导师计算机代数和语法课程的未来?

智能辅导系统已经被证明是有效地帮助教某个科目,如代数或语法,但创建这些计算机系统是困难和艰苦的。现在,卡耐基梅隆大学的研究人员已经证明他们可以快速构建,实际上,计算机教育教学。

使用一种新方法,采用人工智能,计算机通过展示一个老师可以教几个方面解决问题的主题,如多列,并纠正计算机如果回答不正确。

值得注意的是,计算机系统不仅学会解决问题的方式教,还要推广解决其他问题的主题,和这样做的方式可能不同于那些老师,Daniel魏特坎普说三世,在CMU的人机交互研究所博士生(HCII)。

“学生可以学习做一个问题的一种方法,就足够了,”魏特坎普解释道。“但需要学习辅导系统各种解决问题的方法。”It needs to learn how to teach problem solving, not just how to solve problems.

挑战一直问题为开发者创建基于ai辅导系统、人机交互和心理学教授Ken Koedinger说。智能辅导系统设计,不断跟踪学生的进步,提供项目下一步的提示和选择练习帮助学生学习新技能的问题。

当Koedinger和其他人开始建造第一个智能导师,他们手工编程产生式规则——一个过程,他说,花了200个小时为每个小时的辅导教学的发展。之后,他们将建立一个快捷方式,他们将试图证明所有可能的解决问题的方法。开发时间减少到40或50个小时,他指出,但对许多话题,几乎不可能证明所有可能的解决方案对所有可能的路径问题,这减少了快捷方式的适用性。

新方法可以使教师在大约30分钟创建一个30分钟的课程,Koedinger称为“一个宏伟蓝图”在智能导师的开发人员。

“唯一的办法完整的智能导师到目前为止一直写这些人工智能规则,“Koedinger说。“但现在系统编写的规则。”

一个纸描述方法,由魏特坎普,Koedinger HCII系统科学家埃里克Harpstead会议上接受了人为因素在计算系统(CHI 2020),定于本月但取消由于COVID-19大流行。会议论文集的论文已经发表在计算机协会的数字图书馆。

新方法利用机器学习程序模拟学生如何学习。魏特坎普教学界面为这个机器学习引擎开发用户友好的和使用的“show-and-correct”过程比编程更容易。

气的论文,作者展示了他们方法多列的主题,但底层机器学习引擎已被证明为各种各样的工作主题,包括方程求解,分数,化学,英语语法和科学实验环境。

方法不仅速度的发展智能导师,但承诺使老师,而不是AI程序员,建立自己的计算机课。例如,一些老师有他们自己的喜好如何教授,或使用化学的符号形式。新界面可以增加采用智能导师通过使老师布置的作业他们喜欢AI导师Koedinger说。

老师能够建立自己的系统也可能导致学习更深的洞察,他补充说。创作过程可以为学生,帮助他们认识到问题点,作为专家,他们不要遇到。

“机器学习系统常常跌倒在同一个地方,学生做什么,“Koedinger解释道。“当你教电脑,我们可以想象一个老师可能会新见解的难学,因为机器学习有困难。”

参考

魏特坎普等。(2020)。机器的交互设计教学发展人工智能导师。气的20:诉讼2020气会议在计算系统的人为因素。DOI:https://doi.org/10.1145/3313831.3376226

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