗(yàn),并為教育工作者提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析工具。人工智能在教育中的影響是不可否認(rèn)的,它將傳統(tǒng)教室轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)和自適應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展,教育進(jìn)入了創(chuàng)新和有效性的新時(shí)代,為更光明的學(xué)習(xí)未來(lái)鋪平了道路。
美國(guó)佐治亞理工學(xué)院Jill Watson 是教育界最著名的AI 助教,她于2016 年推出,部署到基于知識(shí)的人工智能計(jì)算機(jī)科學(xué)課程的在線論壇上,和一群人類助教一起回答學(xué)生提出的問(wèn)題。部署后的整個(gè)學(xué)期中,學(xué)生甚至沒(méi)有意識(shí)到Jill Watson 是位AI 助教。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,Jill Watson 版本不斷強(qiáng)化,可以迅速設(shè)置,配備給不同年級(jí)或?qū)W科領(lǐng)域的班級(jí),回答學(xué)生有關(guān)課程的特定問(wèn)題。Jill Watson 還發(fā)展了連接在線學(xué)生與課堂學(xué)生的功能,幫助解決在線學(xué)生虛擬課堂的社交障礙,輔助建立起學(xué)生之間相互支持的、富有活力的學(xué)習(xí)社群。
美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院認(rèn)知和沉浸式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(CISL)的研究人員將AI 助手與沉浸式教室環(huán)境相結(jié)合,開(kāi)發(fā)出了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)漢語(yǔ)的智能教室。學(xué)生置身于360 度的餐廳、花園、市場(chǎng)等場(chǎng)景中,與AI 驅(qū)動(dòng)的虛擬形象進(jìn)行漢語(yǔ)口語(yǔ)練習(xí)。學(xué)生可以向服務(wù)員點(diǎn)餐,與北京市場(chǎng)的小販聊天,模仿導(dǎo)師練習(xí)太極拳等。同時(shí),AI 可以解釋學(xué)生的言語(yǔ)和手勢(shì),讓對(duì)話進(jìn)行下去。課程以游戲或任務(wù)的形式呈現(xiàn)。認(rèn)知和沉浸式系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室是一項(xiàng)倫斯勒理工學(xué)院和IBM 研究院多年的合作項(xiàng)目,旨在引領(lǐng)沉浸式認(rèn)知系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)前沿。
美國(guó)佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)使用DataRobot AI 平臺(tái)識(shí)別有輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的學(xué)生。佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)許多學(xué)生來(lái)自低收入地區(qū),或者是家族中的第一代大學(xué)生。學(xué)校利用AI平臺(tái)縮短建模時(shí)間,將學(xué)生所修學(xué)分的數(shù)量、成績(jī)、財(cái)務(wù)挑戰(zhàn)等諸多變量納入模型中,利用模型對(duì)學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,不斷更新對(duì)輟學(xué)風(fēng)險(xiǎn)學(xué)生的預(yù)測(cè)。學(xué)校得以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題學(xué)生,主動(dòng)為學(xué)生提供學(xué)術(shù)幫助,或者尋找經(jīng)濟(jì)援助解決方案,幫助學(xué)生留在學(xué)校,提高了學(xué)生的成功率和畢業(yè)率。
美國(guó)佐治亞州立大學(xué)推出AI 聊天機(jī)器人Pounce,有效減少了“夏季消融”現(xiàn)象。“夏季消融”指未來(lái)的大學(xué)生上大學(xué)的動(dòng)機(jī)在高中結(jié)束和大學(xué)開(kāi)始之間的暑假“消融”的現(xiàn)象,這對(duì)于缺乏資源、支持、指導(dǎo)和鼓勵(lì)的低收入少數(shù)族裔學(xué)生最為普遍。佐治亞州立大學(xué)確定學(xué)生面臨的常見(jiàn)入學(xué)問(wèn)題,包括經(jīng)濟(jì)援助申請(qǐng)、分班考試和班級(jí)注冊(cè)等,將相關(guān)的信息和答案輸入Pounce,學(xué)生可以通過(guò)智能設(shè)備上的短信全天候向Pounce 詢問(wèn)問(wèn)題。入學(xué)率連續(xù)第四年被美國(guó)學(xué)院和大學(xué)列為最大風(fēng)險(xiǎn),美國(guó)學(xué)院和大學(xué)需要利用人工智能工具應(yīng)對(duì)這個(gè)迫在眉睫的威脅。
