AI 4教育

人工智能如何帮助确保教育的可持续性?

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尽管在教育领域为实现可持续未来作出了努力,并在2030年普及初等教育方面取得了进展,但中等和高等教育的完成率仍然面临重大挑战。

通过皮埃尔·阿德里安·哈纳尼亚法拉·达布杜布.

作为社会进步和知识的守护者,教育是可持续发展委员会在联合国《21世纪议程》中可持续发展的核心指标之一(联合国经济和社会事务部,2001年)它作为一项主要人权和推动健康与福祉、社会公平、信任与稳定以及赋权方面的进步的关键作用,在塑造国民经济和长期经济增长过程中产生了共鸣(联合国,1992年;联合国,2020年).

可持续发展目标4“优质教育”强调教育不平等,呼吁实现各级入学率和包容性优质教育,包括弱势儿童、残疾儿童或其他特殊需要儿童、移徙和流离失所儿童、土著儿童、以及农村贫困儿童(联合国,2015年)。具体而言,该目标旨在实现免费普及小学和中学教育,并确保公平获得负担得起的高质量技术、职业和高等教育。它还呼吁消除性别和财富差距(教科文组织,2021年;开发署,2021年).

尽管在教育领域为实现可持续未来作出了努力,并在2030年普及初等教育方面取得了进展,但中等和高等教育的完成率仍然面临重大挑战。特别是发展中国家的贫困、武装冲突和进一步的地区危机阻碍了教育的进步(开发署,2021年).

数字世界中的教育——强化教育之旅

考虑到我们所处的数字时代,大数据的出现正在改变教育等知识环境。在学生和教师的学习和教学过程中,数据和人工智能(AI)可以发挥的作用是改变游戏规则的。通过应用先进的学习分析和提取数据驱动的洞察到学生的行为、需求和技能,孩子的学习潜力可以被释放,并提高教育机构的运营效率。

在全球范围内,这一新的潜力已经被注入了多个国家战略——从瑞典人工智能领域的学位课程到“国家人工智能方法”的一部分(瑞典政府办公室,2018年)到中国“新一代人工智能发展规划”背景下的人工智能园区建设(欧盟委员会,2018年;路透社,2018年;路透社,2018年)最后是荷兰的STAP计划,该计划投资2亿欧元,为公民提供人工智能培训机会和数字技能,报告“人工智能战略行动”中提到(荷兰政府,2019).

鉴于这一趋势,虚拟企业凯捷举办的工作坊国际电欧预赛赔率联与联合国机构国际电联合作,就人工智能在实现可持续发展目标(SDG)中的作用提供了人工智能和数据对教育机构影响的快照,并专门针对该领域举行了一次会议。

将人工智能应用到黑板上——这项技术的前景和潜力

教育中的人工智能可用于提高学生学习成果、促进个性化和改善受教育机会,特别是女孩和弱势儿童。和凯捷的四个公共歌赛游乐场,AI技术可以从以下四个方面来看待增强教学和学习的解决方案。

1.智能自动化与教育相关的管理流程

激活社会进步的第一个杠杆是智能使用数据和自动化之间的混合。当应用于繁重的日常任务时,它可以减轻行政部门的负担,并有助于在更短的时间内解决所有公民的问题。

这个教育部(DfE)在英国,该部门负责儿童服务和教育,从早年到高等教育和学徒制,旨在减少手动处理所有形式的数字通信的需要,并提高其对收到电子邮件的反应率。该部门与凯捷公司合作,建立并实施了ed是同类最佳的机器人过程自动化(RPA)解决方案,用于处理收到的电子邮件,以便更快地跟进,并为最关键的案例(涉及风险儿童的电子邮件)留出更多时间。

如何将更多的时间分配到教育最关键的方面,这一问题确实是AI能够帮助的进步的关键。例如,分级和课程开发等管理任务占用了大量时间,减少了教师与学生进行高质量深入互动的时间。自动创建课程或实施论文评分机,92%的时间与人匹配(联合国教科文组织,2019年)–通过增强智力援助–可以帮助教师将时间投入课堂并满足学生的需求。

2.加强与儿童的互动

随着移动技术的进步,通过实时聊天界面与人们进行实时通信已成为一种普遍的可能性,为教育环境的所有参与者增加了互动渠道。

在教育部门,可扩展的基于人工智能的教育聊天机器人可以提供个性化建议,并在儿童和青年,特别是残疾和健康受损的学生的学习过程中提供支持。虚拟导师有潜力为学生和教师提供关于他们学习的分析(穆斯林等人,2020年)并提供互动式外语培训,帮助学生提高阅读、口语和写作技能(阮等人,2019年).

