ビッグデータと AI を現代の教育とどのように組み合わせることができるでしょうか?

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ビル・ゲイツはかつてこう予測した。「5年後には、世界最高のコースに無料でオンラインでアクセスできるようになり、これらのコースはどの大学の授業よりも優れているだろう。」

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すべてのオンラインコースが大学コースより優れているわけではないものの、オンライン教育は現実のものとなったようだ。業界関係者によると、現在、中国のオンライン教育利用者は1億人を超え、市場規模は数千億元に達しており、オンライン学習者も大きな恩恵を受けている。

オンライン教育が新たなトレンドとなっただけでなく、ビッグデータや人工知能の支援により、教育業界における関連アプリケーションは深水期を迎えており、現代教育の形態は静かに変化しつつあります。

ビッグデータ＋AIが教育を強化

現在、ビッグデータ+AIはあらゆる分野に力を与えており、教育も例外ではありません。顔認識や音声認識などのインテリジェント技術は、中国語、英語、音楽などの科目で使用され始めており、教育にさらにインテリジェントでパーソナライズされたソリューションを提供しています。

教育、学習、評価、管理などの側面を含む教育プロセスの観点から、ビッグデータ+人工知能は、教育の形式と内容の両面でより多様化することができます。

教育

「私たちは生徒についてあまりにも知らないことを認めなければなりません。」これはカーネギーメロン大学教育学部の有名な引用であり、教育分野ではよくある問題でもあります。

80年代、90年代、それ以前に生まれた世代は、小学校から大学まで生産ライン型の教育を受けてきました。個人に合わせた私立教育は依然として贅沢だったため、生徒の世代は同じ教科書を使い、1つの科目を1人の教師が教え、同じ基準で評価されました。

現在、ビッグデータと AI は、適応型教育と個別指導の実現を容易にするのに役立ちます。教育方法の面では、スマート教室は教師に、より豊富な教育方法、フルタイムのインタラクション、学習に基づいた教育を提供することができます。教師は、教えるときに教科書を 1 冊だけ持つのではなく、バックグラウンドで大量の高品質の学習リソースに任意にアクセスし、さまざまな形式で生徒に提示することができます。

たとえば、教育における音声認識や画像認識の応用により、教師と生徒の教育体験が大幅に向上しました。ある英語の文章を携帯電話で撮影し、クラウドにアップロードすると、膨大な音声資料に基づいて適切なトーンとイントネーションで読み上げてくれます。また、音声評価技術と組み合わせて、生徒に文章を繰り返し聞かせると、システムが評価を行い、繰り返し読み上げて点数を付けてくれます。

同時に、仮想現実、拡張現実、ビッグデータの完璧な組み合わせを通じて、教育現場を可能な限り回復し、学生が学ぶことを好きになり、学習を楽しむようになり、学習効果も質的に飛躍的に向上することができます。たとえば、Google は AR や VR の技術を導入し、教育アプリケーション「Reality Teaching」を作成することで、教室での活動のやり方を静かに変えつつあります。

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指導の過程で、生徒の日々の学習や宿題の完了によって生成されたデータを収集して分析することにより、教師は各生徒が習得した知識ポイントを正確に把握し、各生徒に的を絞って宿題を割り当て、生徒の適性に応じて指導する効果を達成できます。

さらに、ロボットによる教育も今後はトレンドになるでしょう。以前、ジョージア工科大学の300人以上のクラスで、人工知能ロボット教師のジル・ワトソンが1か月間、ティーチングアシスタントを務めました。彼女はメールに時間通りに返信し、口調も機械的ではなかったので、誰も彼女がロボットだとは気づきませんでした。

勉強

学生にとって、学習プロセス中に、一方ではビッグデータ技術を適用して知識グラフを作成し、知識ポイント間の相互関係に基づいて学習計画を作成することができます。他方では、データマイニング技術は、学生の個々の学習レベルをさらに分析し、彼らに合った学習計画を確立するのに役立ちます。AIシステムは、学生が効率的に学習し、大量の質問をするという戦術を回避するために、学生にパーソナライズされた補足ガイダンスを提供する方法を決定することもできます。

たとえば、以前は 3 時間の練習が必要だったテスト問題でも、実際に習得する必要がある知識のポイントを習得するのに 30 分しかかからない場合があります。ビッグデータと人工知能を適用することで、生徒の学習成果を継続的に評価し、各生徒に適した演習を的確に推奨できるため、時間を節約し、より良い学習成果を達成できます。

