Comment l'IA transformera complètement l'éducation

Comment l'IA change l'éducation - Un enfant touche l'écran de Pepper le robotBERTRAND GUAY / AFP / Getty Images Il n'y avait rien d'étrange à propos de la nouvelle assistante d'enseignement, Jill Watson, qui a envoyé des messages aux étudiants sur les devoirs et les dates d'échéance dans le cours d'intelligence artificielle du professeur Ashok Goel au Georgia Institute of Technology. Ses réponses étaient brèves mais instructives, et ce n'est qu'à la fin du semestre que les étudiants ont appris que Jill n'était pas du tout une «elle», encore moins un être humain. Jill était un chatbot, construit par Goel pour aider à alléger la charge de ses huit autres assistants humains.

«Nous pensions que si un TA IA répondait automatiquement aux questions de routine qui ont généralement des réponses nettes, alors le personnel enseignant (humain) pourrait impliquer les étudiants sur les questions les plus ouvertes», a déclaré Goel à Digital Trends. «Ce n'est que plus tard que nous avons été motivés par l'objectif de créer des AT d'IA de type humain afin que les étudiants ne puissent pas facilement faire la différence entre les AT humains et ceux d'IA. Nous sommes maintenant intéressés par la création d'AT en IA qui améliorent l'engagement, la rétention, les performances et l'apprentissage des étudiants. »

L'IA modifiera à la fois le visage et la fonction de l'éducation.

L'IA s'intègre rapidement dans tous les aspects de nos vies et, comme les élèves de la classe de Goel, nous ne sommes pas toujours conscients quand nous nous y engageons. Mais l'influence de l'IA sur l'éducation sera claire dans les années à venir à mesure que ces systèmes s'infiltreront partout dans les salles de classe.

Comme les ordinateurs et Internet, l'IA modifiera à la fois le visage et la fonction - le quoi, le pourquoi et le comment - de l'éducation. De nombreux élèves seront enseignés par des robots au lieu des enseignants. Des systèmes intelligents conseilleront, tiendront et noteront les devoirs. Pendant ce temps, les cours eux-mêmes changeront fondamentalement, car les enseignants préparent les étudiants à un marché du travail dans lequel des millions de rôles ont été automatisés par des machines.

L'IA dans l'éducation - ou AIEd - ressemble à quelque chose d'un avenir lointain, mais c'est déjà un sujet d'intérêt pour les universitaires et les entreprises. Les jouets éducatifs basés sur l'IA ont inondé le marché au cours des dernières années, beaucoup d'entre eux via des plateformes de financement participatif comme Kickstarter et Indiegogo, où ils dépassent souvent leurs objectifs financiers.

IA en éducation enfant avec robot BSIP / Universal Images Group / Getty Images BSIP / Universal Images Group / Getty Images

Le professeur Einstein, par exemple, enseigne les sciences aux enfants via des expressions faciales loufoques et une musique allemande robotique. Développée par Hanson Robotics et soutenue par IBM Watson et le chatbot Xiaobing de Microsoft, la campagne Kickstarter de l'entreprise a permis de collecter près de 113 000 $. Pendant ce temps, la startup Elemental Path propose CogniToys, une gamme de dinosaures intelligents et éducatifs conçus pour jouer à des jeux, tenir des conversations et aider les enfants à apprendre à épeler. Leur campagne Kickstarter a rapporté 275000 $ à des bailleurs de fonds en 2015.

«De grandes choses attendent les jouets éducatifs basés sur l'IA», a déclaré Danny Friedman, directeur du programme et de l'expérience chez Elemental Path, à Digital Trends. «Je les vois dans chaque classe, comme un outil d'apprentissage supplémentaire qui n'est pas seulement intégré dans le programme d'un enseignant, mais connecté aux données personnalisées d'un élève, telles que les méthodes d'apprentissage préférées et les domaines d'intérêt. Je les prévois également dans chaque foyer, non seulement pour aider à répondre aux questions, mais pour aider à susciter des interactions prosociales. Les jouets alimentés par l'IA seront aussi omniprésents dans les foyers que le téléphone portable. »

«De grandes choses attendent des jouets éducatifs basés sur l'IA.»

L'engagement d'un élève envers l'IA ne fera qu'augmenter à mesure qu'il obtiendra son diplôme dans le système scolaire. Les jouets éducatifs d'IA seront remplacés par des tuteurs dont le travail sera d'identifier les sujets de faiblesse et de faciliter une formation supplémentaire.

Les enseignants seront libérés de la tâche banale de notation des papiers, dans des matières allant des sciences aux études sociales. Des systèmes comme Wolfram Alpha peuvent déjà répondre à des équations mathématiques complexes et à des requêtes dans un langage informatif et accessible. L'intégration d'un tel moteur dans un système de classement automatisé - en particulier pour les problèmes quantitatifs - serait un jeu d'enfant. Les éducateurs se réjouiront car ils sont habilités à se concentrer sur les aspects plus personnels de l'éducation.

«En ce qui concerne l'IA dans l'enseignement et l'apprentissage, la plupart des tâches académiques les plus routinières (et les moins gratifiantes pour les enseignants), telles que la notation des devoirs, peuvent être automatisées», écrivent les chercheurs Mark Dodgson, directeur du Technology and Innovation Management Center, University of Queensland Business School, et David Gann, vice-président de l'Imperial College, dans un récent rapport sur l'IA et l'enseignement supérieur pour le Forum économique mondial.

