從個性化學(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,并為教育工作者提供了強大的數(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)閯討B(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,教育進入了創(chuàng)新和有效性的新時代,為更光明的學(xué)習(xí)未來鋪平了道路。
美國佐治亞理工學(xué)院Jill Watson 是教育界最著名的AI 助教,她于2016 年推出,部署到基于知識的人工智能計算機科學(xué)課程的在線論壇上,和一群人類助教一起回答學(xué)生提出的問題。部署后的整個學(xué)期中,學(xué)生甚至沒有意識到Jill Watson 是位AI 助教。經(jīng)過多年發(fā)展,Jill Watson 版本不斷強化,可以迅速設(shè)置,配備給不同年級或?qū)W科領(lǐng)域的班級,回答學(xué)生有關(guān)課程的特定問題。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。


美國倫斯勒理工學(xué)院認(rèn)知和沉浸式系統(tǒng)實驗室(CISL)的研究人員將AI 助手與沉浸式教室環(huán)境相結(jié)合,開發(fā)出了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)漢語的智能教室。學(xué)生置身于360 度的餐廳、花園、市場等場景中,與AI 驅(qū)動的虛擬形象進行漢語口語練習(xí)。學(xué)生可以向服務(wù)員點餐,與北京市場的小販聊天,模仿導(dǎo)師練習(xí)太極拳等。同時,AI 可以解釋學(xué)生的言語和手勢,讓對話進行下去。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)實驗室是一項倫斯勒理工學(xué)院和IBM 研究院多年的合作項目,旨在引領(lǐng)沉浸式認(rèn)知系統(tǒng)的研究和開發(fā)前沿。
美國佛羅里達國際大學(xué)使用DataRobot AI 平臺識別有輟學(xué)風(fēng)險的學(xué)生。佛羅里達國際大學(xué)許多學(xué)生來自低收入地區(qū),或者是家族中的第一代大學(xué)生。學(xué)校利用AI平臺縮短建模時間,將學(xué)生所修學(xué)分的數(shù)量、成績、財務(wù)挑戰(zhàn)等諸多變量納入模型中,利用模型對學(xué)生數(shù)據(jù)進行分析,不斷更新對輟學(xué)風(fēng)險學(xué)生的預(yù)測。學(xué)校得以及時發(fā)現(xiàn)問題學(xué)生,主動為學(xué)生提供學(xué)術(shù)幫助,或者尋找經(jīng)濟援助解決方案,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。

美國佐治亞州立大學(xué)推出AI 聊天機器人Pounce,有效減少了“夏季消融”現(xiàn)象。“夏季消融”指未來的大學(xué)生上大學(xué)的動機在高中結(jié)束和大學(xué)開始之間的暑假“消融”的現(xiàn)象,這對于缺乏資源、支持、指導(dǎo)和鼓勵的低收入少數(shù)族裔學(xué)生最為普遍。佐治亞州立大學(xué)確定學(xué)生面臨的常見入學(xué)問題,包括經(jīng)濟援助申請、分班考試和班級注冊等,將相關(guān)的信息和答案輸入Pounce,學(xué)生可以通過智能設(shè)備上的短信全天候向Pounce 詢問問題。入學(xué)率連續(xù)第四年被美國學(xué)院和大學(xué)列為最大風(fēng)險,美國學(xué)院和大學(xué)需要利用人工智能工具應(yīng)對這個迫在眉睫的威脅。
北京大學(xué)開發(fā)智慧場館系統(tǒng),面向全校師生開放校內(nèi)五大體育場館的場地預(yù)約、裝備租賃等服務(wù),支持Web、App 端訪問及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。以五四運動場為例,在智慧場館系統(tǒng)建設(shè)之前,每月20 多萬的人員流量,靠人力統(tǒng)計任務(wù)量極大且極不精準(zhǔn);系統(tǒng)使用后,人員流量能實時呈現(xiàn),為師生鍛煉提供即時參考,避免場館人員聚集,提升場館使用體驗感、安全性,同時也為管理服務(wù)決策提供準(zhǔn)確依據(jù)。
美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機器人代數(shù)項目重視培養(yǎng)學(xué)生的代數(shù)思維和工程設(shè)計技能,致力于提高機器人技術(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)。機器人代數(shù)項目開發(fā)了一套基于設(shè)計的學(xué)習(xí)單元,結(jié)合機器人、音樂、游戲等達成對學(xué)生的激勵效果,利用機器人技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)造CS-STEM 環(huán)境,將學(xué)生置于技術(shù)豐富的問題解決情境中,學(xué)生必須找到數(shù)學(xué)規(guī)則或原理來解決問題。該項目工程設(shè)計部分的目標(biāo)是教給學(xué)生一種基于研究的系統(tǒng)化方式來解決工程設(shè)計問題。

