Як може зміниться навчання? Масштабний експеримент Китаю в сфері освіти

За останні кілька років в Китаї стало популярно «розумна» освіта, і тепер технологічні стартапи планують вихід на західний ринок.

У тринадцятирічного учня Чжоу китайської школи давно були проблеми з математикою, що загрожувало його планам вступити до університету. Поки компанія Squirrel не запропонувала йому незвичного репетитора – не людину, а штучний інтелект. До кінця півріччя результати його тестів підвищилися з 50 до 62,5%. Через 2 роки він набрав вже 85% на випускному екзамені середньої школи.

Експерти по всьому світові прийшли до висновку, що штучний інтелект зіграє ключову роль в освітній сфері цього століття – але як? Китай вирішив діяти рішуче. Уряд зробив ставку на освіту та навчання за допомогою штучного інтелекту, в результаті чого, в країні з’явилося багато компаній, що пропонують «освіту майбутнього».

Наразі їх послугами користуються десятки мільйонів дітей: займаються додатково зі Squirrel або на цифрових навчальних платформах, таких як 17ZuoYe; навіть у самих школах працюють системи штучного інтелекту.

Не тільки Китай зацікавлений у такому виді освітнього процесу. У Кремнієвій долині такі організації, як «Ініціатива Чан-Цукерберга» та Фонд Білла та Мелінди Гейтс, повідомили про те, що штучний інтелект у якості освітнього інструменту вартий вкладання інвестицій.

Віцепрезидент Apple Education Джон Кауч написав книгу, де він захоплюється ідеєю Squirrel. А сама китайська компанія нещодавно відкрила дослідницьку лабораторію разом з Університетом Карнегі-Мелона (Carnegie Mellon University).

Щоправда, експерти занепокоєні напрямком, в якому рухається освітня сфера штучного інтелекту. В кращому випадку він може стати основою для викладачів у розвитку інтересів та сильних сторін учнів. У гіршому випадку, штучний інтелект ще більше затвердить глобальну тенденцію стандартизованого навчання та тестування і виростить покоління, яке погано підготовлене до швидкої адаптації у нових умовах праці. Компанія Squirrel, одна з найбільших корпорацій, що використовує штучний інтелект для навчання, лише підкреслює ці проблеми.

Чжоу займається математикою за допомогою штучного інтелекту освітньої програми Squirrel

Навчальний центр, котрий відвідує Чжоу, розміщений на другому поверсі. Стіни приміщення прикрашені нагородами компанії, а також фотографіями менеджерів Squirrel та заслужених вчителів КНР, котрі допомагають з розробкою навчального плану.

Уся робота виконується учнями на ноутбуках, та в кожному класі присутній вчитель. Він мовчки слідкує за прогресом дітей на своєму лептопі та допомагає, коли бачить, що у того чи іншого учня існують проблеми, котрі не може вирішити штучний інтелект.

Вчитель допомагає дітям на курсах Squirrel

Розвиток використання штучного інтелекту в освіті можна пояснити трьома факторами:

  1. Податкові та інші бонуси для освітніх стартапів на основі штучного інтелекту, котрі залучають венчурних інвесторів. Згідно з дослідженням, Китай знаходиться на першому місці по об’єму інвестицій в освіті з залученням штучного інтелекту, сума котрих у минулому році перевищила $1 млрд.
  2. У Китаї існує велика академічна конкуренція. 10 млн людей щорічно складають вступні екзамени у ВУЗи, результати яких визначають майбутнє абітурієнтів.
  3. Китайські підприємці мають при собі великі обсяги даних, котрі дозволяють їм покращувати та навчати алгоритми розроблених програм. Допомагає і кількість населення, яке спокійніше стосовно конфіденційних даних, ніж в західних країнах, а також віра у потенціал розвитку технологій, підкріплений розвитком країни за останні десятиліття.

Squirrel приділяє увагу допомозі у підготовці до вступних екзаменів, а тому легко знаходить свою цільову аудиторію. Компанія підтверджує потенціал своїх технічних можливостей, випускаючи наукові публікації, працюючи з іноземними компаніями та отримуючи численні нагороди.

