2020年,人工智能大大改變了兒童的學(xué)習(xí)方法。本章故事的主人公是一位住在中國湖北的少女林悠小朋友,今年9歲。頭腦聰明的她覺得學(xué)校的課程很無聊,但后來她與個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)(PAS)相遇,找到了適合自己的學(xué)習(xí)方法。

住在中國湖北的林悠小朋友的故事

林悠坐在教室里,一動不動地盯著掛在墻上的時鐘。“還有334秒就下課了,333秒、332秒……”9歲的林悠就讀于湖北省黃岡市的一所小學(xué),她等下課等得不耐煩了,已經(jīng)徹底坐不住了。老師批評了林悠,但林悠還是在時鐘指向下午3點的那一瞬間,跑出了教室,往外婆家飛奔而去。進(jìn)入11月,外面還不是非常冷。林悠雖然只有9歲,但個子已經(jīng)很高,雙腿像馬拉松選手那樣細(xì)長而有力量。中途林悠差點撞上了無人駕駛汽車,但車子檢測到林悠的存在,恰到好處地停了下來。

由于林悠的媽媽總是工作到很晚,所以林悠每天放學(xué)后都會到外婆家去。到了外婆家后,林悠脫了鞋,上了二樓,進(jìn)了曾經(jīng)是媽媽臥室的房間,關(guān)上了房門。接著她從包里拿出了平板電腦,接上電源,打開了個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)(PAS)App。今天的PAS課程中,是通過宇宙空間中的實驗來學(xué)習(xí)重力知識。林悠從上周開始就很期待這堂課。

這時,外婆敲了敲門,打開門從縫隙中露出了臉?！盎貋淼臅r候好歹說聲‘我回來了’啊。手洗了嗎?廚房里有小餅干,你自己吃。外婆還要去開店,有什么事就叫我?！蓖馄耪f完這句話,就輕輕關(guān)上了門。林悠聽完外婆的話,眼睛只從屏幕上離開了一瞬間,微笑著回答道“好”,便立刻又盯著屏幕看了。如今全世界的兒童可以連接PAS程序,一起上課。

同班同學(xué)中不僅有中國人,還有日本人、孟加拉國人和尼日利亞人等。宇航員的課程很受歡迎,全世界共有30萬人在同時上課。林悠也想向自己憧憬的宇航員提問,因而十分認(rèn)真。林悠提問時使用的是母語中文,但系統(tǒng)能夠?qū)栴}自動翻譯成英語并傳達(dá)給宇航員,同時也自動翻譯成其他同學(xué)的母語傳達(dá)給他們。反過來,宇航員回答問題用的是英語,內(nèi)容也會通過自動翻譯機,轉(zhuǎn)換成中文回復(fù)給林悠,還會轉(zhuǎn)換成其他母語為非英語的同學(xué)的本國語言傳達(dá)給他們。

上完課后,到了討論時間。電腦屏幕上會顯示虛擬環(huán)境中各小組討論的內(nèi)容。這時候也一樣,對著麥克風(fēng)說母語,自動翻譯機便能將其轉(zhuǎn)換成各位學(xué)生的母語再傳達(dá)給他們。聊天小組里發(fā)言最多的是住在德國的克里斯,林悠很喜歡聽克里斯說在德國的生活。孟加拉國的同學(xué)雖然看起來只有6歲,但他在討論中的發(fā)言總能一針見血,敏銳程度超過了其他同學(xué)。幾天前他所居住的城鎮(zhèn)遭遇了大洪水,他現(xiàn)在正在避難所里連接PAS。林悠也不服輸,用一針見血的發(fā)言回復(fù)了他。每次討論林悠都很享受不同年齡不同國籍的同學(xué)的發(fā)言。

課程結(jié)束后,便到了評價時間。屏幕上會顯示有關(guān)今天學(xué)習(xí)內(nèi)容的幾個需要確認(rèn)的問題,然后通過自動成績評價系統(tǒng)來打分。林悠的討論評分一直都很高。如果有不懂的地方,PAS會很詳細(xì)地進(jìn)行解說,因此能幫助林悠透徹地理解問題。最后,系統(tǒng)會給出下次上課前的作業(yè),當(dāng)天的課程便結(jié)束了。