3.发现教育异常

在许多国家,教室都满了,教师没有时间真正为每个学生提供适当的资源。这可能导致个人失败,并产生长期影响,例如辍学。机器学习技术可用于研究模式,以识别实时异常。

目前学校面临的主要挑战之一是世界各地不断上升的学生辍学率。关于欧洲,一个令人担忧的问题是,平均有10%的学生在获得更高学位之前辍学。不完整的高等教育可能会阻碍欧洲2020战略“让至少40%的30-34岁的人完成高等教育,从而提高整体教育水平”的目标(欧盟委员会,2015年)减少辍学率和提高高等教育的完成率是实现这一目标的关键政策之一。

为了支持学校,凯捷荷兰公司开发了一个预测模型,通过利用机器学习技术,能够早期识别可能辍学的学生。考虑到大约33000个样本观测值和大约1800个辍学观测值,并考虑到类别不平衡性,对于模型尚未训练的观测值,预测准确率为91%。因此,基于人工智能的预测工具允许早期干预,并帮助教师给予受影响学生更多的关注,以确保他们不会影响他们的教育。

4.帮助学校和教师进行决策

人工智能比异常检测更进一步,它可以作为教育领导者的决策支持,帮助他们利用数据和见解做出更明智的决策。这可以采取模式识别预测事件发生的形式,例如,在辍学风险发生之前检测出辍学风险。

在法国,过去几年来,法国学生在数学和阅读领域的成绩下降,分数较低,略高于经合组织的平均水平,令人担忧(2019年经合组织).凯捷法国与国家教育部合作,基于对学习方法影响的评估,实现自适应学习解决方案:PISA研究框架内的数学应用产生了数百万条日志,直到2016年才进行分析。数据科学算法被用来观察教学方法的影响,通过分析结果和记录在同一练习多年。这使得揭示学习路径和评估学习方法的影响成为可能。

墙上的另一块砖头?AI4教育中需要解决的风险

在利用人工智能寻求教育可持续性的过程中,社会将需要评估技术的影响从何处开始,从何处停止。事实上,在保护儿童数据、隐私和数字权利方面,具体的路线图尚未制定,而详细阐述如何弥合全球数字鸿沟以促进平等获得人工智能应用的优势将非常重要。

事实上,人工智能的引入正在挑战数字鸿沟,即那些能够使用信息通信技术(ICT)的人和那些不能使用ICT的人之间的差距,因为强大的数字基础设施和数据是人工智能技术的支柱。考虑到非洲互联网使用率低,只有28.2%(国际电联,2019年),缺乏连通性和电力在最不发达国家(LDC),学生,最重要的是女孩,在发展中国家和最不发达国家将会留下,而教育机构和学生访问数字基础设施“将成为第一个获得这些技术带来的好处”(国际电联,2018年).

另一个关切涉及算法时代儿童的权利,包括保护儿童不受因种族、族裔、性别或经济地位而受到的歧视。例如,直到今天,由于种族集中的地区,美国仍然存在学校隔离和随之而来的教育不平等。克罗地亚葡萄牙比分直播考虑到学业成绩与工作表现呈正相关,只使用高中位置数据训练的算法可能会给较少的有色人种学生分配较高的排名,即使就读于条件较差的学校,也无法识别出表现优秀的学生(达林·哈蒙德,2018年).在这种情况下,人工智能系统中的种族偏见对少数族裔学生进入学术水平较差的学校的未来产生了不利影响。

另一个紧迫的问题涉及数据收集的道德和透明度,最重要的是保护儿童的数据和隐私。访问教育系统和集中个人学生和教师信息,包括地址和学业成绩,可能会增加网络犯罪的风险,并导致基于人工智能和数据的构建需要与抵御网络攻击的弹性策略齐头并进。

最后一个挑战,就像在其他以人为核心的领域一样,是在人类和技术之间建立一种可持续的关系。教师和学生都需要为在学校中应用人工智能做好准备,以便更好地使用这项技术。从发展的角度看,技术能力不强的国家和地区在教育中采用这些智能解决方案将面临更多的困难。此外,可信的人工智能在项目的早期阶段涉及到所有参与者的循环,包括研讨会和变更管理。

AI用于教育–提高学习成果、公平性和包容性

教育一直是而且仍然是摆脱贫困和困苦的一个重要关键。然而,2018年约有2.6亿儿童和青年无法接受教育(联合国教科文组织,2018年)此外,大多数州被迫暂时关闭学校,这是由于持续的新冠肺炎大流行而导致的安全措施。在这方面向在线学习的过渡暴露了学校系统中的巨大差距,并证明了技术辅助学习的必要性。上述解决办法表明,人工智能有可能加速实现以教育为目标的可持续发展目标4。

然而,人工智能的好处必须适用于所有儿童和成人。因此,响应国家政策需要考虑以下几个方面时,将AI纳入他们的教育体系,拥抱大数据和学习分析的潜力。

  • 为教育机构和学生提供数字基础设施,以确保公平和包容。
  • 在问责性和透明度方面对人工智能进行监管,以消除算法中的偏见,保护学生免受种族、种族、性别或经济地位的歧视。
  • 加强教育数据保护,防止数据滥用;匿名化信息,使学生无法连接到数据;使用数据加密,使分析人员无法解释数据。
  • 在基本ICT能力之外建设人工智能能力,为教师和其他教育利益相关者在人工智能时代做好准备。

AI技术可以通过四种方式来增强教学和学习解决方案。想知道更多吗?查看我们的AI4教育观点在这里。

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