Така маркетингова стратегія дала свої результати. За п’ять років з моменту заснування компанії у 200 містах відкрилося понад 2000 навчальних центрів, які навчають більше мільйона учнів. Для порівняння – у муніципальних школах Нью-Йорку навчається стільки ж людей. На сьогодні в компанію було вкладено понад $180 млн, а наприкінці 2018 року вона стала «єдинорогом» — її капіталізація склала понад $1 млрд.

Головний офіс компанії Squirrel у Шанхаї

Інноваційність підходу компанії Squirrel до навчання полягає у кількості проміжних кроків. Тобто, команда, що складається з інженерів та викладачів розбиває кожен предмет на мінімального розміру підрозділи, котрі називаються «поділками знання».

До прикладу, математичний курс середньої школи ділиться більше, ніж на 10 тис. таких підрозділів: раціональні числа, властивості трикутника, теорема Піфагора і таке інше. У підручниках той же предмет ділиться в середньому на 3000 розділів. Адаптивна платформа навчання ALEKS, яка стала натхненням для Squirrel, ділить його на тисячу.

Встановивши поділи, програма підбирає навчальні відеолекції, конспекти, приклади та завдання. Порядок навчання встановлюються на спеціальному «графіку знань», котрий вибудовується на основі досвіду заслужених викладачів.

Інженери Squirrel працюють над навчальною програмою

Учні розпочинають курс з невеличкого діагностичного тесту, що визначає їх рівень знань. Після десяти питань система має уявлення про аспекти, що вимагають роботи та будує навчальний план.

По мірі навчання система підлаштовується під швидкість учня та може автоматично змінювати навчальний план. Чим більше учнів займаються, тим швидше алгоритм системи виявляє причинно-наслідкові зв’язки між різними сферами знань та враховує їх при плануванні тієї чи іншої програми.

У жовтні 2017 року Squirrel провела невеличке дослідження. Протягом чотирьох днів 78 дітей навчалися за допомогою штучного інтелекту, а паралельно з цим, звичайний вчитель пояснював той же матеріал 12 учням. Фінальний тест з математики показав, що у дітей, навчених комп’ютером, результати були кращими.

Засновник Squirrel Лі не планує зупинятися на додатковому навчанні. Його ціль – зробити штучний інтелект основним вчителем у звичайних школах. Наразі ведуться перемовини про введення системи Squirrel у декількох китайських школах.

Діти дуже задоволені системою, але на питання «Що б ви змінили у системі Squirrel?», дівчина на ім’я Фу Вейі відповіла, що їй бракує взаємодії з живими вчителями.

Кожен експерт в освітній сфері говорить про існування одної проблеми: аби зрозуміти, як штучний інтелект може покращити освітній процес та навчання, необхідно спочатку зрозуміти, як саме робот може змінити систему освіти.

По мірі того, як машини все краще виконують повсякденні завдання, людям необхідно приділяти більше уваги унікальним людським навичкам: креативності, співробітництву, комунікативності та здатності приймати складні рішення.

Тому, в системі освіти 21 століття на перший план мають вийти здатність та інтереси кожної окремої людини, а не просто передача однакових знань, які вже не є актуальними в наш час.

Теоретично штучний інтелект повинен допомогти спростити цей процес. Він зможе взяти на себе повсякденні завдання освіти та дозволити вчителям приділити більше уваги кожному учню. Наприклад, штучний інтелект може навчати один предмет, а вчитель – інший. Або вчителі за допомогою штучного інтелекту зможуть краще слідкувати за прогресом учнів та давати їм більше контролю над своїм навчанням.

Кінцевим результатом у будь-якому випадку повинно стати індивідуально-орієнтоване навчання.

Стіна головного офісу Squirrel з фотографіями учнів, яких «врятувала» система.

Методи Squirrel відмінно справляються з традиційною освітою, але вони все ж марні в якості підготовки дітей до майбутнього життя, схильного до постійних змін.

