Искусственный интеллект вместо учителя и видеонаблюдение в классах: как Китай меняет систему образования

За последние несколько лет в Китае стало популярно «умное» образование, и теперь технологические стартапы планируют выход на западный рынок. Перевод материала автора MIT Technology Review Карен Хао.

У тринадцатилетнего ученика китайской школы Чжоу И давно были проблемы с математикой, угрожавшие его планам поступить в университет. Пока компания Squirrel не предложила ему необычного репетитора — не человека, а искусственный интеллект. К концу полугодия результаты его тестов поднялись с 50 до 62,5%. Спустя два года он набрал 85% на выпускном экзамене средней школы.

Эксперты по всему миру сходятся во мнении, что ИИ сыграет ключевую роль в образовании этого века — но как? Китай решил не гадать, а действовать. Правительство сделало ставку на обучение и преподавание с помощью ИИ, и в результате в стране появилось множество компаний, предлагающих «образование будущего».

Сейчас их услугами пользуются десятки миллионов детей: занимаются дополнительно со Squirrel или на цифровых обучающих платформах вроде 17ZuoYe; даже в самих школах работают системы искусственного интеллекта.

Не только Китай заинтересован в таком образовании. В Кремниевой долине такие организации, как «Инициатива Чан — Цукерберга» и Фонд Билла и Мелинды Гейтс, заявили, что ИИ — образовательный инструмент, стоящий инвестиций.

Вице-президент Apple Education Джон Кауч написал книгу, в которой восхищается идеей Squirrel. А сама китайская компания недавно открыла исследовательскую лабораторию совместно с Университетом Карнеги — Меллона.

Однако эксперты обеспокоены направлением, в котором движется образовательная сфера искусственного интеллекта. В лучшем случае ИИ может стать подспорьем для учителей в развитии интересов и сильных сторон учеников.

В худшем — он ещё больше закрепит глобальную тенденцию стандартизированного обучения и тестирования и взрастит поколение, плохо подготовленное к быстрой адаптации в новых условиях труда. Компания Squirrel, одна из крупнейших корпораций, использующих ИИ для образования, лишь подчёркивает эти проблемы.

Учебный центр, который посещает Чжоу, располагается на втором этаже. Стены помещения увешаны наградами компании, а также фотографиями менеджеров Squirrel и заслуженных учителей КНР, которые помогают с разработкой учебного плана.

Вся работа выполняется учениками на ноутбуках, и в каждом классе присутствует учитель. Он молча следит за прогрессом детей на своём ноутбуке и помогает, когда видит на мониторе, что у того или иного ученика проблемы, которые не может решить ИИ.

Расцвет использования ИИ в образовании можно объяснить тремя факторами:

Squirrel уделяет внимание помощи в подготовке к вступительным экзаменам, а потому легко находит свою целевую аудиторию. Компания подкрепляет потенциал своих технических возможностей, выпуская научные публикации, сотрудничая с иностранными компаниями, и многочисленными наградами.

Такая маркетинговая стратегия принесла свои плоды. За пять лет с момента основания компании в двухстах городах открылось более 2000 учебных центров, обучающих более миллиона учеников. Для сравнения — в муниципальных школах Нью-Йорка учится столько же людей. На сегодня в компанию вложено более $180 млн, а в конце прошлого года она стала «единорогом» — её капитализация превысила $1 млрд.

Инновационность подхода компании Squirrel к образованию заключается в количестве промежуточных шагов. То есть команда, состоящая из инженеров и преподавателей, разбивает каждый предмет на минимального размера подразделы, которые называются «делениями знания».

К примеру, математика за курс средней школы делится более чем на 10 тысяч таких делений: рациональные числа, свойства треугольника, теорема Пифагора и так далее. В учебниках тот же предмет делится в среднем на 3000 разделов. Адаптивная платформа обучения ALEKS, послужившая вдохновением для Squirrel, делит его на тысячу.

Установив деления, программа подбирает обучающие видеолекции, конспекты, примеры и задачи. Порядок обучения устанавливается на специальном «графике знания», который выстраивается на основе опыта заслуженных преподавателей.

Ученики начинают курс с небольшого диагностического теста, определяющего их уровень знаний. Спустя десять вопросов система уже имеет представление об аспектах, требующих работы, и строит учебный план.

