芥末翻｜AIEd 如何帮助我们应对教育领域尚未解决的难题
芥末翻是芥末堆全新推出的一档学术栏目，由芥末堆海外翻译社群的小伙伴们助力完成。我们致力于将全球经典或是前沿的教育理念、教育技术、学习理论、实践案例等文献翻译成中文，并希望能够通过引进这类优质教育研究成果，在全球教育科学的推动下，让更好的教育来得更快！
本文选自培生集团研究报告《Intelligence Unleashed ：An argument for AI in Education》，作者 Rose Luckin，Wayne Holmes，译者康琳，魏来，汪汪，编辑阿槑。图片：Photo by Alex Knight on Unsplash
编者注：本期是芥末翻连载培生AI+教育的研究报告第四周，有两个目的：第一，给感兴趣的非专业读者解释AIEd是什么，如目标、实现方式及作用机制。只有确保一定程度的了解，我们才能走出AI的科幻印象及由此产生的恐惧。第二个目的：阐述AIEd现在及未来能为学习带来的影响，以提高学习者的学习效率。
政策制定者常称一类社会问题为“顽疾”——错综复杂，相互联系的，且各种干预都对其不起作用。不幸的是，教育领域中存在大量这类问题。
如果 AIEd 想获得关注和经济上的投入，不可回避的问题是，如何应用 AIEd 去解决那些尚未解决的难题。在这里我们提出两个重大的难题：学生间的成就差异，以及教师发展，留任和短缺，并将逐一说明 AIEd 是如何提供解决方案的。
目前我们的教育体系并不能满足所有学习者的需求。每个国家的教师、学校领导、学校管理者和政府官员每天都在面对这个问题：高成就和低成就的学生之间存在差距。从全球范围来看，普遍情况是，来自贫困家庭的学生比来自富裕家庭的孩子成绩差，这种成绩的差距会影响一个国家的经济和国民的社会幸福感。导致成就差距的原因，每个国家都不同，但是都存在一个普遍事实：不是所有学习者在校学习期间发挥了其全部潜力。
我们认为，所有孩子具备一些基本技能(阅读，写作和算术)是很有必要的，然而，这在世界范围内还没有实现。例如，在英国大约有 900 万的成年人，基本的认字或算术能力都很差，甚至两种能力都很差。举例来说，这意味着这些成年人连看懂汽车还剩多少汽油，或者读懂药品说明书都成问题。
前文已经提及 AIEd 可以提供一系列工具去应对这个挑战。例如，自适应 AIEd 导师可以在学校和家里，为需要特殊帮助的学生提供一对一的辅导来提高学习效果。通过更密切地与教育神经学结合，AIEd 研发人员可以提供更优质的信息，当孩子在学习中遇到“拦路虎”时，提供更好的支持。而且，这对解决社会经济差距问题也很重要，由于边际成本大幅降低，AIEd 系统可实现低成本规模化，使更多的学校和学校系统可以负担得起。
AIEd 也可以为学习者提供学前教育，甚至从一出生所需要的支持。有研究证据表明，5岁之前的经历对孩子未来所能取得的学业成就有很大的影响。很遗憾的是，我们看到许多来自自低收入家庭的孩子入学前难以获得帮助。这意味着，这些学生进入学校后，相对于那些来自于富裕地区的学生而言，他们在语言，数学和科学的早期理解、体育和运动发育，社交和情商等方面均不占优势。因此，孩子进入学校后，不认识数字，不懂得如何和同伴相处。
低收入家庭的家长可能也缺少教育机会，当家长在给他们孩子提供学习支持时，面临较大的困难。AIEd 系统可以像对教师和学生一样，为家长提供导师式的支持，提升家长的教育水平和收入水平。
AIEd 助手可以在多方面为家长提供建议，包括与孩子交流，与孩子分享歌曲，亲子阅读等，这让家长有能力在孩子最重要的前几岁提供更好家庭教育。对于在认字和算术方面有困难的家长，AIEd 助手同样可以帮助他们提高相应的技能。
为了避免“马太效应”——本来就拥有特权的学习者可以获得更多的新资源，使得原本就存在的教育不平等更加两极分化，AIEd 的支持应该是面对所有家长的，同时为更需要帮助的家长提供额外支持，从而确保所有家长可以充分了解，获得有力的支持，积极参与到孩子的教育中。
提高教师的专业知识, 保证教师留任率, 为严重师资短缺的地区提供缓解方案。教师的专业知识对于学习者的成绩至关重要，但是高质量持续的教师培训成本很高，包括时间成本和财力成本。AIEd 系统可以按照为学生提供的提供一对一或者小组辅导的同样方式，为教师培训。培训可以满足每位教师的特定需求，而且在任意时间和地点都可以进行，老师也有机会接触志趣相同的专业人士团体，接受专业意见和指导。
AIEd 还可以帮助教师寻找、分享最优质的教学资源。比如说老师在使用一款流行的教学工具 TES 或者 Teachers Pay Teachers(教师教案交易平台)时，AIEd 助手会了解老师过去已经找到的有用资源，其学生资料和所在学校的教案和课程资料，从而准确推荐最适合该老师及其学生的教学资源，包括老师自行创建并成功使用过的资源。
给予教师智能化支持可以提升教师的留任率，我们看到很多资深教师因为倦怠而离开教学岗位。而云技术智能助手能够帮助教师减轻压力和工作强度，AIEd 助手可适用于所有老师，以及任何类型的教学设备，保证无论教师在哪里工作都可以按需得到支持。
课下，AIEd 助手可以大大缩短教师给学生打分的时间。在课堂上，教师可以给AIEd助手交待任务，让其给对数学中分数概念理解有困难的一组孩子提供一对一辅导。这个助手负责完善每个学生的学习者模型，利用模型去匹配最适合的教育资源。这样教师可以将更多精力放到每个个体学生身上，或与学习小组展开话题讨论。
世界上很多地区面临着教师资源短缺的挑战。例如，一直到 2030 年，有 33 个国家可能都没有足够的教师数量来保证每个孩子接受小学教育，需要聘请 2580 万名教师才能解决这 33 个国家的问题。
我们知道，最有效的 AIEd 应用方式是与不同人的专业知识和同理心相结合来配置，但在短期内，这很难实现。这意味着我们必须依赖于技术，将高质量的学习体验带到短缺的地方。
以 Sugatra Mitra 所做的研究为例，他在印度贫民窟一面墙上嵌置了一台计算机，孩子们可以免费使用这台电脑。他将这个实验称之为“墙中洞”，这个实验的目的是证明在没有任何正规训练情况下，孩子们是否会自发组成有效的学习小组，一起去学习如何使用计算机。在这个研究的基础上，他创立了云端学校，这是一个创造性的在线空间，世界各地的孩子们可以聚集在上面回答“难题”、分享知识、互助成长、从在线辅导员那里得到指导。
现在，想象一下如果 AIEd 加入到这样的技术中。例如，AIEd 会为学习者之间协作提供智能支持，它可以提供开放性学习者模型（Open Learner Models），帮助在线志愿教师了解学习者的需求，或对志愿教师和学生进行智能化匹配。
让所有人都有机会接触优秀老师并获得高质量的教育，是目前的迫切需求，我们并不是要去忽略这种需求。远非如此。正因为缺乏，我们更应快速行动，如果不去借助 AIEd 去改变，将是我们的失职。
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声 明
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