當人工智慧照進生活，教育發生了怎樣的改變

2020年,人工智慧大大改變了兒童的學習方法。本章故事的主人公是一位住在中國湖北的少女林悠小朋友,今年9歲。頭腦聰明的她覺得學校的課程很無聊,但後來她與個性化自適應學習系統(PAS)相遇,找到了適合自己的學習方法。

住在中國湖北的林悠小朋友的故事

林悠坐在教室里,一動不動地盯著掛在牆上的時鐘。「還有334秒就下課了,333秒、332秒……」9歲的林悠就讀於湖北省黃岡市的一所小學,她等下課等得不耐煩了,已經徹底坐不住了。老師批評了林悠,但林悠還是在時鐘指向下午3點的那一瞬間,跑出了教室,往外婆家飛奔而去。進入11月,外面還不是非常冷。林悠雖然只有9歲,但個子已經很高,雙腿像馬拉松選手那樣細長而有力量。中途林悠差點撞上了無人駕駛汽車,但車子檢測到林悠的存在,恰到好處地停了下來。

由於林悠的媽媽總是工作到很晚,所以林悠每天放學後都會到外婆家去。到了外婆家後,林悠脫了鞋,上了二樓,進了曾經是媽媽卧室的房間,關上了房門。接著她從包里拿出了平板電腦,接上電源,打開了個性化自適應學習系統(PAS)App。今天的PAS課程中,是通過宇宙空間中的實驗來學習重力知識。林悠從上周開始就很期待這堂課。

這時,外婆敲了敲門,打開門從縫隙中露出了臉。「回來的時候好歹說聲『我回來了』啊。手洗了嗎?廚房裡有小餅乾,你自己吃。外婆還要去開店,有什麼事就叫我。」外婆說完這句話,就輕輕關上了門。林悠聽完外婆的話,眼睛只從屏幕上離開了一瞬間,微笑著回答道「好」,便立刻又盯著屏幕看了。如今全世界的兒童可以連接PAS程序,一起上課。

同班同學中不僅有中國人,還有日本人、孟加拉國人和奈及利亞人等。宇航員的課程很受歡迎,全世界共有30萬人在同時上課。林悠也想向自己憧憬的宇航員提問,因而十分認真。林悠提問時使用的是母語中文,但系統能夠將問題自動翻譯成英語並傳達給宇航員,同時也自動翻譯成其他同學的母語傳達給他們。反過來,宇航員回答問題用的是英語,內容也會通過自動翻譯機,轉換成中文回復給林悠,還會轉換成其他母語為非英語的同學的本國語言傳達給他們。

上完課後,到了討論時間。電腦屏幕上會顯示虛擬環境中各小組討論的內容。這時候也一樣,對著麥克風說母語,自動翻譯機便能將其轉換成各位學生的母語再傳達給他們。聊天小組裡發言最多的是住在德國的克里斯,林悠很喜歡聽克里斯說在德國的生活。孟加拉國的同學雖然看起來只有6歲,但他在討論中的發言總能一針見血,敏銳程度超過了其他同學。幾天前他所居住的城鎮遭遇了大洪水,他現在正在避難所里連接PAS。林悠也不服輸,用一針見血的發言回復了他。每次討論林悠都很享受不同年齡不同國籍的同學的發言。

課程結束後,便到了評價時間。屏幕上會顯示有關今天學習內容的幾個需要確認的問題,然後通過自動成績評價系統來打分。林悠的討論評分一直都很高。如果有不懂的地方,PAS會很詳細地進行解說,因此能幫助林悠透徹地理解問題。最後,系統會給出下次上課前的作業,當天的課程便結束了。

林悠結束了今天的課程後,坐在椅子上伸了個懶腰。想起宇航員上的課,她自言自語道:「將來我想成為一名宇航員。但是也不想放棄像爸爸那樣成為一名醫生的夢想啊。」林悠很有天分,也很喜歡學習。她覺得學校的課程很無聊,甚至還因為過於無聊將課本上的內容一字一句全都背了下來。正在那時,林悠住在上海的阿姨小曾女士把PAS介紹給了她。

曾女士是林悠媽媽的妹妹,在自家公司生產的新款平板電腦終端上安裝了PAS的App之後,在去年林悠生日時作為生日禮物送給了她。林悠就讀的小學,為了解決學習程度差異的問題,也打算從明年開始在課程中引入PAS系統。不過林悠在阿姨的幫助下,已經能夠很熟練地使用PAS了。現在她能夠參加符合自己學習水平的課程,還可以在任何一個地方按照自己的進度進行學習,對此她感到十分滿意。

