AI 4教育

人工智能如何帮助确保教育的可持续性?

发布日期:

尽管在教育领域为实现可持续未来作出了努力,在2030年前扩大普及初等教育方面也取得了进展,但在中学和大学教育完成率方面仍然存在重大挑战。

经过Pierre-Adrien HananiaFarah Dabdoub.

作为社会进步和知识的守护者,教育是联合国《21世纪议程》(2001年联合国经济与社会事务部)。其作为卫生和福祉进展的主要人权和驾驶员,社会公平,信任和稳定,以及赋权在塑造国家经济和长期经济增长方面的主要作用以及赋权(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初级和中级教育,并确保公平获得负担得起的高质量技术、职业和高等教育。报告还呼吁消除性别和财富差距(教科文组织,2021年;开发计划署,2021年)。

尽管在教育领域为实现可持续未来作出了努力,在2030年前扩大普及初等教育方面也取得了进展,但在中学和大学教育完成率方面仍然存在重大挑战。特别是发展中国家的贫困、武装战争和进一步的地区危机阻碍了教育的发展(开发计划署,2021年)。

数字世界中的教育——在增强的教育之旅中

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,这种新的潜力已经被注入了几个国家的战略中——从瑞典的人工智能领域的学位课程,作为“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(欧洲委员会,2018年;路透社报道,2018;路透社报道,2018),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,该计划在《人工智能战略行动》(荷兰政府,2019)。

鉴于这一趋势,虚拟由凯捷公司组织的研讨会与联合国机构国际电联就人工智能在实现可持续发展目标中的作用开展合作,通过专门讨论该领域的会议,简要介绍了人工智能和数据可以对教育机构产生的影响。

带着人工智能技术的承诺和潜力走向黑板

教育中的人工智能可用于提高学生的学习成果,促进个性化,并改善接受教育的机会,特别是女童和弱势儿童。还有凯捷的四个PublicGoesAI操场,人工智能技术可以通过以下四种方式来提升教与学的解决方案。

1.智能自动化教育相关的管理过程

激活社会进步的第一个杠杆是智能使用数据和自动化的结合。当应用于繁重的日常任务时,它可以承担一些行政部门长期以来的负担,并帮助在更短的时间内解决所有公民的问题。

教育部(DFE)在英国,负责儿童服务和教育,从早期到高等教育和学徒,旨在减少手工处理各种形式的数字通信的需要,并提高其对收到的电子邮件的反应速度。在与Capgemini的合作中,该部门建立并实施了一流的机器人过程自动化(RPA)解决方案,处理收到的电子邮件,以更快的跟踪和更多的时间,处理最关键的案件,涉及风险儿童的电子邮件。

如何向最关键的教育方面分配更多时间确实是AI可以提供帮助的关键。例如,等级和课程开发等行政任务占用了大量的时间,并减少了与学生对高质量的深入相互作用的教师的时间。自动课程创作或实施一台符合人类的散文渐变机92%的时间(联合国教科文组织,2019年) - 通过增强的情报援助 - 可以帮助教师将他们的时间奉献给课堂并回应学生的需求。

2.增加与孩子的互动

随着移动技术的进步,通过实时聊天界面与人进行实时交流已经成为一种普遍的可能性,为教育环境中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(Muslim等人。,2020年),并提供互动式的外语训练,帮助学生提高读、说、写技能(阮等,2019)。

3.检测教育异常

在许多国家,教室爆满,教师缺乏时间用适当的资源真正陪伴每位学生。这可能会导致个体的失败,并产生长期影响,比如辍学。机器学习技术可以用来查看模式,以识别实时异常。

目前学校面临的主要挑战之一是学生辍学率在全球不断上升。在欧洲,令人担忧的是,平均有10%的学生在获得更高学位之前就辍学了。不完整的高等教育可能会阻碍欧洲2020战略的目标,即“至少有40%的30 - 34岁的人完成高等教育,从而提高整体教育水平”。”(欧洲委员会,2015年降低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,Capgemini荷兰开发了一种预测模型,通过利用机器学习技术,可以早期确定可能辍学的学生。考虑到大约33,000个样本观察和大约1,800个辍学观察,并考虑到阶级不平衡,预测准确性为91%,以便该模型尚未培训。因此,基于AI的预测工具允许提前干预措施,并有助于教师让受影响的学生更加关注,以确保他们不会妥协他们的教育。

4.帮助学校和教师进行决策

除了检测异常之外,人工智能还可以作为教育领袖的决策支持,帮助他们利用数据和见解做出更明智的决定。这可以采取模式识别预测发生的形式,例如,在退出的风险甚至发生之前就检测出来。

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和分数偏低,略高于经合组织的平均水平,令人担忧(经合组织2019年)。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?AI4Education要解决的风险

在他们对AI的教育可持续性的任务中,社会需要评估技术对技术的影响以及其应停止的地方。Indeed, concrete roadmaps are yet to be established in regards to the protection of children’s data, privacy, and digital rights and it will be of great importance to elaborate on how to bridge the global digital divide to facilitate equal access to the advantages of AI applications.

事实上,人工智能的引入正在挑战数字鸿沟——拥有信息通信技术(ICT)的人和没有信息通信技术的人之间的鸿沟——因为强大的数字基础设施和数据是人工智能技术的支柱。考虑到非洲的互联网使用率较低,只有28.2% (电联2019),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”(电联2018)。

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。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(Darling-Hammond,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,尤其是儿童数据和隐私的保护。对教育系统的访问以及学生和教师个人信息(包括地址和学业成绩)的集中,可能会增加网络犯罪的风险,并导致数据的滥用。基于人工智能和数据的建设需要与应对网络攻击的弹性战略携手并进。

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为教育 - 加强学习成果,公平和包容

教育一直是逃脱贫困和困难的重要关键。然而,大约2.6亿的儿童和青少年在2018年没有获得教育(联合国教科文组织,2018年)。此外,大多数州被迫暂时关闭他们的学校,因为正在进行的Covid-19大流行产生的安全措施。在这方面向在线学习的过渡已经在学校系统中暴露了重大差距,并证明了技术辅助学习的必要性。上述解决方案表明,AI有可能加速实现目标教育的可持续发展目标4的进展。

然而,所有儿童和成人都必须使用AI的好处。因此,响应性国家政策需要考虑在其教育系统中纳入AI并采用大数据和学习分析的潜力时考虑以下几个方面。

  • 提供教育机构和学生获得数字基础设施,以确保公平和包容性。
  • 根据责任和透明度来规范AI,以消除算法中的偏见,并保护学生免受种族,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。
  • 建立超越基本ICT能力的人工智能能力,为人工智能时代的教师和其他教育利益攸关方做好准备。

AI技术可用于增强教学和学习解决方案的四种方式。想知道更多?查看我们的AI4教育观点在这里。

请咨询作者获取更多信息。

相关文章

企业领域中低代码应用程序的未来

日期图标 2021年8月31日

虽然没有一条规则适用于所有企业,但有一些典型的企业应用程序具有……

人工智能不是廉价的

日期图标 2021年7月26日,

人工智能模型变得越来越精确,这些精度的提高伴随着……

创新

逆境品种创新

赛斯Rachlin
日期图标 2021年7月26日,

创新和发明源于逆境。对于愿意采用新思维方式的保险公司来说……