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圖源:Noah Sheldon
周藝(化名)的數學很差。他曾經想冒險,永遠都不上大學。一個叫做松鼠AI的公司來到周藝就讀的位于杭州市的中學,承諾提供個性化教學。周藝之前嘗試過輔導班,但這一次不同:教課的不再是真人教師,而是AI算法。13歲的男孩決定試一試。學期末的成績按百分比來算,從50%提升到62.5%。兩年後,在中學結業考試中成績達到了85%。
“過去我常認為自己的數學很糟糕,”他說道,“但通過輔導,我發現數學真的沒那麼難,這讓我朝着不同的人生道路邁出了新的一步。”
專家認可AI将在21世紀教育領域中占據一席之地——但是如何占領呢?盡管學術界對優秀實例有所困惑,中國已有所行動了。在過去幾年,國家對于AI教學的投資呈爆發式增長。一些科技巨頭、初創企業以及教育公司紛紛加入該行列。數千萬的學生現在都借助AI來學習——無論是通過像松鼠AI這樣利用一起作業網這樣的數字化學習平台的輔導教程,還是在主課堂上。這是世界上最大的AI教育實驗,沒人能預測結果如何。
矽谷對此也非常感興趣。3月的一份報告中,陳-紮克伯格倡議基金會 (Chan-Zuckerberg Initiative) 和比爾及梅林達•蓋茨基金會 (Bill and Melinda Gates Foundation) 都将AI視為值得投資的教育工具。蘋果公司教育副總裁約翰·庫奇 (John Couch) 在2018年出版的《重塑教育》(Rewire Education)一書中對松鼠AI大加贊賞。(該書中文版由松鼠AI創始人栗浩洋合著。) 松鼠AI今年還與卡内基·梅隆大學 (Carnegie Mellon University) 建立了一個聯合研究實驗室,大規模地研究個性化學習,然後推廣至全球。
但專家們擔心當下這個朝着AI教育的發展走向。他們表示,往好了說,AI會幫助教師培養學生的興趣和優勢。往壞了說,可能會進一步鞏固标準化學習和測試的全球趨勢,讓下一代無法準備好去适應快速變化的世界。
作為中國最大的AI教育公司之一,松鼠AI突出了這一局勢。同時作為最有機會向外發展的一個公司,松鼠AI也打開窗口,展示中國的實驗将如何改變世界。
周藝在松鼠AI上學數學
周藝報的這個學習中心,是松鼠AI最早開設的機構之一,位于杭州市(浙江二線城市)一條商業街旁不起眼的建築樓二樓。公司的獲獎榮譽都擺在樓梯旁的牆壁上。往裡走,有一些大照片,至少有十個人在上面:其中一半人是松鼠AI的管理者,其餘的是高級教師,這是中國最好的老師才能被授予的頭銜,他們會幫助研發企業課程。
這個學校的内部裝修很簡單。門廳很小但色彩豐富,以灰綠色為主色調。一些有學生笑容的照片挂在走廊中教室之間的牆壁上,教室有六間左右。裡面有褪色的樹貼紙和一些簡單的格言,比如“謙虛”,讓牆不再死氣沉沉。教室裡沒有白闆、投影儀或其他設備——每間屋子隻有一個桌子,供六到八人使用。
教學的操作依靠電腦終端。學生和老師都要專注于電腦屏幕。在一間屋子裡,兩個學生戴着耳機,投入到了英語學習當中。另一間有三個學生,周藝同學也在内,聽着不同的數學課。在提交答案之前,他們會在草稿紙上進行演算。每間教室裡,都有一位老師通過實時儀表盤監控學生的情況。
在不同的時間點,兩位老師都注意到屏幕上的異樣,所以他們走過去蹲在學生的椅子旁。他們輕聲交流,想必是解決輔導系統處理不了的問題。盡管離他們隻有幾步之遙,樓下交通噪音也不大,我還是聽不清他們在說什麼。
