Издательство «Альпина ПРО» представляет книгу Уэйна Холмса, Майи Бялик и Чарльза Фейдла «Искусственный интеллект в образовании. Перспективы и проблемы для преподавания и обучения».Книга дает подробный анализ того, как ИИ может повлиять на разработку учебных программ, индивидуализацию обучения и систему оценок. Она затрагивает два очень важных и взаимосвязанных предмета: переход к персонализированной учебной программе и роль ИИ в преподавании и обучении.

Предлагаем прочитать разделы книги, посвященные программам для изучения иностранных языков и использованию чат-ботов.

Изучение языка: Babbel и Duolingo

Еще одно направление ИИ в образовании, которое в последнее время стало очень популярным, — это программы для изучения языка. Уходя немного в сторону, самой многообещающей технологией обработки естественного языка за последнее время стала разработанная в 2017 году программа Google Pixel Buds, появившаяся благодаря исследованию статистических подходов к обработке естественного языка, которое мы обсуждали ранее. Алгоритмы Pixel Buds, хотя и далеки от совершенства, способны переводить устную речь на двух языках в режиме реального времени, позволяя двум людям, не говорящим на одном языке, вести полноценный разговор, что наконец-то делает реальностью некоторые устройства из научной фантастики. Помните универсальный переводчик из «Звездного пути» или вавилонскую рыбку из фильма «Автостопом по Галактике»?

Тем не менее на данный момент у нас есть все основания продолжать изучение иностранных языков. Два наиболее известных языковых коммерческих продукта, где используются системы искусственного интеллекта, — это Babbel и Duolingo, хотя пока еще недостаточно свидетельств о том, что они широко используются в официальном образовании (здесь можно упомянуть также их аналоги, например, Memrise, Rosetta Stone, Mondly и многие другие).

Первый пример — Babbel, который вот уже десять лет помогает учить иностранный язык при помощи распознавания речи на основе ИИ (а также типичных алгоритмов персонализации ИСО). Babbel сравнивает слова, произнесенные учеником, с образцами речи, записанными редакторами курса, для которых этот язык родной, и выдает обратную связь, чтобы помочь ученику улучшить произношение. Программа выполняет две основных задачи: распознавание слов и оценка произношения.

Обе эти задачи не так просты. Для распознавания слов система сначала должна определить, когда пользователь начинает и прекращает говорить, то есть ей нужно отфильтровать все посторонние шумы (например, голос людей на заднем плане или шум пролетающего самолета). Затем слова сравниваются с базой данных образцов речи, сначала для распознавания слова, а затем для проверки произношения с учетом того, что у разных людей (мужчин или женщин, молодых или старых) совершенно разные голоса (разные частоты и скорость).

В приложении Duolingo, которое также использует распознавание речи, нас больше всего интересует его персонализация в стиле ИСО. Подход Duolingo опирается на два принципа, которые хорошо известны в педагогике: эффект интервального повторения 318 (мы лучше запоминаем, если заучиваем информацию с перерывами, а не всё сразу) и эффект запаздывания (мы запоминаем еще лучше, если перерывы между уроками постепенно увеличиваются).

Алгоритм основан на системе Лейтнера, при которой карточки слов, в которых ученик ошибся, остаются впереди, чтобы ученик вернулся к ним через короткий промежуток времени, а правильно выученные карточки уходят назад, чтобы ученик возвращался к ним позже. Таким образом, программа рассчитывает оптимальное время для повторения лексики. Для этого она определяет вероятность того, что пользователь вспомнит слово, как функцию задержки с момента последнего использования слова и «периода полураспада слова» (устойчивости слова в долговременной памяти ученика). Функция опирается на модель ученика, которая включает в себя данные предыдущего опыта обучения (сколько раз ученик видел слово, сколько раз вспомнил его и сколько раз ошибся). Независимое исследование 2012 года показало, что пользователи Duolingo смогли освоить испанскую лексику в объеме, эквивалентном одному семестру стандартных языковых классов в вузе, правда, в исследовании не сравнивали эффективность Duolingo со стандартными языковыми курсами или другими методами, опирающимися на современные технологии.

Чат-боты: Ada и Freudbot

Первым искусственным интеллектом, который смог общаться с людьми на человеческом языке, была предшественница чатботов ELIZA (о ней мы расскажем в Приложении 2). Пять десятилетий спустя чат-боты стали повсеместным явлением и каждая компания из большой пятерки технологических гигантов запустила своих виртуальных помощников: Amazon (Alexa), Apple (Siri), Facebook* (Messenger) 323, Google (Assistant) и Microsoft (Cortana). Но путь их был и остается тернистым (вспомните хотя бы расистские выпады чат-бота Microsoft по имени Тэй). Кроме того, ни один чат-бот еще не показал убедительных результатов в тесте Тьюринга (который считается пройденным, если человек не может отличить программу от человека).

Недавно Google представил чат-бота Duplex, который смог в реальном времени забронировать столик в ресторане и записаться к парикмахеру, но демонстрация этих успехов была явно тщательно спланирована заранее и к ней много вопросов. Тем не менее, по заявлениям одной компании, продающей чат-ботов как услугу, только на нее одну приходится уже более 300 000 ботов, и это лишь одна из многих подобных платформ.

Как правило, чат-боты автоматически отвечают на сообщения: SMS, записи на сайтах, посты в социальных сетях и голосовые сообщения. Опираясь на ключевые слова и правила, они выбирают ответ из заранее запрограммированных сценариев (так делала ELIZA и делает большинство современных простых ботов), или используют адаптивные алгоритмы машинного обучения для создания синтетических ответов (более сложные системы вроде Siri, Duplex и Тэй). Чат-боты быстро проникают в нашу жизнь: через них можно купить билет на самолет, заказать еду, получить медицинскую и финансовую консультацию, найти работу, вести бухгалтерский учет и делать покупки. Иногда они даже могут заменить собеседника и помочь молодым людям в состоянии тревоги.

Естественно, чат-боты всё чаще используются и в образовательных целях. Например, когда пользователи ищут информацию о курсе, они могут воспользоваться ботом, который направляет их к нужной информации. На некоторых платформах боты помогают получить студентам услуги, связанные с проживанием, оборудованием, организацией экзаменов, здравоохранением и т. п. Наконец, они помогают и непосредственно в обучении. По сути, программы DBTS, о которых мы говорили ранее (включая AutoTutor и Watson Tutor), можно считать частным случаем образовательных чат-ботов. Чат-боты способны комментировать действия ученика для поддержания рефлексии и контроля эффективности, а в некоторых при ...
Источник: Полная лента ПОЛИТ.РУ.