林悠結(jié)束了今天的課程后,坐在椅子上伸了個懶腰。想起宇航員上的課,她自言自語道:“將來我想成為一名宇航員。但是也不想放棄像爸爸那樣成為一名醫(yī)生的夢想啊?！绷钟坪苡刑旆?也很喜歡學(xué)習(xí)。她覺得學(xué)校的課程很無聊,甚至還因為過于無聊將課本上的內(nèi)容一字一句全都背了下來。正在那時,林悠住在上海的阿姨小曾女士把PAS介紹給了她。

曾女士是林悠媽媽的妹妹,在自家公司生產(chǎn)的新款平板電腦終端上安裝了PAS的App之后,在去年林悠生日時作為生日禮物送給了她。林悠就讀的小學(xué),為了解決學(xué)習(xí)程度差異的問題,也打算從明年開始在課程中引入PAS系統(tǒng)。不過林悠在阿姨的幫助下,已經(jīng)能夠很熟練地使用PAS了。現(xiàn)在她能夠參加符合自己學(xué)習(xí)水平的課程,還可以在任何一個地方按照自己的進(jìn)度進(jìn)行學(xué)習(xí),對此她感到十分滿意。

和同學(xué)在網(wǎng)上聊了一會兒天之后,林悠開始做學(xué)校布置的作業(yè)。對于林悠來說,學(xué)校的作業(yè)非常簡單,因此很快就做完了。等她回過神來時,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)晚上6點半了。林悠的肚子有點兒餓,就到一樓的廚房,給自己倒了滿滿一杯牛奶,拿了放在廚房餐桌上的一片餅干吃了起來。外公外婆在家旁邊經(jīng)營著一間便利店,現(xiàn)在已經(jīng)快到打烊了。喝完牛奶,放在餅干旁的外婆的智能手機響了起來。林悠看了下手機屏幕,發(fā)現(xiàn)是阿姨打來的電話。她接起電話,電話那頭傳來了久違的阿姨的聲音?！鞍パ?原來是林悠啊,你身體好嗎?現(xiàn)在在做什么呢?”林悠回答:“挺好的。在媽媽下班來接我之前,我都在用PAS學(xué)習(xí)呢。我把電話轉(zhuǎn)給外婆?！闭f著,她就把電話交給了還在店里的外婆。瞬間,隔壁傳來了外婆生氣的聲音:“你怎么連個電話都沒有?”林悠一邊想:“媽媽怎么還不來接我?好想早點回家啊。今天的晚飯是什么呢?”一邊又回到房間用電腦看電影了。

林悠是獨生女,她的父母總是工作繁忙。和學(xué)校的同學(xué)聊有關(guān)宇宙的話題,他們都不感興趣,因此林悠覺得很寂寞。PAS能夠利用電腦上的攝像頭獲取用戶的臉部數(shù)據(jù),從用戶的臉部表情讀取用戶對該課程的關(guān)心程度以及用戶對課程的理解程度。由于可以根據(jù)用戶的興趣和理解程度來推薦課程,所以在PAS上和林悠學(xué)習(xí)同一課程的孩子,與林悠所關(guān)心的事情是一樣的。每當(dāng)林悠想到這些,便覺得沒那么寂寞了。

第二天放學(xué)后,林悠和平常一樣,啟動了PAS程序。今天是歷史課,學(xué)習(xí)有關(guān)第一次世界大戰(zhàn)的知識。由男女演員來演繹歷史上發(fā)生的事件,然后再進(jìn)行解說,所以課程非常有趣。雖然這門課程的授課對象設(shè)定為高中生,但其內(nèi)容林悠已經(jīng)完全能夠理解。看了今天課程參與者的名單,她發(fā)現(xiàn)其中有個住在上海的九歲女生,林悠對于有和自己同歲的女生學(xué)習(xí)這門高中課程感到十分吃驚。下課后,林悠便向她發(fā)送了聊天消息,對方很快回復(fù)了。女生名叫小凌,就讀于上海的小學(xué)。聊天之后她們發(fā)現(xiàn)雙方意氣相投。在林悠媽媽來接她回家的車上,林悠也一直在和小凌聊天。到了深夜,媽媽催促她:“該睡覺了,別再聊了!”林悠這才關(guān)上了電腦。