“好安靜啊,”我低聲向帶領我參觀的老師和員工隊伍說道。杭州地區的負責人帶着自豪的微笑說:“沒有教書的聲音。”
Squirrel AI 的老師在幫學生
以下三方面促進了中國AI教育的興起。
第一是稅收減免和其他一些對嘗試AI企業的激勵措施,這些措施可以改善從學生學習、教師培訓再到學校管理的方方面面。對風險投資商而言,意味着這類投資是不錯的選擇。據估計,去年中國在全球AI教育領域的投資超過10億美元,位居世界榜首。
第二,中國的學術競争很激烈。每年都會有一千萬學生參加大學入學考試,也就是高考。分數将決定你是否可以或者能去哪裡讀書,而且這也被中國人視為人生成功的重中之重。家長甘願花錢支付輔導班或任何其它能幫助孩子提高名次的活動。
最後,中國企業家有着大量的數據來訓練并完善機器的算法。中國人口衆多,人們對于數據隐私的重視度遠不及西方國家,父母們都非常相信技術的潛力,因為他們目睹了短短幾十年中國因技術而發生了翻天覆地的變化。
松鼠AI的重點在于幫助學生在一年一度的标準化測試上取得更優異的成績,這也給孩子們直接帶來了高考的焦慮;據說這裡超過80%的學生一年接着一年上課。松鼠AI也設計了自己的系統,使其從課程之初就去捕獲更多的數據,各種個性化和預測性實驗的進行也得益于此。它通過學術出版物、國際合作和榮譽獎項來大力宣傳其技術能力,也因此成為上海地方政府的獨寵。
這種策略給公司發展帶來了難以置信的增速。公司成立五年來,已在200個城市開設了2000個學習中心,注冊學生超過100萬,相當于紐約市整個公立學校體系的規模。松鼠AI計劃在一年内将國内學習中心擴大到2000多個。迄今為止,該公司已融資逾1.8億美元。去年年底,估值超過10億美元,成為行業大佬。
Squirrel AI位于上海的總部
松鼠AI并非首個追求AI教育理念的公司。最早“複制”教師角色所做的努力要追溯到上世紀70年代,那個時候電腦剛被應用到教育事業中。後來,在1982年到1984年期間,美國幾項研究表明接受一對一真人教學的學生成績比沒有接受的要好很多。這引發了新一輪浪潮,在機器上重現個人關懷。于是便有了适應性學習系統,現在這樣的學習系統不論是在幼兒園還是到工作培訓中心都随處可見。
松鼠AI的革新在于細節和規模上。每個提供的課程,都是系統工程團隊和一群高級教師共同完成的,他們會将知識盡可能分為最小的概念單位。例如中學數學,被劃分為3萬個元素,或者說“知識點,”例如有理數、三角形的性質和勾股定理。目标是盡可能精準地判斷學生對知識理解上的差異。通過對比,同一個科目,課本也許會将其分為300個知識點;ALEKS,這個由總部位于美國的麥格勞-希爾美國研發的适應性學習平台将知識劃分為3000個部分。該公司也給了松鼠AI以啟發。
知識點一旦建立,就會配有相應的視頻課程、筆記、實例以及常見問題。它們之間的關系——如何相輔相成——被編碼到了“知識圖像”中,同時參考了高級教師的經驗。
松鼠AI的系統工程師在構建教育平台
學生在開始課程之前需要做一個小測驗,評估本人對關鍵知識的理解如何。如果準确地回答了問題,系統就會認定該同學對某知識點掌握得還不錯,可以跳過看下一個。問十個問題後,系統就會大緻形成一個草稿,内容是關于同學需要學什麼,并依此來建立課程。
在學的過程中,系統會更新學生理解情況的模型,并随之調整課程。更多的學生使用該系統時,它就會發現之前忽略的概念之間的聯系。機器學習算法也會更新知識圖中的關系,将新聯系考慮在内。雖說ALEKS也做了這方面的努力,依舊無法訪問到盡可能多的數據;結果是,機器學習優化後更受限制,道理上講就是效率更低。