北京大學(xué)開(kāi)發(fā)智慧場(chǎng)館系統(tǒng),面向全校師生開(kāi)放校內(nèi)五大體育場(chǎng)館的場(chǎng)地預(yù)約、裝備租賃等服務(wù),支持Web、App 端訪問(wèn)及6 種支付渠道,提供可視化健身指數(shù),支撐數(shù)據(jù)分析與管理決策。以五四運(yùn)動(dòng)場(chǎng)為例,在智慧場(chǎng)館系統(tǒng)建設(shè)之前,每月20 多萬(wàn)的人員流量,靠人力統(tǒng)計(jì)任務(wù)量極大且極不精準(zhǔn);系統(tǒng)使用后,人員流量能實(shí)時(shí)呈現(xiàn),為師生鍛煉提供即時(shí)參考,避免場(chǎng)館人員聚集,提升場(chǎng)館使用體驗(yàn)感、安全性,同時(shí)也為管理服務(wù)決策提供準(zhǔn)確依據(jù)。
美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人代數(shù)項(xiàng)目重視培養(yǎng)學(xué)生的代數(shù)思維和工程設(shè)計(jì)技能,致力于提高機(jī)器人技術(shù)演示和教授 STEM的能力(STEM 是科學(xué) 、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)結(jié)合的跨學(xué)科綜合教育)。機(jī)器人代數(shù)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了一套基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)單元,結(jié)合機(jī)器人、音樂(lè)、游戲等達(dá)成對(duì)學(xué)生的激勵(lì)效果,利用機(jī)器人技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)造CS-STEM 環(huán)境,將學(xué)生置于技術(shù)豐富的問(wèn)題解決情境中,學(xué)生必須找到數(shù)學(xué)規(guī)則或原理來(lái)解決問(wèn)題。該項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)部分的目標(biāo)是教給學(xué)生一種基于研究的系統(tǒng)化方式來(lái)解決工程設(shè)計(jì)問(wèn)題。
杜克大學(xué)使用遠(yuǎn)程呈現(xiàn)機(jī)器人作為教育工具,讓護(hù)理本科生能與碩博學(xué)生互動(dòng),參與實(shí)時(shí)模擬。通過(guò)機(jī)器人遠(yuǎn)程呈現(xiàn),碩博學(xué)生能夠在本科生臨床模擬期間提供輔導(dǎo),幫助解決問(wèn)題和提高溝通技能。在線學(xué)生可以通過(guò)使用自己的設(shè)備(可以是平板電腦、電腦或智能手機(jī))遠(yuǎn)程控制“DUSON 機(jī)器人”,并使用視頻會(huì)議軟件進(jìn)行虛擬呈現(xiàn)。機(jī)器人可以從一個(gè)房間移動(dòng)到另一個(gè)房間,也可以平移或傾斜顯示器以從各個(gè)方向查看。使用遠(yuǎn)程呈現(xiàn)機(jī)器人的體驗(yàn)可與面對(duì)面的體驗(yàn)相媲美。當(dāng)前遠(yuǎn)程呈現(xiàn)機(jī)器人正以多種方式應(yīng)用于高等教育,如遠(yuǎn)程呈現(xiàn)機(jī)器人可以在圖書館中提供遠(yuǎn)程參觀和展示服務(wù)。
斯坦福大學(xué)的研究人員一直在開(kāi)發(fā)和測(cè)試名為“Inquire(詢問(wèn))”的“智能教科書”原型。大學(xué)科學(xué)教科書復(fù)雜到令人生畏,典型的大學(xué)生物學(xué)教科書介紹了數(shù)千個(gè)新概念以及概念間數(shù)以萬(wàn)計(jì)的關(guān)系,Inquire 正是試圖解決這個(gè)問(wèn)題。Inquire 是一本與人工智能技術(shù)深度融合、內(nèi)容豐富、交互功能多樣的智能教科書,運(yùn)載在一款iPad 應(yīng)用程序上,通過(guò)關(guān)注學(xué)生與應(yīng)用程序的交互來(lái)監(jiān)控學(xué)生閱讀時(shí)的注意力。當(dāng)學(xué)生閱讀時(shí),Inquire 通過(guò)定義關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和提出問(wèn)題來(lái)鼓勵(lì)“主動(dòng)閱讀”,針對(duì)每個(gè)人閱讀水平和未來(lái)探究方向提出不同問(wèn)題,促使學(xué)生思考。Inquire 還可以鏈接書中的相關(guān)內(nèi)容,補(bǔ)充照片、視頻和材料,幫助學(xué)生理解他們正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