林悠和小凌共同參加了好幾門課程,她們會在課后互相檢查對方的作業(yè),還在考試前互相出題測驗對方,她們甚至還對政治和機器人今后的發(fā)展展開了討論。林悠想,將來一定要和小凌見上一面。

到了12月,天氣突然冷了下來。恰逢今天是星期六,全家人難得地在一起吃了頓晚餐。外公外婆也一起來吃飯,媽媽和外婆從白天就開始做晚餐的準(zhǔn)備了。正在吃飯的時候,電話響了,是阿姨給林悠打來的電話。林悠接起了電話,阿姨告訴她:“上?？萍拣^兩周后要舉行宇宙體驗活動,我剛好有兩張同事送的票。那時候林悠你不是正好放寒假嘛,要不要到上海來啊?我也已經(jīng)和你媽媽說過了,沒問題的?！绷钟坪芗?高興得跳了起來。對于從沒去過上海的林悠來說,她非常期待這次旅行。

吃完晚飯后,林悠馬上就給小凌撥打了視頻電話,告訴她自己要去上海了。另外,還說了要去參加上?？萍拣^的活動。小凌馬上說:“我也會去?！本谷挥羞@么巧的事情,兩個人都感到非常吃驚。接下來兩人一邊商量一邊討論完成了下周要提交的課題。林悠想要和家人共度時光,便來到了大家圍坐在一起看電視的客廳里。電視上正在播放最新的3D電影,但家人們更喜歡沉浸在聊天之中。林悠喜歡討論的性格也是遺傳自家人的。林悠的爸爸是醫(yī)生,媽媽是銀行職員,聽他們講工作的事情也很有趣。林悠展示了她在PAS上學(xué)到的知識,大家都震驚于她的知識儲備量竟如此豐富。外公開心地說道:“林悠很聰明,不用擔(dān)心她考不上黃岡中學(xué)了。”黃岡中學(xué)是中國有名的升學(xué)率高的中學(xué),也是很多孩子想進(jìn)入的學(xué)校。媽媽微笑著將手搭在了林悠的肩膀上。

終于到了出發(fā)去上海的日子。林悠第一次乘坐高鐵,有點兒緊張。開車去上海的話大約要10個小時,但乘坐高鐵可以大大縮短時間。到了上海后,林悠被聳立的高樓大廈震驚了。阿姨在車站等著林悠,一見到林悠就高興地抱住了她。雖然才剛剛下午5點,但外面已經(jīng)很黑了,街上閃耀的霓虹燈十分炫目。林悠不禁感嘆道,上海真不愧是未來之城。

第二天,林悠和阿姨前往上?？萍拣^。對于要參加宇宙活動林悠自然是很期待的,但她更期待與小凌的見面。到達(dá)科技館后,整個館內(nèi)布置得就像是一個宇宙空間。林悠給小凌打了電話,確認(rèn)了她的位置,便去找她。到了那里,她看到了一個10歲左右的小女生。林悠喊了聲“小凌”,兩人之前雖然從未見過面,但卻像久未謀面的好朋友似的相互擁抱在了一起。如果沒有PAS,林悠就不會與小凌相遇了。兩個人聊起來后,林悠才知道小凌的爸爸是宇航員,將參加這個活動期間舉辦的演講會。林悠簡直不敢相信在自己身邊竟然就有位宇航員。林悠和阿姨還有小凌一起參加了一整天的活動,也去聽了小凌爸爸的演講。演講會之后,林悠還和小凌的爸爸在科技館的咖啡廳里喝了茶,問了他許多問題,學(xué)到了很多新知識。

林悠回到黃岡市后,和小凌一起學(xué)習(xí)了更多有關(guān)宇宙的知識,與更多對此感興趣的全世界兒童成了學(xué)習(xí)上的摯友。去了上?？萍拣^之后,林悠更有了學(xué)習(xí)動力。PAS也察覺到了這一點,不斷推薦林悠契合她興趣的課程讓她學(xué)習(xí)。