松鼠AI系統也有一些驗證。比如2017年12月份,78名同學自行組成四人組學習,他們發現基本上教育系統在提升成績方面做得更好,比傳統課堂讓有經驗的老師帶十名左右的學生效果強。
我在教育中心遇到的孩子對教學課程也是高度贊揚。所有的學生都處于初中最後階段,來這個中心也都一年多了。有個女孩,叫付薇怡(化),向我說她的成績比上一對一時提升得更快。“在這裡,線上線下都有老師,”她說道。“還有,指導都很有針對性;系統會直接辨别我理解上的差異。”另一個學生跟着說道:“有了這個系統,不用做成堆的練習,依舊有作用,非常節省時間。”
雖然這些話不可深究——畢竟這些學生都是專門選出來的,說一些台詞,有人看着——我仍被他們那種如釋重負的狀态而觸動,學生們找到了改善殘酷教育模式的方式。周藝的例子,也許不是巧合,正是證明了松鼠AI如何幫助那些學起來吃力的學生。
對松鼠AI創始人栗浩洋而言,公司的發展不會止步于教學。他希望突破輔導教學的局限,将課程加入到主課堂上。松鼠AI已經在跟幾個中國的學校商量,将系統作為主要教學模式。
我試想過這個世界未來會是什麼樣,有了AI教育的幫助人們是不是會更好。我問了學生最後一個問題:松鼠AI還有需要改善的其他方面嗎?沉寂了許久,付說道:“我希望能跟老師有更多的互動。”
教師通過視頻教學是松鼠AI遠程教學的新項目
為了這個文章,咨詢每一位教育專家都會以同一話題切入:想要了解AI如何改善教學,需要思考它如何重塑這項工作的性質。
随着機器越來越能勝任遠程工作,人類需要關注自身存在的獨特本領:創造、合作、溝通和問題解決。同時因為自動化會涉及到更多技巧性東西,人們也需要快速适應。這意味着21世紀的課堂應該培養每個人的特長和興趣,而不是教授一套更符合工業化時代的規範知識。
理論上講,AI會讓這變得簡單。在課堂上它可以扮演特定的角色,給老師騰出時間去更多地關注孩子。關于設想的假設衆說紛纭。也許AI會教一些特定的知識,教師則負責其餘的;也可能會幫助老師記錄學生的成績,或者加強對他們學習的監管。但不管怎樣,終極目标都是深層次個性化教學。
松鼠AI總部的一面牆展示了教育平台“拯救”成績不理想的學生的例子
談話的專家表示,松鼠AI的教育方式也許會在傳統教育背景下産生好的結果,但學生并沒有準備好去靈活面對這個變化的世界。“适應性學習與個性化學習存在差異,”哈佛大學科技、創新和教育課程的教授克裡斯·德德(Chris Dede)說道。松鼠AI實行的是适應性學習,也就是“準确地了解學生知道什麼不知道什麼。”但忽略了學生想要學什麼或怎樣可以學得更好。個性化學習會考慮到學生的興趣和需求,來“調動每個學生的積極性,協調時間,這樣他們能夠取得進步。”
安大略藝術與設計大學教授朱塔·特雷維拉努斯,率先引領個性化學習以提高教育包容性,進一步打破這個模式。“個性化學習有些層次,”她說道,她稱之為速度、途徑和目标。
如果學習速度是個性化的,不同程度的學生就可以花不同的時間來學習相同的内容。如果途徑是個性化的,那學生就會有不同的動力來實現同一個目标(“這就是為什麼數據跟你對棒球的喜愛有關”),提供的内容的形式也不同(比如視頻VS文本)。假如目标是個性化的,學生就能選擇,例如是選職業學校還是心儀的大學。
“學生需要了解他們自身的學習情況。我們需要他們決定自己想學什麼、學習如何學習,” 特雷維拉努斯說道。“松鼠AI并沒有完全解決這些問題。隻不過更有效地将所有學生都提升到了同一标準水平上。”
