机器学习教父:未来十年将是人工智能影响教育的十年

5月24日，第三届AIAED全球AI智适应教育峰会在北京举行。

Tom Mitchell认为未来的十年，AI将会继续影响教育，机器学习将会对智适应教育产生重要影响，例如通过机器模拟人的学习状态来获取数据，从而适度摆脱对人类数据的依赖；松鼠AI创始人栗浩洋从三个层面介绍了松鼠AI老师的架构，并指出知识地图和错因分析在教育减负上的应用；好未来CTO 黄琰认为，AI+教育已经进入2.0时代，AI也会促使教育培养目标从改变命运到提升幸福的转变。

“机器学习教父”Tom Mitchell：未来十年将是AI影响教育的十年

第三届AIAED主席、CMU计算机学院院长Tom Mitchell

“机器学习教父”Tom Mitchell首先演讲，演讲内容主要是围绕AI的发展如何影响教育。

“未来的十年将是AI影响教育的十年。”

Tom Mitchell表示这是个人看法，因为他已经在AI领域工作了几十年，做了很多AI相关的应用，包括在机器、医疗和数据采集商的应用。但在他看来，未来十年，将AI技术应用到教育上，这是最让他感到兴奋的，所以他现在也把自己的很多研究放到了AI教育应用上。关于原因，他总结了三条。

第一个原因，个性化教学带来了重大益处。他们发现，在一般的教学场景中，只要获得了个性化指导的学生，与对照组相比，学生的分数会得到90%的提升，这是非常重要的个性化指导的益处。

第二高原因，已经证明了以电脑为基础的教学之价值。如今，很多公司能够提供各种各样以电脑为驱动的教学服务和课程，例如数学、化学和物理，还有一些文科课程，电脑可以帮助我们提高教学质量。

Tom Mitchell拿卡内基梅隆大学的系统举例，代数老师可以通过系统看到，系统中蓝色曲线代表的是使用电脑来指导学习代数的学生，绿色代的是用一般方法学习代数的学生，然后蓝色的这些学生得分更高。所以，不单单是对人的个性化教育，能够为学生带来很大改善，用电脑来指导学习，也可以在学科中的得分得到极大提升。

Tom Mitchell表示，目前来看教育还有很大提升空间，所以他们有动力来研究借助AI为人们进一步开发基于电脑的教学指导。

第三个原因，过去十年，AI技术正在快速发展。电脑可以帮助我们更好的识别图像和人脸、把语言转化成文字等等，这些技术都是现成的。他认为，未来十年，这个发展趋势还会继续延续。

基于这三点原因，Tom Mitchell认为，AI能够让学生的分数提高两个等级，还能帮助老师进一步辅助学生进步。基于这三点原因，加上AI技术飞快发展，Tom Mitchell最终决定投身于AI+教育的研究上。

关于新技术如何改善自适应教学，他认为对话系统很适合自适应教育，虽然现在的对话系统相对简单，随着技术发展对话系统还有很大进步空间，将有助于老师和学生进行更开放的讨论。大脑科学同样是一种非常重要的能够影响智适应的技术，例如大脑成像技术，检测脑电波显示大脑活动，预计能够非常灵敏追踪学生的情感状况，判断学生是否真正了解这个知识。此外，机器学习和虚拟现实也是非常重要的技术，对智适应教学的未来也非常重要。

那么如何在智适应上影响教学？

Tom Mitchell认为第一个是机器学习。不管是宏观还是微观层面，学生在都能够基于教学系统完成不同的任务获得不同的答案，系统可以显示学生的错误并纠正，知道学生的学习轨迹，也能掌握学生的情感状况，这才是我们所说的智适应教育的意义所在，就是能够理解学生目前的状态。

在智适应教育当中，机器学习应该在每个学科领域都有一种功能，去了解学生的状态，机器学习能够自己发现这个功能是什么，这样就不必把它嵌入永远的模式当中，我们可以用机器学习来不断的修改它，这是机器学习在其中的核心作用。

还有一点，现在有很多人在研究强化学习，就是让机器来模拟人学习做不同的任务，从而用机器学习的数据来开发强化学习算法，因而就不会那么依赖人类的数据。

关于未来智适应教育的最大障碍是什么？Tom Mitchell表示他也不知道答案是什么，但他认为最大的一个问题就是我们现在还没有太多的观察能力，没有特别好的进行学习者观察，没法非常好地说明学生的学习状态到底是什么样，这在未来非常重要，所以我们学习用图像、表情识别跟踪分析来解决这个问题。

还有一个问题，就是没有足够的数据帮助系统选择最佳的辅导策略，我们不知道该如何有效激励学生，而且人机交互是比较低效的，尤其是与人人交互相比，所以机器指导学习是不是会有上限，这些也是我们提出来希望和大家讨论的问题。

关于未来，Tom Mitchell认为有两个非常重要的方向，一是更广泛，二是更协调。更广泛是指，如今有更多的学科领域可以参与进来，扮演重要角色，帮助实现智适应教育（不单是AI学科），这意味着我们需要把所有领域的专家都邀请进来。更协调是指，我们不应该只是做单项研究，而是要进行更多的信息和数据分享，例如在开源软件分享上，还要建立标准数据格式及其他AI标准，就可以为智适应教学提供重要资源和帮助。

最后，Tom Mitchell表示，教育领域的全球合作是非常重要的，也是唯一理性的解决办法，我们提升的速度、共同努力的速度越快，那么我们的目标实现就越快。