Intelligence artificielle + éducation : catalyser la transformation de l'identité et du rôle des enseignants

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Dans le livre « AI : The Nature and Future of Artificial Intelligence » de la chercheuse britannique Margaret Boden, l'intelligence artificielle est définie comme « permettre aux ordinateurs d'accomplir diverses choses que l'esprit humain peut faire ». Jusqu'à présent, le domaine de recherche de « l'intelligence artificielle » a connu sept étapes : le bourgeonnement, la naissance, l'or, le premier creux, la prospérité, le deuxième creux et le développement continu. Aujourd’hui, les produits associant intelligence artificielle et éducation poussent comme des champignons et couvrent rapidement tous les domaines de l’écosystème éducatif.

Il convient de noter qu'à l'heure actuelle, l'intelligence artificielle est encore au stade « faible » de l'intelligence artificielle, l'écosystème des données éducatives n'a pas encore été formé et le mécanisme de partage et l'éthique de l'intelligence artificielle n'ont pas encore été établis. Par conséquent, les produits actuels « intelligence artificielle + éducation » comportent forcément de nombreux risques. En ce qui concerne le domaine de l'éducation, le développement de l'intelligence artificielle consiste à promouvoir l'application approfondie de l'intelligence artificielle dans « l'enseignement » des enseignants et dans « l'apprentissage » des étudiants, en résolvant les problèmes en suspens dans l'éducation et l'enseignement, en responsabilisant les enseignants, réduire le fardeau des étudiants et revenir à l'intégrité morale. Cultiver les aspirations originales des gens et promouvoir le développement global des compétences morales, intellectuelles, physiques, artistiques et physiques.

Le premier choix pour la nouvelle génération d'orientation recherche et développement « intelligence artificielle + éducation »

Développer une plateforme experte en intelligence artificielle pour les enseignants

Actuellement, l’exploration de l’ajout de la technologie de l’intelligence artificielle aux scénarios éducatifs bat son plein. En novembre 2018, le « Livre bleu sur l'intelligence artificielle + l'éducation » publié par l'Université normale de Pékin a déclaré que « Intelligence artificielle + éducation » se concentre principalement sur l'environnement éducatif intelligent, le soutien au processus d'apprentissage intelligent, l'évaluation intelligente de l'éducation, les assistants enseignants intelligents et la gestion intelligente de l'éducation. et services. Attendez cinq scénarios typiques. Dans le « Livre blanc mondial sur le développement de l'intelligence artificielle (2019) » publié par Deloitte Research, l'application de l'intelligence artificielle dans l'éducation est résumée en cinq liens pédagogiques : l'enseignement, l'apprentissage, l'évaluation, les tests et la pratique.

Actuellement, la plupart des produits éducatifs basés sur l'intelligence artificielle sont principalement utilisés par les étudiants et les parents, notamment les machines d'apprentissage, les robots d'éducation préscolaire et les produits de recherche de questions. Le comportement du marché lui-même est irréprochable, mais jusqu'à présent, les produits éducatifs existants en matière d'intelligence artificielle n'ont pas encore résolu les problèmes de précision et d'erreur zéro, et les risques éducatifs potentiels n'ont pas été pris en compte.

En fait, en ce qui concerne l'éducation actuelle, le produit le plus urgent à développer et à fournir devrait être un système expert ou une plateforme pour les enseignants doté de fonctions d'exploration de données et d'assistance intelligente.