По мере обучения система подстраивается под скорость ученика и может менять учебный план. Чем больше учеников занимаются, тем быстрее алгоритм системы улавливает причинно-следственные связи между разными областями знаний и учитывает их при составлении очередного плана.

В октябре 2017 года Squirrel провела исследование. В течение четырёх дней 78 детей обучались с помощью ИИ, а параллельно с этим обычный учитель объяснял тот же материал двенадцати ученикам. Финальный тест по математике показал, что у детей, обученных компьютером, результаты лучше.

Основатель Squirrel Ли не планирует останавливаться на дополнительном образовании. Его амбиция — сделать ИИ основным учителем в обычных школах, и сейчас ведутся переговоры о внедрении Squirrel в несколько китайских школ.

Дети, с которыми разговаривала Карен Хао, очень довольны системой, но на вопрос «Что бы вы изменили в Squirrel?» девушка по имени Фу Вэйи ответила, что ей не хватает взаимодействия с учителями-людьми.

Каждый эксперт в области образования говорит о существовании одной проблемы: чтобы понять, как ИИ может улучшить преподавание и обучение, необходимо сначала понять, как именно он изменяет природу образования.

По мере того как машины всё лучше выполняют рутинные задачи, людям необходимо уделить больше внимания уникальным человеческим навыкам: креативности, сотрудничеству, коммуникации и способности к принятию сложных решений.

Поэтому в образовании 21 века на первый план должны выходить способности и интересы каждого отдельного человека, а не просто передача одних и тех же знаний, неактуальных в наше время.

В теории ИИ должен сделать этот процесс проще. Он сможет взять на себя рутинные задачи образования и позволить учителям уделять больше внимания каждому ребёнку. Например, ИИ может преподавать одни предметы, а учитель — другие. Или учителя с помощью ИИ смогут лучше следить за прогрессом учеников и давать им больше контроля над своим образованием.

Но конечным результатом в любом случае должно стать индивидуально-ориентированное обучение.

Методы Squirrel отлично справляются с традиционным образованием, но они всё так же бесполезны в качестве подготовки детей к будущей жизни, подверженной постоянным изменениям.

Профессор Университета искусств и дизайна Онтарио Ютта Тревиранус некоторое время назад стала первой применять индивидуальный подход в обучении для улучшения инклюзивности в образовании. Она утверждает, что существует три фактора, которые необходимо учитывать при индивидуальном обучении: темп, путь и направление.

Если темп обучения индивидуален, студенты, обладающие разными способностями, могут тратить разное количество времени на изучение одинакового количества материала.

Если путь обучения индивидуален, то у каждого студента будет своя мотивация для достижения одной и той же цели. Идти к ней они будут тоже по-разному, используя материалы в различных форматах (видео, текст).

Если направление индивидуально, то студент сможет, к примеру, решить, стоит ли ему ориентироваться на определённый университет или нет.

Это не означает, что адаптивным системам обучения нет места в школах будущего. Дэвид Доктермен, коллега Дида, считает, что способность структурно подавать информацию — их сильная сторона. Но нельзя отдавать им доминирующую роль в образовании.

Философия в отношении образования сложилась у Ли, основателя компании, под влиянием его собственного обучения. Будучи ребёнком, он не отличался высоким эмоциональным интеллектом и не знал, что с этим делать. Когда он вырос, то поделил идею эмоционального интеллекта на 27 разделов и стал последовательно вырабатывать каждый навык.

Он научился быть более наблюдательным и поддерживать разговор. «Я составил список из ста тем, чтобы у меня был материал для бесед», — признаётся он. Он даже приучил себя улыбаться, когда слушает критику. Такой подход дал ему желаемый результат и вдобавок непоколебимую веру в то, что таким способом можно научиться чему угодно.

Ли считает, что это единственный способ повысить общий уровень развития цивилизации. Доверять учителям что-либо ещё «подвергает риску гениев». Он применяет это видение и к собственным детям. Squirrel обучает его восьмилетних мальчиков-близнецов, и Ли гордо сообщает, что они уже изучают физику уровня восьмого класса — доказательство того, что система работает.

Squirrel уже демонстрирует свою технологию на Западе, появляясь на различных международных конференциях и сотрудничая с институтами, связанными с Массачусетским технологическим институтом и Гарвардским университетом.