到了新學(xué)年,PAS系統(tǒng)終于引進(jìn)到了林悠的小學(xué)中,學(xué)校每天都會花費一個小時來學(xué)習(xí)PAS的課程。裝有PAS的軟件系統(tǒng)會判別每個學(xué)生的理解能力,為他們提供適合的教育內(nèi)容,所以可以讓他們根據(jù)自己的水平進(jìn)行學(xué)習(xí)。老師對于一個班級中同學(xué)們的學(xué)習(xí)能力的差別感到非常吃驚,覺得非常有必要引進(jìn)PAS系統(tǒng)指導(dǎo)學(xué)習(xí)。

深感學(xué)校課程無聊、不喜歡去學(xué)校的林悠,因為學(xué)校引進(jìn)了PAS系統(tǒng),也開始覺得上學(xué)有意思了。就這樣,做好小升初考試準(zhǔn)備的她終于松了一口氣。

提供適應(yīng)孩子學(xué)習(xí)水平和興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容

正如林悠的故事中所描述的那樣,到了2020年,孩子們能夠?qū)W習(xí)最適合自己理解能力和興趣的教育內(nèi)容。因為個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠解析孩子的表情,為不同的孩子提供最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

如今,孩子們正在接受符合自己年齡標(biāo)準(zhǔn)的教育內(nèi)容。但是,每個孩子的理解速度和學(xué)習(xí)能力是有差異的,因此一個班級的學(xué)生會出現(xiàn)學(xué)習(xí)水平參差不齊的情況。另外,像日本的許多大學(xué)一樣,一個班里約有30位學(xué)生,有一些學(xué)生會感到無法跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度,但老師并不會關(guān)注這些學(xué)生,也不會給這樣的學(xué)生進(jìn)行充分的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。相反,學(xué)習(xí)能力較高的學(xué)生會感到上課很無聊,學(xué)習(xí)動力也會因此下降。

這個故事中出現(xiàn)的“個性化自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)”(PAS)是能夠根據(jù)用戶(學(xué)習(xí)者)的理解及興趣自動提供學(xué)習(xí)內(nèi)容的系統(tǒng)。

用戶在使用該系統(tǒng)時,系統(tǒng)能通過掌握映射在攝像頭內(nèi)的用戶表情,推測用戶的理解程度和興趣。例如,通過“頻繁點頭就表示充分理解”“視線沒有長時間集中在學(xué)習(xí)內(nèi)容上,還常常東張西望,就表示對該內(nèi)容沒有興趣”等情況來進(jìn)行推測。這樣,給無法完全理解內(nèi)容的用戶提供更簡單的學(xué)習(xí)內(nèi)容,根據(jù)推測得到的該用戶的理解能力和興趣來改變所提供的學(xué)習(xí)內(nèi)容。再者,當(dāng)系統(tǒng)切換學(xué)習(xí)內(nèi)容時,用戶的表情一旦產(chǎn)生變化,系統(tǒng)的人工智能便會明白“此次對用戶理解能力的推測是正確的”。因此,系統(tǒng)能夠更加精確地推測出學(xué)習(xí)者的理解程度和興趣所在。通過云端存儲,全世界的學(xué)習(xí)者使用的PAS能夠共享,所以人工智能對于學(xué)習(xí)者的理解程度和興趣的推測精確度能夠獲得快速提高。通過PAS系統(tǒng)學(xué)習(xí)的用戶也能夠進(jìn)一步享受到學(xué)習(xí)的樂趣。

以美國麻省理工學(xué)院(MIT)于2001年在全球啟動的Open Course Ware為首,被稱作慕課(MOOC)的在線課程,是任何人都能夠在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行免費學(xué)習(xí)的大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程,雖然如今已經(jīng)非常普及了,但MOOC和PAS的學(xué)習(xí)形態(tài)還是大相徑庭的。MOOC中,只能單純顯示課程講義,而PAS系統(tǒng)則能夠根據(jù)每個不同的用戶進(jìn)行課程推薦。越是頻繁使用PAS,越能夠提高系統(tǒng)對于學(xué)習(xí)內(nèi)容的推測水平和推薦功能的精確度。

《當(dāng)人工智能照進(jìn)生活》

[日]日經(jīng)BP社信息技術(shù)媒體部 編著

潘仰旻 譯

機械工業(yè)出版社2018年1月出版