«Існує різниця між адаптивним та індивідуальним навчанням. Squirrel — це адаптивне навчання, завдання якого – зрозуміти, що саме знають та не знають учні. Але програма штучного інтелекту гадки не має, що саме учні прагнуть вчити та як саме вони краще засвоюють матеріал. Індивідуальне навчання бере до уваги інтереси та потреби кожного учня, знаходить мотивацію, час та допомагає рухатися вперед» — Кріс Діді (Kris Didi), професор програми технологій, інновацій та освіти Гарвардського університету.

Професор Університету дизайну та мистецтв Онтаріо Ютта Тревіранус деякий час тому стала першою застосовувати індивідуальний підхід у навчанні для покращення інклюзивності у сфері освіти. Вона стверджує, що існує три фактори, які необхідно враховувати при індивідуальному навчанні: темп, напрямок та шлях навчання.

Якщо темп навчання індивідуальний, студенти, що мають різні здібності, можуть витратити різну кількість часу на вивчення однакового матеріалу.

Якщо шлях навчання індивідуальний, то у кожного студенту буде своя мотивація для досягнення однієї і тієї ж цілі. Йти до неї вони будуть теж по-різному, використовуючи матеріали в різних форматах (відео, книги, тощо).

Якщо напрямки індивідуальні, то студент одразу ж може вирішити, чи варто йому орієнтуватися на певний університет чи ні.

«Учням необхідно розуміти їх власне навчання. Вони повинні самі визначати, що вони хочуть вивчати, і вони повинні навчитися тому, як вчитися. Штучний інтелект Squirrel не розв’язує ці проблеми, скоріше навпаки — призводить всіх дітей до єдиного спільного знаменника.» — Ютта Тревіранус

Це не означає, що адаптивним системам навчання нема місця у школах майбутнього. Девід Доктермен, колега Діда, вважає, що здатність структуровано подавати інформацію – це їх сильна сторона. Але не можна віддавати їм панівну роль у сфері освіти.

Дерек Лі, засновник Squirrel

Філософія стосовно освіти склалася у Лі, засновника компанії, під впливом його власного навчання. Ще в дитинстві, він не відрізнявся високим емоційним інтелектом та не знав, що робити з цим. Коли він виріс, то поділив ідею емоційного інтелекту на 27 розділів та став ретельно навчатися кожної навички.

Він навчився бути більш спостережливим та підтримувати розмову. «Я склав список зі ста тем, аби я мав матеріал для бесід» — зізнається він. Лі навіть привчив себе посміхатися, під час того, як він слухає критику. Такий підхід дав йому бажаний результат, а бонусом – незаперечну віру в те, що таким способом можна навчитися практично всьому.

«Коли освіта за допомогою штучного інтелекту стане лідером, роль вчителя буде нагадувати пілотування літака. Алгоритм виконує політ, а людина слідкує за показниками.» — каже Дерек Лі, засновник Squirrel

Лі вважає, що це єдиний спосіб підвищити загальний рівень розвитку цивілізації. Він застосовує своє бачення і до своїх дітей. Squirrel навчає його восьмирічних хлопчиків-близнят. Та Лі з гордістю говорить про те, що вони вже вивчають фізику рівня восьмого класу – це доказ того, що система працює.

Squirrel вже демонструє свою технологію на Заході, з’являючись на різноманітного роду міжнародних конференціях та співпрацюючи з інститутами, пов’язаних з Массачусетским технологічним інститутом та Гарвардським університетом.

В команді працюють декілька американців, наприклад, Том Мітчел (Tom Mitchell), завідувач кафедри комп’ютерної науки університету Карнегі – Меллон та Ден Байндмен, колишній співробітник компанії ALEKS.

Але професор Університету мистецтв та дизайну Онтаріо Ютта Тревіранус занепокоєна тим, що філософія Squirrel лише один з наслідків погоні Китаю за академічними показниками та упору країни на тестування і стандартизовані іспити.

«Трагедія китайського експерименту в тому, що вони ведуть країну до устрою освіти, від якого йде прогресивна педагогіка.» — каже Ютта Тревіранус

Тем не менш, вважає Тревіранус, у Китаї існує ідеальний простір для освітніх реформ, що орієнтовані на полегшення роботи викладача та уваги до учнів. Країна не зупинилася на традиційних моделях освіти та відкрита до нових ідей. Можливо, їм варто спробувати застосувати штучний інтелект по-іншому. Але як?