并不意味着适應性學習不會出現在21世紀的課堂上。德德的同事大衛·多克特曼認為适應性學習在結構化知識訓練中仍有價值。但若将其視為教室裡主導“老師”的話就是錯的:“死記硬背的事物——例如知識檢索、技能學習——智能教師能輕易傳授的東西,也很容易通過機器完成。”他說道。
松鼠AI創始人栗浩洋
松鼠AI的創始人栗浩洋,身材瘦高、顴骨凸起。講英語的時候,每幾句話就會用“對嗎?”作停頓,并擡高眉毛,确保對方理解他的意思。講中文時語速快了兩倍。
參觀過學習中心一周以後,我在松鼠AI上海總部見到了栗浩洋。他以低調的講者風格又領着我好好地參觀了一遍總部。學習中心的低調風格與辦公室的裝潢形成了鮮明對比:每一面牆都展示了公司的各方面信息以及取得的重大成就。這裡展示了所有的媒體報道,那裡擺放了有所有榮譽獎項,另一邊挂有一些學生的例子,他們曾是“不被看好”的學生,來到這裡後都有了進步。我還沒獨自欣賞完就要跑去下一處參觀了。
走過第一道門幾步後,栗浩洋指向我左側的屏幕,上面重複播放着一個電視片段。這是一個競賽節目,展示了松鼠AI教學系統和一位真人教師之間的對決——栗浩洋說此人是中國最好的老師之一。這個老師教過三年的三個學生,站在舞台上,在他的旁邊解答問題。教學系統和老師相互競争,比賽誰能準确預測學生将答對那幾題。
沒等視頻結束栗浩洋就講出了關鍵點:“三個小時的時間,我們就能比教學生三年時間的優秀老師更了解他們。
屏幕上,老師越來越沮喪和難堪。“他看起來很失望,”我說。
“你注意到了!” 栗浩洋笑着說道。
松鼠AI的大部分理念源自于栗浩洋小時候的親身經曆。他說,當時他的情商不是很高,閱讀相關書籍也不管用。所以就花了半年的時間将技巧分為27個部分,逐個加以練習。比方說,栗浩洋會鍛煉自己察言觀色和健談的能力(“我花了大量的時間找了100個話題,這樣跟别人就有的聊了,”他說道)。栗浩洋甚至還訓練自己在接受他人批評時保持微笑。(“自那以後,生活中沒有人對我有敵意。)這個方法讓他如願以償——因此他相信沒有什麼是這種方式教不了的。
栗浩洋通過類比表達了他最終的願景。“AI教育盛行的時候,”他說,“真人教師就如同飛行員。”運算程序會操控飛機,他們會監控讀數,大部分時候真人教師都是被動的。但偶爾警報聲會讓乘客感到恐慌(比如學生受到欺淩),他們就可以插手平息事端。“真人教師的焦點将放在情感溝通上,” 栗浩洋說道。
栗浩洋認為這是人類提高集體智慧的唯一方式。把其他事情托托付給老師可能會有“浪費聰明才智”的風險。栗浩洋将自己的思想用于教育自己的孩子上,盡可能多地使用松鼠AI系統來輔導他們。他誇贊自己兩個八歲的雙胞胎兒子,才二年級就已經學到八年級的物理,證明方法奏效了。“隻有适應性系統才可以創造此奇迹,”他說。
松鼠AI已将自己的技術推廣到了國外。參加若幹世界級大型AI會議、從麻省理工學院、哈佛大學等其他一流研究機構聘請了知名合作者後,松鼠AI也建立起國際聲譽。栗浩洋也招募了幾個美國人到管理團隊,目的是想在未來兩年内在歐美地區發展松鼠AI。其中一人叫湯姆·米切爾,是卡内基梅隆大學計算機科學系主任;另一個叫丹·賓德曼,ALEKS的聯合創始人。
特雷維拉努斯擔心松鼠AI教育理念代表了中國開發智能教育的一大缺陷:注重标準化學習和測試。“中國實驗的悲劇在于這些人正把國家引到任何進步教育或教育體系目前在遠離的教育點上,”她說道。
但她相信,中國也擁有着最好的機會去重新營造一個教師友好型、以學生本位的課堂環境。舊的教育模式在中國不像在西方那樣根深蒂固,而且中國更願意嘗試新思想。“中國需要一個完全不同的AI形式,”她提到。但問題是:這句話是什麼意思?