和同學在網上聊了一會兒天之後,林悠開始做學校布置的作業。對於林悠來說,學校的作業非常簡單,因此很快就做完了。等她回過神來時,發現已經晚上6點半了。林悠的肚子有點兒餓,就到一樓的廚房,給自己倒了滿滿一杯牛奶,拿了放在廚房餐桌上的一片餅乾吃了起來。外公外婆在家旁邊經營著一間便利店,現在已經快到打烊了。喝完牛奶,放在餅乾旁的外婆的智能手機響了起來。林悠看了下手機屏幕,發現是阿姨打來的電話。她接起電話,電話那頭傳來了久違的阿姨的聲音。「哎呀,原來是林悠啊,你身體好嗎?現在在做什麼呢?」林悠回答:「挺好的。在媽媽下班來接我之前,我都在用PAS學習呢。我把電話轉給外婆。」說著,她就把電話交給了還在店裡的外婆。瞬間,隔壁傳來了外婆生氣的聲音:「你怎麼連個電話都沒有?」林悠一邊想:「媽媽怎麼還不來接我?好想早點回家啊。今天的晚飯是什麼呢?」一邊又回到房間用電腦看電影了。

林悠是獨生女,她的父母總是工作繁忙。和學校的同學聊有關宇宙的話題,他們都不感興趣,因此林悠覺得很寂寞。PAS能夠利用電腦上的攝像頭獲取用戶的臉部數據,從用戶的臉部表情讀取用戶對該課程的關心程度以及用戶對課程的理解程度。由於可以根據用戶的興趣和理解程度來推薦課程,所以在PAS上和林悠學習同一課程的孩子,與林悠所關心的事情是一樣的。每當林悠想到這些,便覺得沒那麼寂寞了。

第二天放學後,林悠和平常一樣,啟動了PAS程序。今天是歷史課,學習有關第一次世界大戰的知識。由男女演員來演繹歷史上發生的事件,然後再進行解說,所以課程非常有趣。雖然這門課程的授課對象設定為高中生,但其內容林悠已經完全能夠理解。看了今天課程參與者的名單,她發現其中有個住在上海的九歲女生,林悠對於有和自己同歲的女生學習這門高中課程感到十分吃驚。下課後,林悠便向她發送了聊天消息,對方很快回復了。女生名叫小凌,就讀於上海的小學。聊天之後她們發現雙方意氣相投。在林悠媽媽來接她回家的車上,林悠也一直在和小凌聊天。到了深夜,媽媽催促她:「該睡覺了,別再聊了!」林悠這才關上了電腦。

林悠和小凌共同參加了好幾門課程,她們會在課後互相檢查對方的作業,還在考試前互相出題測驗對方,她們甚至還對政治和機器人今後的發展展開了討論。林悠想,將來一定要和小凌見上一面。

到了12月,天氣突然冷了下來。恰逢今天是星期六,全家人難得地在一起吃了頓晚餐。外公外婆也一起來吃飯,媽媽和外婆從白天就開始做晚餐的準備了。正在吃飯的時候,電話響了,是阿姨給林悠打來的電話。林悠接起了電話,阿姨告訴她:「上海科技館兩周後要舉行宇宙體驗活動,我剛好有兩張同事送的票。那時候林悠你不是正好放寒假嘛,要不要到上海來啊?我也已經和你媽媽說過了,沒問題的。」林悠很激動,高興得跳了起來。對於從沒去過上海的林悠來說,她非常期待這次旅行。

吃完晚飯後,林悠馬上就給小凌撥打了視頻電話,告訴她自己要去上海了。另外,還說了要去參加上海科技館的活動。小凌馬上說:「我也會去。」竟然有這麼巧的事情,兩個人都感到非常吃驚。接下來兩人一邊商量一邊討論完成了下周要提交的課題。林悠想要和家人共度時光,便來到了大家圍坐在一起看電視的客廳里。電視上正在播放最新的3D電影,但家人們更喜歡沉浸在聊天之中。林悠喜歡討論的性格也是遺傳自家人的。林悠的爸爸是醫生,媽媽是銀行職員,聽他們講工作的事情也很有趣。林悠展示了她在PAS上學到的知識,大家都震驚於她的知識儲備量竟如此豐富。外公開心地說道:「林悠很聰明,不用擔心她考不上黃岡中學了。」黃岡中學是中國有名的升學率高的中學,也是很多孩子想進入的學校。媽媽微笑著將手搭在了林悠的肩膀上。