Il s’agit tout d’abord de la nécessité pour les enseignants de diagnostiquer avec précision les conditions académiques. Dans le passé, lorsqu'ils abordaient la question de la professionnalisation des enseignants, les chercheurs comparaient généralement la profession enseignante à la profession médicale. Il y a 100 ans, il n'y avait presque pas de grande différence dans la complexité des outils utilisés par les médecins et les enseignants. Les médecins utilisaient des écouteurs, et les enseignants utilisaient de la craie et des tableaux noirs. Cependant, le degré d'intelligence de ces deux outils auxiliaires professionnels est aujourd'hui très différent. Les médecins disposent d'ECG, d'EEG et d'IRM, de robots de neurochirurgie, de systèmes de lecture experts, de systèmes de diagnostic et de traitement à distance basés sur le big data et l'intelligence artificielle, etc. Cependant, les seuls outils auxiliaires que les enseignants peuvent enseigner sont les tableaux blancs électroniques, et il existe. un manque d’outils intelligents correspondants pour le diagnostic académique. L’éducation et l’enseignement sont des arts, mais ils doivent avant tout être scientifiques. Si l’éducation et l’enseignement manquent de soutien scientifique et technologique, les enseignants seront désorientés et piégés. Dans le même temps, la communauté scientifique et technologique n’a pas accordé la priorité au développement de produits soutenant la formation et l’enseignement des enseignants et ayant des fonctions de diagnostic. Il est donc urgent d’intégrer les communications de nouvelle génération, l’Internet des objets, l’exploration de données massives, l’apprentissage profond de l’intelligence artificielle et d’autres technologies pour développer des systèmes ou des plateformes experts avec des diagnostics pédagogiques et des suggestions de solutions pour les enseignants.

Deuxièmement, il s’agit de la nécessité de parvenir à une réduction substantielle du fardeau. Le psychologue allemand Hermann Ebbinghaus et d'autres ont découvert que pour que les apprenants maîtrisent les connaissances qu'ils ont acquises, ils ont besoin d'une pratique répétée et d'une consolidation, mais le dépassement d'une certaine limite entraînera une fatigue d'apprentissage et une diminution des marges. La prédominance des tactiques basées sur des questions dans le modèle d'enseignement traditionnel ne peut pas simplement être attribuée au fait que les enseignants sont « paresseux » ou « recherchent unilatéralement le taux d'admission », mais plutôt au fait que la plupart des enseignants ne peuvent pas comprendre les conditions académiques des élèves, comme les médecins peuvent diagnostiquer avec précision les maladies. . À mesure que la taille des classes augmente, les enseignants comprennent de moins en moins les conditions scolaires des élèves. Par conséquent, pour réellement réduire le fardeau des étudiants, la clé est de fournir aux enseignants le soutien nécessaire, de les aider à diagnostiquer et à évaluer l'état d'apprentissage des étudiants et de proposer des programmes éducatifs qui peuvent être sélectionnés et transformés. C'est précisément la force de l'intelligence artificielle. Dans le même temps, l’intelligence artificielle peut également libérer les enseignants de tâches simples et compliquées telles que l’assiduité, l’enregistrement des scores, les scores statistiques, la collecte de données, etc.

Point de rupture dans la construction d'une plateforme experte en intelligence artificielle

Intégration interdisciplinaire, construction d'un écosystème de données et promotion des applications blockchain

Cela peut être réécrit comme ceci : les idées de développement et les fonctions des produits éducatifs sur l'intelligence artificielle qui ont été lancés jusqu'à présent sont très similaires. En prenant la machine d'apprentissage comme exemple, les développeurs ont coopéré dès le début avec des milliers d'écoles primaires et secondaires pour obtenir un grand nombre d'exercices liés aux points de connaissance et aux points de capacité des manuels scolaires, et ont conçu un système ou une plate-forme de diagnostic académique. et correction basée sur la théorie du behaviorisme. Ce type de plateforme dispose généralement de fonctions big data et peut générer l'image personnelle d'un élève en analysant les devoirs de l'élève, le nombre d'exercices, etc. En fait, fournir ces fonctions aux enseignants peut réduire dans une certaine mesure la charge qui pèse sur les enseignants et aider les enseignants à mettre en œuvre une éducation et un enseignement personnalisés. Cela peut être appelé « intelligence artificielle + éducation » 1.0. Cependant, la plateforme d'experts en intelligence artificielle destinée aux enseignants devrait progresser en termes d'intelligence et réaliser des percées dans l'intégration interdisciplinaire, la construction écologique des données éducatives et l'application de la technologie blockchain.