美國(guó)瓦爾登大學(xué)部署了3 個(gè)AI 虛擬助教:Charlotte、Linda 和 Julian,使學(xué)生與“數(shù)字人”合作,培養(yǎng)溝通和危機(jī)管理技能,為就業(yè)做好準(zhǔn)備。
Charlotte 是一個(gè)數(shù)字助理聊天機(jī)器人,可以導(dǎo)航課程內(nèi)容,幫助學(xué)生在課程中緊跟任務(wù)和作業(yè)的進(jìn)度。學(xué)生可以通過(guò)輸入問(wèn)題與Charlotte 互動(dòng),模型會(huì)處理、解釋并做出回應(yīng)。據(jù)稱,成千上萬(wàn)的學(xué)生在全天候使用該模型,問(wèn)題解決率超過(guò)90%。
Linda 是一個(gè)“數(shù)字人”,她幫助學(xué)生進(jìn)行復(fù)雜的咨詢對(duì)話實(shí)踐,為許多有志從事社會(huì)工作、咨詢和心理學(xué)職業(yè)的學(xué)生提供虛擬模擬,讓他們能夠自測(cè)移情能力,幫助學(xué)生完善實(shí)踐技巧。
Julian 是由谷歌云的AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)能力驅(qū)動(dòng)的AI 助教。Julian 可以自動(dòng)索引和鏈接課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,提供選擇事實(shí)、回答問(wèn)題、釋義練習(xí)和知識(shí)筆記等學(xué)習(xí)活動(dòng),并為學(xué)生提供反饋。學(xué)生可以通過(guò)聊天功能與Julian 對(duì)話,鞏固知識(shí),識(shí)別學(xué)習(xí)差距。AI 助教能夠提供個(gè)性化的教學(xué),滿足成年學(xué)習(xí)者的需求。
美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)引進(jìn)送餐機(jī)器人,實(shí)現(xiàn)從食品供應(yīng)商到校園宿舍最后一英里的送貨服務(wù)。送餐機(jī)器人為自動(dòng)駕駛車輛,可以導(dǎo)航到用戶的位置并在無(wú)需人工干預(yù)的情況下交付訂單,并利用算法來(lái)優(yōu)化路線,縮短送貨時(shí)間。除此以外,送餐機(jī)器人有隔熱功能,將食物保持在適當(dāng)?shù)臏囟龋奖阌脩糁苯酉碛?。?duì)于師生而言,相比于點(diǎn)外賣,送餐機(jī)器人幾乎使費(fèi)用減半,且縮短了送貨時(shí)間。在美國(guó),已有十幾所大學(xué)校園使用機(jī)器人送餐。
中國(guó)人民大學(xué)在采用智能結(jié)算臺(tái)實(shí)現(xiàn)師生按需取用食物之后,繼續(xù)升級(jí)師生的用餐體驗(yàn),探索以大數(shù)據(jù)賦能,構(gòu)建減少餐飲浪費(fèi)的長(zhǎng)效機(jī)制。一方面,智慧食堂將學(xué)校各食堂、餐廳的菜品種類和風(fēng)味等基礎(chǔ)信息錄入系統(tǒng),作為數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ);另一方面,智慧食堂將師生個(gè)人的餐飲消費(fèi)習(xí)慣、消費(fèi)記錄和菜品銷售數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng),通過(guò)大數(shù)據(jù)分析得出每個(gè)食堂的熱門檔口、熱門菜品等信息,形成決策分析報(bào)告,配合管理層面的菜品末位淘汰機(jī)制,助力食堂實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供給。智慧食堂甚至可以變成每一位師生實(shí)現(xiàn)“私人訂制”的智慧食堂,為每一位師生推送獨(dú)一無(wú)二的個(gè)人就餐數(shù)據(jù)報(bào)告,設(shè)計(jì)獨(dú)一無(wú)二的餐飲定制服務(wù),成為每個(gè)人健康飲食生活的管家。
深圳大學(xué)與微信支付、騰訊微卡團(tuán)隊(duì)合作,推出了“校園一掌通”服務(wù)。這項(xiàng)服務(wù)允許師生通過(guò)掌紋識(shí)別進(jìn)行支付,無(wú)需攜帶手機(jī)或校園卡。用戶只需在餐廳的刷掌注冊(cè)機(jī)處錄入掌紋信息并綁定校園碼,即可使用刷掌支付功能。刷掌支付采用了先進(jìn)的掌形、掌紋和掌靜脈識(shí)別技術(shù),避免了隱私泄露和復(fù)制偽造的風(fēng)險(xiǎn),比刷臉支付和指紋支付更快速、更安全,且可以實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸支付。深圳大學(xué)是全國(guó)首家支持該服務(wù)的高校,未來(lái)還計(jì)劃在圖書館、門禁等其他場(chǎng)所試點(diǎn)推廣。
如今,在智慧校園的每一個(gè)角落,教育的變革正蓬勃發(fā)展,人工智能前沿技術(shù)早已不動(dòng)聲色地滲透教室、實(shí)驗(yàn)室、食堂、體育館等。面向未來(lái),隨著人工智能技術(shù)的不斷演進(jìn),更多令人興奮的應(yīng)用場(chǎng)景將逐一顯現(xiàn)。從個(gè)性化教育到智能化校園管理,AI 將為學(xué)生創(chuàng)造更智能、更便捷的生活和學(xué)習(xí)環(huán)境,以助于充分挖掘?qū)W生潛能。