Відповідь на це питання, можливо, лежить в декількох кілометрах на захід від головного офісу Squirrel. Саме там Пан Пенкай, експерт зі сфери шкільної освіти, ставить інший експеримент.

Школа Alo7

Пан 20 років думав про застосування штучного інтелекту у сфері освіти. 15 років тому він отримав докторський ступінь медіа лабораторії Массачусетского технологічного інституту та заснував свій перший технологічний стартап з метою викладання англійської мови.

Наразі Пан керує Alo7, школою англійської мови для дітей молодшого та середнього шкільного віку. На відміну від китайських стартапів, місія Alo7 — менше тестів та більше креативності, розвитку лідерських якостей та інших м’яких навичок.

В компанії представлені сервіси як для онлайн-навчання, так і для шкільних уроків, наприклад, цифрова навчальна платформа разом із надрукованими підручниками.

Для занять також передбачена програма, що під’єднує трьох учнів, та вчителя для спільних занять. Наразі компанія обслуговує 15 млн учнів та вчителів та працює разом із 1500 організацій по всій країні.

Пан Пекай, засновник та генеральний директор Alo7

На відміну від Squirrel, онлайн-платформа Alo7 працює як додатковий інструмент викладача. Вивчити слова можна через додаток, вимова тренується за допомогою алгоритмів визначення мови. Але все, що потребує більш творчого підходу, наприклад, письмо, вивчається в класах, де панівну роль грає викладач.

Головна ціль Пана – викорінити стандартне тестування. Він вважає, що штучний інтелект здатен створити гнучкі умови для навчання, що підійшли б усім учням: від капризних та творчих до педантичних аналітиків. Він вважає, що освіта не має бути змаганням.

У минулому році Alo7 став більше експериментувати. У відеоуроки було додано аналіз голосу та виразу обличчя, аби скласти звіт по кожному заняттю.

Алгоритми вимірюють, скільки учні говорять англійською на уроці, точність вимови, загальні показники активності та залучення, наприклад, скільки раз за заняття вони відкривали рот, аби виговорити щось чи засміятися. У декількох звичайних шкільних кабінетах компанія вже встановила камери, що збирає ці дані.

Учні на уроці англійського в «розумному» кабінеті Alo7

Професор програми технологій, інновацій та освіти Гарвардського університету Кріс Діді вважає, що дані, які збираються в такому кабінеті, можуть бути корисними, але вони також можуть неправильно розшифрувати емоційний стан дітей, та потім використовуватись не на користь й призвести до надмірного слідкування за дітьми.

Пан згоден з застереженнями та запевняє, що саме через цю причину вони надають дані лише для того, аби допомагати вчителям. Наукових обґрунтувань для використання камер вони поки що не мають.

Пан говорить, що не має планів виходу на міжнародний ринок. Перед ним і так стоїть велике завдання – просунути освітню філософію, яка не є популярною в Китаї. Але він помітив, що суспільство вже почало обговорювати нові ідеї орієнтації на творчу та гуманітарну сторони сфери освіти.

У лютому 2018 року міністерство освіти КНР провело декілька реформ, серед яких ускладнення процесу отримання освітньої ліцензії компаніями, аби зменшити завелику кількість тестувань.

Влада КНР визначила рекомендації, що закликають звернути більше уваги на фізичне, моральне та культурне навчання й менше уваги приділяти екзаменам. До скасування єдиних вступних екзаменів ще звісно далеко, але Пан з оптимізмом дивиться в майбутнє.

Засновник Alo7 прагне змінити майбутнє китайської освіти за допомогою новітніх технологій. Масштабний експеримент навчання за допомогою машин та напрямок, яке він прийме, може змінити відношення до системи освіти по всьому світові.

БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:

Джерело: MIT

Читайте также:

Як відчувати себе на 11 років молодшими? Результати дослідження Lenovo

Робот ALPHRED2 — чотириногий робот, що здатен триматися на двох ногах

Як автоматизація знищує робочі місця в маркетингу

Як додаток Zao робить всіх охочих героями популярних фільмів