Le premier est l'architecture environnementale « intelligence artificielle + éducation » 2.0 qui permet une intégration interdisciplinaire et transfrontalière et réalise la division du travail et la coopération. L'architecture de l'environnement technique « intelligence artificielle + éducation » 2.0 nécessite l'intégration croisée du génie logiciel, des sciences et technologies de l'information, du contrôle et de l'automatisation, de la neuropédagogie, de la neuropsychologie, de la technologie éducative et d'autres disciplines. Parmi eux, la discipline éducative s'appuie sur les derniers résultats de la recherche en neurosciences et en sciences psychologiques, en particulier les derniers résultats dans les domaines de la science du cerveau et de la recherche inspirée par le cerveau, pour soutenir la science informatique afin de comprendre le cerveau humain et la technologie bionique. ; l'informatique, les sciences de l'information, etc. se concentrent sur l'acquisition de mégadonnées éducatives, la construction de graphiques de connaissances, le traitement et l'exploration de données, le diagnostic intelligent et la recherche. L'ingénierie logicielle est responsable du développement de l'ingénierie des plates-formes intelligentes, etc.

La seconde consiste à construire un écosystème de données éducatives. Les données, la puissance de calcul, les algorithmes et la science de l'apprentissage sont les quatre éléments majeurs de « l'intelligence artificielle + l'éducation ». Les données éducatives massives ne sont pas seulement la base de la formation des systèmes d'intelligence artificielle, mais aussi la clé du développement de l'intelligence artificielle éducative. La formation de données écologiques éducatives massives dépend de nombreux aspects tels que l’acquisition et le partage, le prétraitement des données, le stockage des données et le calcul. En termes d'obtention de données pédagogiques, l'accent doit être mis sur le processus d'apprentissage des élèves grâce à des équipements et des moyens tels que des eye trackers et des livres à encre électronique capables de restituer les trajectoires d'écriture, les données comprenant l'apprentissage en classe, la résolution de problèmes, la réponse aux questions et la création de travaux. peuvent être obtenues des caractéristiques telles que la cognition, la mémoire, la représentation, la pensée, l’attention et la personnalité. En termes de partage de données éducatives, l'établissement de normes et de spécifications de collecte de données éducatives devrait être accéléré, et les ressources de données publiques sur l'éducation devraient être ouvertes et partagées conformément aux accords tout en respectant les règles en matière de données et l'éthique de la vie privée. En termes de stockage de données éducatives et d'informatique, outre le développement et l'application de technologies d'intelligence artificielle telles que l'optimisation des algorithmes, l'apprentissage profond et la formation matérielle, les universités et les instituts de recherche scientifique devraient également s'attaquer conjointement aux problèmes clés pour former rapidement des modèles de mégadonnées et comparaisons avec les droits de propriété intellectuelle indépendants de mon pays.

Le troisième est de promouvoir l'application de la technologie blockchain dans la plateforme experte en intelligence artificielle destinée aux enseignants. Actuellement, les points chauds de la recherche « blockchain + éducation » au pays et à l'étranger se concentrent principalement sur la certification de crédit, la gestion des certificats, les ressources éducatives numériques, les capacités de l'apprenant et la gestion des résultats d'apprentissage, etc. Les attributs de la blockchain, tels que la centralisation, le mécanisme de consensus, la traçabilité et une confiance élevée, peuvent être utilisés pour résoudre des problèmes difficiles tels que le diagnostic pédagogique, le développement des étudiants, en particulier l'évaluation du développement moral. La création de dossiers personnels d'apprentissage et de croissance des étudiants basés sur la technologie blockchain contribuera à changer complètement les modes d'évaluation de l'éducation et de l'enseignement, et peut également fournir un soutien important au développement de plateformes expertes en intelligence artificielle pour les enseignants.