同時に、画像認識技術を活用することで学習効率をさらに向上させることができます。現在、学生は携帯電話を使用して教科書の内容や宿題の問題を写真に撮り、写真とテキストを分析し、対応する重要なポイントと難しいポイントを表示することができます。その後、オンライン授業、百科事典のリンク、教師がアップロードした PPT および PDF ファイルにより、自主学習の可能性がさらに広がります。プロセス全体では、機械学習と自然言語処理技術を使用して情報を収集および処理します。

また、オンライン教育も本格的に発展しており、ビデオ授業、なぞなぞ、ゲームなど柔軟で多様な授業形式と、高品質で豊富な授業コンテンツを提供することで、学習は特定の時間や場所に制限されず、柔軟かつ効果的に学習計画を立てることができます。

その中で、プログラミングに関しては、オンライン教育を通じて学ぶ子どもたちが増えています。たとえば、Coding Cat は人工知能とデータマイニング システムを活用して、6 歳から 16 歳の若者向けのグラフィカル プログラミング プラットフォームを提供し、さまざまな学生に差別化されたコースを提供しています。学生はグラフィカルプログラミング言語を使用して、プラットフォーム上でゲーム、ソフトウェア、アニメーション、ストーリーなどの作品を作成し、同時に論理的思考能力、タスク分解能力、学際的統合能力、チームワーク能力を鍛え、向上させることができます。

評価

伝統的な教育では、試験と評価が教師の多くの時間を消費していると言えます。今日では、ビッグデータ、テキスト認識、音声認識、意味認識などのテクノロジーの成熟度が高まり、大規模な自動採点とパーソナライズされたフィードバックが現実のものとなりました。

ビッグデータと人工知能を適用することで、教師は採点が必要なテスト用紙をスキャンするだけでリアルタイムにカウントされ、スキャンされたテスト用紙の数、平均点、最高点、最も集中した誤答問題と対応する知識ポイントが表示されます。これらは一目でわかり、総合的かつリアルタイムの分析に便利です。

数十万、数百万のテスト用紙を分析する必要がある場合、正確な画像とテキストの認識、および大量のテキスト検索テクノロジを使用して、すべてのテスト用紙でターゲットに類似したテキストをすばやくチェックし、問題がある可能性のあるテスト用紙をすばやく抽出してマークすることで、インテリジェントな評価を実現できます。

この点で、iFLYTEKは業界の最先端にいると言えます。同社の自動英語口頭試験、手書き認識、機械翻訳、自動エッセイ採点技術は教育部から評価され、全国の多くの省や市の大学入試、高校入試、学術レベルの口頭試験とエッセイの自動採点に応用されています。

管理

学習者が主に「学習」の部分だけに焦点を当てている場合、学校教育は教育行動データをさらに分析し、指導を超えた管理を適切に行う必要があります。学校は、インテリジェントテクノロジーを活用し、学務課、学生課、学務課、校務課などの部署のキャンパス管理ニーズを十分に考慮することで、教育と学習および関連する教育行動をさらに収集、記録、分析し、教育と指導の真の姿をより明確に描き、教育の情報化を効果的に推進することができます。

現在、一部の大学では、学生のプロファイリング、学生の行動警告、学生の家族の経済状況分析、学生の包括的なデータ検索、学生グループ分析などの機能アプリケーションを確立し、専門研究や就職の方向性における学生の潜在能力をより適切に特定し、学生にパーソナライズされた管理およびトレーニング プログラムを提供しています。

たとえば、多様なコース選択のニーズに直面して、どのように合理的に授業スケジュールを組むかは、早急に解決しなければならない難しい問題になっています。人工知能がなければ、教師が授業スケジュールを組むのに数週間かかることが多く、すべての学生が満足する保証はありません。現在、人工知能アルゴリズムが授業のスケジュール作成に使用されています。学生はコース選択を提出するだけで、システムはコース、教室、教師に基づいて授業を迅速にスケジュールできるため、効率と学生の満足度が大幅に向上します。

教育分野において、これはまだ始まったばかりであり、ビッグデータや人工知能がもたらす教育の変化は今後も活発化していくでしょう。将来的には、ビッグデータを活用して教育をパーソナライズし、人工知能を活用して教育を強化することで、教育の生産能力が倍増するだけでなく、高品質の教育リソースを最大限に活用できるようになり、学生の適性や個々のニーズに合わせた教育が実現します。

そのためには、私たちは星を見上げるだけでなく、地に足をつけて行動しなければなりません。教育者の葉聖涛氏が言ったように、教育は農業であり、産業ではありません。教育には発達のプロセスが必要であるだけでなく、子どもたちも作物のように成長する時間が必要です。ビッグデータと人工知能は、彼らの成長期に重要な栄養と補助力となるでしょう。

写真はインターネットから取ったものです。