答案在松鼠AI總部以西幾十英裡的地方,跨過上海分割線——黃浦江。那裡有個叫潘鵬凱的人,是一位兒童教育專家,正在實施不同性質的AI實驗。
近20年的時間裡,潘鵬凱一直在思考怎樣才能将AI應用到教育領域中。15年前他從麻省理工學院媒體實驗室取得博士學位後,在中國創辦了第一家高科技公司。受到自己讀研經曆的啟發,他将重點放在了構建英語學習工具上。“革新源于差異,”他說道。“那正是中國缺的東西。如果你能說多門語言,就可以跟不同的人交流,溝通不同的想法。”
潘鵬凱目前運營着愛樂奇,一家K-12科技公司,同樣教英語。不像其他的公司,愛樂奇不追求測試型學習,而是培養學生的創造力、領導力和其他軟實力。公司為實體和數字課堂提供産品和服務。它的線上學習平台配有一套教科書,例如教學生學習并運用語言技巧的書。上面還有一項服務,英語教師會定期通過視頻給至多三個學生授課。截至目前,已有約1500萬學生和教師使用該平台,全國範圍内與之合作的機構達1500所。
愛樂奇創始人兼首席執行官潘鵬凱,圖源:愛樂奇
與松鼠AI不同,愛樂奇線上學習平台意在作為傳統課堂的補充。像詞彙這種能依靠适應性學習來練習的知識,可以在家用app完成。類似發音這種技巧性的,語音識别系統可以幫助學生調整發音。但凡是具有創造性的,如寫作、對話是在課堂上學的。老師至關重要。潘舉了個相似的例子:“醫院會用到很多醫學技術,但不能說機器比醫生管用,它仍是醫生的助手。”
潘鵬凱對AI教育的最終願景是完全擺脫标準化測試。他問:“為什麼要花兩到三個小時去測試兩個人來決定他們水平是高是低呢?” 潘鵬凱認為AI最終要創造靈活的學習環境,既對敏銳而有創造力的學生有好處,也對思維缜密分析型學生有用。他表示教育将不再是競争。
去年愛樂奇開始進行更多實驗,在視頻教學環節中加入了面部及語音識别分析對每節課進行總結。計算程序會測出學生上課期間講了多久的英語,發音準确度如何,以及參與度和滿意度這種基礎信息,比如張嘴說話和笑的次數。今年年初,公司新建了幾間實體教室,配有相機、麥克風以獲取相似的分析數據。老師們也會有自己教學成果的報告。
我獨自參觀了這裡的一個智能教室,教室不大但色彩豐富。牆上挂着公司的吉祥物,是5個不同特點的卡通人物,公司的教學内容中随處可見它們的影子。這裡沒有桌子或椅子,隻有沿着後牆擺放的一個長椅。教室前方有一塊白闆和兩台電視機,用來播放課程。
這裡沒有課,但一位員工給我放了一些小學課程的短視頻。其中一個畫面是6個學生坐在長椅上,練習說不同動物的名字。“鳥,鳥,鳥!”她們和老師一起唱着歌,像翅膀一樣揮動手臂。“烏龜,烏龜,烏龜!”屏幕畫面變成卡通烏龜時他們也跟着喊烏龜。師生互動成為重點;AI的角色則被有意淡化,不被注意,退到幕後。
學生在愛樂奇智能課堂上學習英語,圖源:愛樂奇
德德表示智能課堂産生的那種數據有一定用處,但他提醒道,攝像機和傳感器也可能被誤用作判斷學生的情緒或狀态的工具,而缺乏科學依據的應用方式也會導緻過度監控。潘鵬凱表示同意,他認為謹慎應用非常重要:“這就是為什麼公司主要将數據提供給老師而非學生,因為目前我們還沒有做過科學測試。”
潘鵬凱告訴我他不打算将愛樂奇發展到國外。單是國内市場這一塊就是個挑戰,因為他傳達的教育理念與主流背道而馳。但他開始看到了全國話語的轉變。政府領導者已在尋求新方式來刺激創新,“質量教育”——強調創造力和人文科學——的教育模式已經得到了支持。
去年2月,中國教育部通過了一系列法案,包括更嚴苛的教師執照的發放,目的在于減少對考試的依賴。本月初,政府還公布了一套指導方案,更多地關注學生身體、道德和藝術的教育,減少對考試的重視程度。盡管反方指出高考仍不會消失,潘鵬凱依然對此改變有着樂觀的心态。Alo7已經準備好幫助中國尋找新的出路。
“我們想通過技術改變中國未來的教育,” 潘鵬凱一直這樣表示。目前中國大量的AI教育實驗,以及必須做出的選擇,也有可能改變世界的教育。
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編譯組:孫夢琪、餘書敏、夏伊凡
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