Plateforme experte en intelligence artificielle pour les enseignants

Autonomiser les enseignants et promouvoir des changements dans leurs tâches principales

L'environnement d'intelligence artificielle basé sur la perception intelligente, l'apprentissage profond, les réseaux de neurones, l'informatique émotionnelle, etc. a été profondément ancré dans tous les domaines de la vie et dans tous les aspects de la vie et de l'apprentissage dans la société humaine. Avec le développement rapide de l'intelligence artificielle dans le domaine de l'éducation, de nombreux enseignants commencent à s'inquiéter de savoir s'ils perdront leur emploi

« Intelligence artificielle + éducation » responsabilise les enseignants, mais appelle également à la transformation du travail des enseignants. À l’heure actuelle, les trois tâches principales des enseignants : prêcher, enseigner et résoudre les doutes évoluent. Les ressources d'apprentissage en ligne massives et les produits de tutorat en intelligence artificielle de la plateforme MOOC peuvent fondamentalement remplacer l'enseignement des connaissances des enseignants traditionnels ; la plateforme d'experts en intelligence artificielle pour les enseignants peut également aider les enseignants à répondre aux questions des élèves et à résoudre les doutes dans une certaine mesure.

Le « Rapport 2020 sur le développement de l'intelligence artificielle de nouvelle génération en Chine » compilé par l'Académie chinoise des stratégies de développement des sciences et technologies, le Centre de recherche sur le développement de l'intelligence artificielle de nouvelle génération du ministère de la Science et de la Technologie et plus de dix institutions nationales et étrangères estime que Le rôle et la définition des enseignants à l’ère de l’intelligence artificielle ont changé. Mais la technologie ne remplacera pas les enseignants humains. L'émergence d'une nouvelle génération de plateformes expertes en intelligence artificielle peut non seulement aider les enseignants à accomplir des tâches mécaniques répétitives, mais également fournir aux enseignants des « portraits » du statut académique et des solutions personnalisées pour aider les étudiants.

Zhu Xiaoman a souligné dès 1994 dans "Créer une éducation émotionnelle normale" que "le caractère idéologique et moral, la qualité émotionnelle et les habitudes comportementales des gens ne s'obtiennent pas en s'appuyant sur le processus d'enseignement cognitif. Au lieu de cela, les élèves imitent et imitent souvent les enseignants spontanément. L'identification, l'acceptation inconsciemment de l'influence de l'enseignant et l'établissement de contraintes comportementales, ce qu'on appelle l'influence subtile. C’est pourquoi la « prédication », une tâche éducative importante impliquant des émotions, est actuellement difficile à remplacer complètement par l’intelligence artificielle. Lorsque les enseignants dispensent un enseignement en face à face avec les élèves, les yeux inquiets et les gestes encourageants de l'enseignant, la confiance et le soutien formés entre les enseignants et les élèves, ainsi que l'admiration et l'imitation des élèves à l'égard des enseignants, etc., ne peuvent être remplacés par aucune intelligence artificielle froide. produits. L’efficacité de l’apprentissage en ligne pendant l’épidémie prouve également l’importance et le caractère irremplaçable de l’enseignement en présentiel.

L'essence de l'éducation est qu'un arbre en secoue un autre, qu'un nuage pousse un autre nuage et qu'une âme en éveille une autre. Les risques de l’intelligence artificielle elle-même et la particularité de son application dans l’éducation déterminent que la priorité doit être accordée au développement de systèmes experts ou de plateformes permettant aux enseignants d’assister et de soutenir leur travail. Les enseignants devraient accorder plus d'attention à l'accumulation de leur propre expérience et de leur sagesse éducatives, utiliser des plates-formes d'experts en intelligence artificielle pour dispenser un enseignement fondé sur des preuves, rendre le processus d'enseignement et d'éducation plus scientifique et efficace, et rendre les devoirs et les exercices des élèves plus faciles et plus précis. Avec l'aide des mégadonnées et des suggestions pédagogiques fournies par l'intelligence artificielle, les enseignants peuvent être libérés du travail répétitif compliqué et trivial et de la course aux scores, assumer plus pleinement le rôle d'« éducation » émotionnelle et mieux adhérer à l'intention initiale de cultiver des personnes avec l'intégrité morale.

(Auteur : Ding Jinhong est doyen de l'École de formation des enseignants de l'Université de Nantong, simultanément directeur du Bureau de gestion de la formation des enseignants et professeur)

Source丨China Education News

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