Pepper, un robot polyvalent en forme humaine conçu par Softbank, est le premier robot humanoïde à être adopté dans les foyers japonais.

Une fois qu'une élève atteint le lycée, elle peut bien entrer en première année aux côtés de ce que les experts de l'AIEd d'un rapport Pearson appellent un «compagnon d'apprentissage tout au long de la vie». Au cours des neuf dernières années et plus, ce compagnon numérique l'aurait accompagnée en classe, l'aidait à faire ses devoirs et aurait appris avec elle.

Le partenaire d'apprentissage - qui pourrait se manifester sous la forme d'un T.rex robotique ou, plus probablement, de quelque chose de plus subtil, comme une application pour smartphone - agirait même occasionnellement comme un élève lui-même, permettant à l'étudiant humain de lui enseigner ce qu'elle a appris et l'aider à renforcer ses connaissances. .

«Ce compagnon serait accessible à l'étudiant tout au long de [son éducation]», a déclaré Wayne Holmes, co-auteur du rapport Pearson et conférencier à l'Institut de technologie éducative de l'Université ouverte, à Digital Trends. «À tout moment, cela peut suggérer un travail qu'ils peuvent faire ou les soutenir dans un travail qu'ils trouvent difficile. Il fournira également des informations à l'enseignant afin que l'enseignant puisse s'engager… L'idée est qu'au fil du temps, le compagnon d'apprentissage peut construire ce profil de l'individu qui peut être utilisé pour l'aider à avancer.

Ces partenaires d'apprentissage numérique sont censés soutenir les enseignants plutôt que de les remplacer, a insisté Holmes. En effet, il s'attend à ce que les éducateurs aient leurs propres assistants en IA pour rendre leur travail plus facile et plus efficace.

Ces partenaires d'apprentissage numérique sont destinés à soutenir les enseignants plutôt qu'à les remplacer.

«Les enseignants auraient leur propre compagnon, ce sont leur propre assistant d'enseignement en IA», a-t-il déclaré, ajoutant que le compagnon d'un élève et l'assistant d'IA d'un enseignant «communiqueraient pour que l'assistant pédagogique sache ce qui se passe avec le profil de chaque élève pouvoir interagir avec ça.

Au moment où une étudiante s'inscrira dans une université, elle sera le produit de deux «esprits», si vous voulez: celui contenu dans son cerveau et l'IA qu'elle a développée en tant que partenaire d'apprentissage. Et à l'université elle-même, l'IA sera partout - en tant qu'AT dans la salle de classe, soutien au bureau d'inscription et même en tant que conseillers pédagogiques. Cette année, l'Université technique de Berlin a employé un chatbot nommé Alex pour aider les étudiants à planifier leur calendrier de cours.

«Je pense que les avantages du système de chatbot sont l'exhaustivité et la disponibilité des informations», a déclaré Thilo Michael, actuellement doctorant à TU Berlin qui a conçu le système dans le cadre de ses études de maîtrise. «Le chatbot essaie de traduire les questions des étudiants en requêtes interrogeables, comme le ferait un conseiller humain, mais il dispose de toutes les informations à la fois. Les conseillers humains auraient besoin de rechercher dans différents systèmes en ligne et pourraient même fournir un ensemble incomplet d'informations.

Michael a souligné que le système n'est pas conçu pour remplacer les humains. «Le système est capable de répondre à des questions pragmatiques sur les cours et les majors disponibles, mais n'est pas en mesure de répondre aux questions à un niveau plus large», a-t-il déclaré. «Je pense que le système pourrait très bien être utilisé en combinaison avec des conseils pour avoir le meilleur des deux mondes.»

En dehors des établissements d'enseignement conventionnels, l'IA a le potentiel de rendre l'éducation accessible à un plus grand nombre de personnes. Dans les régions en développement, où les enseignants sont peu nombreux, un système d'IA robuste peut être utilisé pour enseigner aux élèves avec un engagement minimal ou nul de la part d'un éducateur humain.

La Fondation XPrize, qui conçoit des compétitions moonshot pour encourager «des percées radicales au profit de l'humanité», offre actuellement 10 millions de dollars à l'équipe qui développe la meilleure application d'apprentissage de base capable de remplacer un enseignant pour les enfants ayant accès à une tablette mais pas d'humain éducateur. En juin, XPrize a choisi onze demi-finalistes parmi près de 200 équipes qui se sont inscrites au concours Global Learning. Il est probable que le système gagnant sera pris en charge par l'IA afin de fournir des leçons plus personnalisées et dynamiques.

Pourtant, les problèmes éthiques ne manquent pas avant de mettre pleinement en œuvre l'IA dans l'éducation, ce que Holmes et ses collègues reconnaissent rapidement. D'une part, les éducateurs devront tenir compte de la confidentialité et de la confidentialité des données collectées, en particulier lorsque ces données concernent des enfants. À qui appartiennent les informations, par exemple? Et qui y aura accès?

«Il n'y a pas de réponse évidente à ce problème, mais c'est un problème qui doit être pris en compte», a déclaré Holmes.

Et, avant d'élever une génération avec des compagnons AIEd, les psychologues devraient avoir une certaine compréhension de leurs implications sur le développement. Les étudiants deviendront-ils dépendants de la technologie? Et que se passe-t-il si le système fonctionne mal ou échoue? Des questions tout aussi difficiles, mais qui valent le défi de répondre pour l'avenir de notre plus grande ressource - l'esprit de la prochaine génération de l'humanité.