終於到了出發去上海的日子。林悠第一次乘坐高鐵,有點兒緊張。開車去上海的話大約要10個小時,但乘坐高鐵可以大大縮短時間。到了上海後,林悠被聳立的高樓大廈震驚了。阿姨在車站等著林悠,一見到林悠就高興地抱住了她。雖然才剛剛下午5點,但外面已經很黑了,街上閃耀的霓虹燈十分炫目。林悠不禁感嘆道,上海真不愧是未來之城。

第二天,林悠和阿姨前往上海科技館。對於要參加宇宙活動林悠自然是很期待的,但她更期待與小凌的見面。到達科技館後,整個館內布置得就像是一個宇宙空間。林悠給小凌打了電話,確認了她的位置,便去找她。到了那裡,她看到了一個10歲左右的小女生。林悠喊了聲「小凌」,兩人之前雖然從未見過面,但卻像久未謀面的好朋友似的相互擁抱在了一起。如果沒有PAS,林悠就不會與小凌相遇了。兩個人聊起來後,林悠才知道小凌的爸爸是宇航員,將參加這個活動期間舉辦的演講會。林悠簡直不敢相信在自己身邊竟然就有位宇航員。林悠和阿姨還有小凌一起參加了一整天的活動,也去聽了小凌爸爸的演講。演講會之後,林悠還和小凌的爸爸在科技館的咖啡廳里喝了茶,問了他許多問題,學到了很多新知識。

林悠回到黃岡市後,和小凌一起學習了更多有關宇宙的知識,與更多對此感興趣的全世界兒童成了學習上的摯友。去了上海科技館之後,林悠更有了學習動力。PAS也察覺到了這一點,不斷推薦林悠契合她興趣的課程讓她學習。

到了新學年,PAS系統終於引進到了林悠的小學中,學校每天都會花費一個小時來學習PAS的課程。裝有PAS的軟體系統會判別每個學生的理解能力,為他們提供適合的教育內容,所以可以讓他們根據自己的水平進行學習。老師對於一個班級中同學們的學習能力的差別感到非常吃驚,覺得非常有必要引進PAS系統指導學習。

深感學校課程無聊、不喜歡去學校的林悠,因為學校引進了PAS系統,也開始覺得上學有意思了。就這樣,做好小升初考試準備的她終於鬆了一口氣。

提供適應孩子學習水平和興趣的學習內容

正如林悠的故事中所描述的那樣,到了2020年,孩子們能夠學習最適合自己理解能力和興趣的教育內容。因為個性化自適應學習系統能夠解析孩子的表情,為不同的孩子提供最適合的學習內容。

如今,孩子們正在接受符合自己年齡標準的教育內容。但是,每個孩子的理解速度和學習能力是有差異的,因此一個班級的學生會出現學習水平參差不齊的情況。另外,像日本的許多大學一樣,一個班裡約有30位學生,有一些學生會感到無法跟上學習進度,但老師並不會關注這些學生,也不會給這樣的學生進行充分的學習指導。相反,學習能力較高的學生會感到上課很無聊,學習動力也會因此下降。

這個故事中出現的「個性化自適應學習系統」(PAS)是能夠根據用戶(學習者)的理解及興趣自動提供學習內容的系統。

用戶在使用該系統時,系統能通過掌握映射在攝像頭內的用戶表情,推測用戶的理解程度和興趣。例如,通過「頻繁點頭就表示充分理解」「視線沒有長時間集中在學習內容上,還常常東張西望,就表示對該內容沒有興趣」等情況來進行推測。這樣,給無法完全理解內容的用戶提供更簡單的學習內容,根據推測得到的該用戶的理解能力和興趣來改變所提供的學習內容。再者,當系統切換學習內容時,用戶的表情一旦產生變化,系統的人工智慧便會明白「此次對用戶理解能力的推測是正確的」。因此,系統能夠更加精確地推測出學習者的理解程度和興趣所在。通過雲端存儲,全世界的學習者使用的PAS能夠共享,所以人工智慧對於學習者的理解程度和興趣的推測精確度能夠獲得快速提高。通過PAS系統學習的用戶也能夠進一步享受到學習的樂趣。

以美國麻省理工學院(MIT)於2001年在全球啟動的Open Course Ware為首,被稱作慕課(MOOC)的在線課程,是任何人都能夠在網路上進行免費學習的大型開放式網路課程,雖然如今已經非常普及了,但MOOC和PAS的學習形態還是大相徑庭的。MOOC中,只能單純顯示課程講義,而PAS系統則能夠根據每個不同的用戶進行課程推薦。越是頻繁使用PAS,越能夠提高系統對於學習內容的推測水平和推薦功能的精確度。

《當人工智慧照進生活》

[日]日經BP社信息技術媒體部 編著

潘仰旻 譯

機械工業出版社2018年1月出版

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！