В команде работают несколько американцев, например, Том Митчелл, заведующий кафедрой компьютерной науки университета Карнеги — Меллон, и Дэн Байндмен, бывший сотрудник ALEKS.

Однако профессор Университета искусств и дизайна Онтарио Ютта Тревиранус обеспокоена тем, что философия Squirrel лишь одно из следствий погони Китая за академическими показателями и упора страны на тестирования и стандартизированные экзамены.

Тем не менее, считает Тревиранус, в Китае существует идеальная среда для образовательных реформ, ориентированных на облегчение работы преподавателя и внимание к ученикам. Страна не остановилась на традиционных моделях обучения и открыта новым идеям. Возможно, им стоит попробовать по-другому применить ИИ. Но как?

Ответ на этот вопрос, возможно, лежит в нескольких километрах к западу от главного офиса Squirrel. Там Пан Пэнкай, эксперт в области школьного образования, ставит другой эксперимент.

Пан двадцать лет размышлял о применении ИИ в образовании. Пятнадцать лет назад он получил докторскую степень медиалаборатории Массачусетского технологического института и основал свой первый технологический стартап с целью преподавания английского языка.

Сейчас Пан управляет Alo7, школой английского языка для детей младшего и среднего школьных возрастов. В отличие от других китайских стартапов, миссия Alo7 — меньше тестов и больше креативности, развития лидерских качеств и других мягких навыков.

В компании представлены сервисы как для онлайн-обучения, так и для школьных уроков, например, цифровая обучающая платформа вкупе с напечатанными учебниками.

Для занятий также предусмотрена программа, подключающая трёх учеников, и учителя для совместных занятий. Сейчас компания обслуживает 15 млн учеников и учителей и сотрудничает с 1500 организаций по всей стране.

В отличие от Squirrel, онлайн-платформа Alo7 работает как дополнительный инструмент преподавателя. Выучить слова можно через приложение, произношение тренируется с помощью алгоритмов распознавания речи. Но всё, что требует более творческого подхода, например, письмо и говорение, изучается в классах, где доминирующую роль играет учитель.

Главная цель Пана — избавиться от стандартизированного тестирования. Он считает, что ИИ способен создать гибкие условия для обучения, подходящие всем ученикам: от капризных и творческих до педантичных аналитиков. Он считает, что образование должно перестать быть соревнованием.

В прошлом году Alo7 стал больше экспериментировать. В видеоуроки добавили анализ голоса и выражения лица, чтобы составлять отчёт по каждому занятию.

Алгоритмы измеряют, сколько времени ученики говорят по-английски на уроке, точность их произношения и общие показатели активности и вовлечённости, например, сколько раз за занятие они открывали рот, чтобы произнести что-то или засмеяться. В нескольких обычных школьных кабинетах компания тоже установила камеры, собирающие эти данные.

Профессор программы технологий, инноваций и образования Гарвардского университета Крис Диди считает, что данные, собираемые в таком кабинете, могут оказаться полезны, но они также могут неправильно интерпретировать эмоциональное состояние ученика, использоваться не во благо и привести к чрезмерной слежке за детьми.

Пан согласен с ним и говорит, что именно по этой причине они предоставляют данные только для того, чтобы помогать учителям. Научных обоснований для использования камер у них ещё нет.

Пан говорит, что не имеет планов выхода на международный рынок. Перед ним и так стоит масштабная задача — продвинуть образовательную философию, непопулярную в Китае. Но он заметил, что общество уже начало обсуждать новые идеи ориентации на творческую и гуманитарную стороны образования.

В феврале 2018 года министерство образования КНР провело несколько реформ, среди которых усложнение процесса получения образовательной лицензии компаниями, чтобы уменьшить одержимость тестированиями.

Правительство выпустило рекомендации, призывающие обратить больше внимания на физическое, моральное и культурное образование — и меньше внимания уделять экзаменам. До отмены единых вступительных экзаменов ещё, конечно, далеко, но Пан с оптимизмом смотрит в будущее.

Основатель Alo7 хочет изменить будущее китайского образования с помощью технологий. Масштабный эксперимент обучения с помощью ИИ и направление, которое он примет, может изменить отношение к образованию во всём мире.

#искусственныйинтеллект #образование