杜克大學(xué)使用遠程呈現(xiàn)機器人作為教育工具,讓護理本科生能與碩博學(xué)生互動,參與實時模擬。通過機器人遠程呈現(xiàn),碩博學(xué)生能夠在本科生臨床模擬期間提供輔導(dǎo),幫助解決問題和提高溝通技能。在線學(xué)生可以通過使用自己的設(shè)備(可以是平板電腦、電腦或智能手機)遠程控制“DUSON 機器人”,并使用視頻會議軟件進行虛擬呈現(xiàn)。機器人可以從一個房間移動到另一個房間,也可以平移或傾斜顯示器以從各個方向查看。使用遠程呈現(xiàn)機器人的體驗可與面對面的體驗相媲美。當(dāng)前遠程呈現(xiàn)機器人正以多種方式應(yīng)用于高等教育,如遠程呈現(xiàn)機器人可以在圖書館中提供遠程參觀和展示服務(wù)。
斯坦福大學(xué)的研究人員一直在開發(fā)和測試名為“Inquire(詢問)”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)千個新概念以及概念間數(shù)以萬計的關(guān)系,Inquire 正是試圖解決這個問題。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,運載在一款iPad 應(yīng)用程序上,通過關(guān)注學(xué)生與應(yīng)用程序的交互來監(jiān)控學(xué)生閱讀時的注意力。當(dāng)學(xué)生閱讀時,Inquire 通過定義關(guān)鍵術(shù)語和提出問題來鼓勵“主動閱讀”,針對每個人閱讀水平和未來探究方向提出不同問題,促使學(xué)生思考。Inquire 還可以鏈接書中的相關(guān)內(nèi)容,補充照片、視頻和材料,幫助學(xué)生理解他們正在學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
美國瓦爾登大學(xué)部署了3 個AI 虛擬助教:Charlotte、Linda 和 Julian,使學(xué)生與“數(shù)字人”合作,培養(yǎng)溝通和危機管理技能,為就業(yè)做好準(zhǔn)備。
Charlotte 是一個數(shù)字助理聊天機器人,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)的進度。學(xué)生可以通過輸入問題與Charlotte 互動,模型會處理、解釋并做出回應(yīng)。據(jù)稱,成千上萬的學(xué)生在全天候使用該模型,問題解決率超過90%。
Linda 是一個“數(shù)字人”,她幫助學(xué)生進行復(fù)雜的咨詢對話實踐,為許多有志從事社會工作、咨詢和心理學(xué)職業(yè)的學(xué)生提供虛擬模擬,讓他們能夠自測移情能力,幫助學(xué)生完善實踐技巧。
Julian 是由谷歌云的AI 和機器學(xué)習(xí)能力驅(qū)動的AI 助教。Julian 可以自動索引和鏈接課程學(xué)習(xí)內(nèi)容,提供選擇事實、回答問題、釋義練習(xí)和知識筆記等學(xué)習(xí)活動,并為學(xué)生提供反饋。學(xué)生可以通過聊天功能與Julian 對話,鞏固知識,識別學(xué)習(xí)差距。AI 助教能夠提供個性化的教學(xué),滿足成年學(xué)習(xí)者的需求。

美國俄亥俄州立大學(xué)引進送餐機器人,實現(xiàn)從食品供應(yīng)商到校園宿舍最后一英里的送貨服務(wù)。送餐機器人為自動駕駛車輛,可以導(dǎo)航到用戶的位置并在無需人工干預(yù)的情況下交付訂單,并利用算法來優(yōu)化路線,縮短送貨時間。除此以外,送餐機器人有隔熱功能,將食物保持在適當(dāng)?shù)臏囟龋奖阌脩糁苯酉碛谩τ趲熒裕啾扔邳c外賣,送餐機器人幾乎使費用減半,且縮短了送貨時間。在美國,已有十幾所大學(xué)校園使用機器人送餐。

中國人民大學(xué)在采用智能結(jié)算臺實現(xiàn)師生按需取用食物之后,繼續(xù)升級師生的用餐體驗,探索以大數(shù)據(jù)賦能,構(gòu)建減少餐飲浪費的長效機制。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,智慧食堂將師生個人的餐飲消費習(xí)慣、消費記錄和菜品銷售數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng),通過大數(shù)據(jù)分析得出每個食堂的熱門檔口、熱門菜品等信息,形成決策分析報告,配合管理層面的菜品末位淘汰機制,助力食堂實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)供給。智慧食堂甚至可以變成每一位師生實現(xiàn)“私人訂制”的智慧食堂,為每一位師生推送獨一無二的個人就餐數(shù)據(jù)報告,設(shè)計獨一無二的餐飲定制服務(wù),成為每個人健康飲食生活的管家。
深圳大學(xué)與微信支付、騰訊微卡團隊合作,推出了“校園一掌通”服務(wù)。這項服務(wù)允許師生通過掌紋識別進行支付,無需攜帶手機或校園卡。用戶只需在餐廳的刷掌注冊機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的掌形、掌紋和掌靜脈識別技術(shù),避免了隱私泄露和復(fù)制偽造的風(fēng)險,比刷臉支付和指紋支付更快速、更安全,且可以實現(xiàn)無接觸支付。深圳大學(xué)是全國首家支持該服務(wù)的高校,未來還計劃在圖書館、門禁等其他場所試點推廣。
如今,在智慧校園的每一個角落,教育的變革正蓬勃發(fā)展,人工智能前沿技術(shù)早已不動聲色地滲透教室、實驗室、食堂、體育館等。面向未來,隨著人工智能技術(shù)的不斷演進,更多令人興奮的應(yīng)用場景將逐一顯現(xiàn)。從個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。