人工智能、VR 和 AR 如何改变未来教育的发展? —高考人工智能


虽然当前的教育已是人类历史上最好,但我们都知道它可以变得更好。过去两个世纪,全世界教育经历了巨大扩张,识字率从 12% 上升到 88%,小学、中学和高等教育急剧增长,几乎每年都在破纪录。
 人工智能、VR 和 AR 如何改变未来教育的发展?  —高考人工智能

   虽然当前的教育已是人类历史上最好,但我们都知道它可以变得更好。过去两个世纪,全世界教育经历了巨大扩张,识字率从 12% 上升到 88%,小学、中学和高等教育急剧增长,几乎每年都在破纪录。随着对世界认知不断增长,教育课程也有了变化。互联网使自修教育极速扩张,像可汗学院、TED、维基百科和YouTube等网站都已是体量巨大的免费知识中心。但是教学方式几十年甚至几百年来都没有改变,学习形式仍然古老。把学生根据年龄任意分组,让他们每周上五次物理课,四次数学课,听成年人讲 10 个小时左右,还希望所有学生都能参与并在这种静态教育课程中有所收获。

 人工智能、VR 和 AR 如何改变未来教育的发展?  —高考人工智能


 人工智能、VR 和 AR 如何改变未来教育的发展?  —高考人工智能

   现有教育体系静态且广泛,不注重个人发展,无法实现个性化教育。更糟糕的是,学生往往不理解他们为什么要学那些正在学习的东西,对他们个人来说,有些课程完全没有意义。学生们生活在对考试的恐惧之中,而非生活在兴趣中。今天踢围 TechSavvy 将探讨未来教育的可能路径,人工智能、VR 和 AR 在教育中如何应用,以及一些可以永远改变教育的设计范例。首先来看看为什么个性化教育难以实现。个性化教育指的是以各种不同的程序、学习经验、教学方法和策略,来应对不同学习偏好、兴趣、愿望、弱点和背景的学生,这是一种更适合每个人并且能够把每节课所学最大化的教育体验。

   比尔盖茨基金会最近一份报告发现学生使用个性化学习策略后,取得了较大进步。无数神经科学的研究也表明,个性化的体验有助于大脑接收信息。神经学家 Judy Will 说,学生必须关心新的信息,或者认为重要才把它作为长期记忆来储存,具有个人意义的记忆将最有可能转为长期记忆。这正是为什么有些老师受欢迎,他们不仅向学生们传递信息,而且激发和唤醒整个班级的兴趣和好奇心,一旦学生发现某个主题很酷,他们的大脑就会发生变化。如果个性化教育如此重要,为什么在学校里几乎看不到它?答案是教育资源不足。完整的个性化学习需要一个流动灵活,非线性的教育课程,使之完全理想化。虽然当前教育资源满足不了这种课程,但设计和技术的发展已经为个性化学习开辟了新途径,我们来看几个未来的解决方案。

  沉浸式教育

   技术在过去的两个世纪里不断地革新着现代社会,而且没有停止的迹象。我们的工作,学习,娱乐和社交,几乎每十年都重新定义一次,而且大部分都与新计算平台的出现有关:首先是个人电脑,然后是智能手机,现在是沉浸式技术。这里所说的沉浸式技术产物,包括增强现实眼镜及其他利用 VR、AR 等技术的各类设备等。

   毫无疑问,沉浸式技术是下一个大计算平台,它能做现代计算机所不能做到的事情,完全重新定义人与信息的关系。可以用手与数码世界进行物理互动,并让它在你周围生活,而不是在屏幕的范围内。

   当第一次出现时,沉浸式技术被认为是一种游戏用的技术,但今天我们已经有很多 VR、AR 应用,分散在产品、艺术、可视化数据等不同领域。

   微软 HoloLens 全息显示设备就是一个很好的例子,虽然已诞生两年了,但依然是最令人印象深刻的作品之一。它不仅可以创造逼真的全息图,还能理解你的环境,它知道你的家具在哪里,并利用这些信息让你无缝地感知数字和物理世界。

   沉浸式技术不受物理定律的约束,教育者可以创造「不可能」的体验,以全新的方式吸引学生,加上手势跟踪和深入学习等技术的使用,学生可以在任何场所观看、触摸全息图。沉浸式技术本质上是体验式,从亲身所见来说服人类,身临其境的内容不受物理定律的约束,这意味着创作者可以安排「不可能的经历」,比如在家看火星,看加利福尼亚的海滩,或者 500 年前的城堡。

   对于教育来说,这可能带来一切。例如生物课通常是通过课本、幻灯片和图画来教授。但是一些初创公司正在开发虚拟人体的教育方式,让你在人体内旅行,和体内的器官、细胞互动,而不仅是图像浏览。

   类似的还有 Medivis 应用,重新定义了解剖学习。通常医学生被强迫通过认插图来学习人体解剖,他们不得不拼命在头脑中组合他们看到的 2D 图像,试图从三维角度来理解这些图像。Medivis 建立了整个学习平台,允许直接看到全 3D 的人体,真人大小,全息形式,准确地标注每一个位置,而不用借助于书本、绘画或昂贵的尸体。

   还有 MyLab,一个混合现实的化学程序,给学生提供了全息周期表,他们可以自由将元素组合。UniverseSandbox 可以让人访问恒星系统,创造自己的宇宙。

   现在只要创建一个小的 3D 游戏,就能把学生带到任何地方,并以完全参与的角度教给他们任何东西。而这只是一个开始,目前大多数项目是由少数人,在没有任何外部资金的情况下建立的。当开发工具变得容易获得后,必将会看到一些难以想像的创新。

   从长远来看,教育并不是一系列知识要点,而是作为一个互动的世界,让学生们能自由参与其中。VR 和 AR 让教育变得更像娱乐而不是被动的义务:概念可以成为可触摸的 3D 影像,「练习」和「考试」可以无缝地嵌入到虚拟世界的故事情节中,学生可以自由地探索并沉浸在他们所学的学科中。身临其境的教育将成为常态:它可以是视觉的、社会的、神奇的、互动的、情感上吸引人的,同时它像一个存储器一样贴在大脑里。

   沉浸式技术的伟大之处还在于可以从用户数据中获得大量信息,因为头戴式设备可以不断被跟踪,可以知道用户在看什么、什么时候、看了多久,他们与什么互动,甚至他们选择忽略什么。

   下一代的头戴式设备将加入瞳孔追踪,这将为开发者提供更多信息。人的瞳孔在被吸引时会放大。普林斯顿大学的心理学家丹尼尔·卡纳曼几十年前发现,瞳孔尺寸会随着手头任务的难度增加而增大:计算 9 乘以 13,瞳孔会略微增大;而计算 29 乘以 13 时,瞳孔会进一步扩大,直到问题结束。2010 年的一项研究表明瞳孔的扩张也可以出卖一个人的决定。参试者被要求在 10 秒内任意时刻按下一个按钮,他们的瞳孔大小与他们决定的时间有关,瞳孔在按键前一秒钟开始扩大,按下按钮一秒到两秒后达到顶峰。

         这种研究对教育意义重大,结合这些数据和人工智能,将为开发者提供精确的数据,并不断实时更新,甚至做出预测。这意味着老师可以实时掌握学生的情感,以解决他们的困难、放大他们的兴趣。结合人工智能的沉浸式教育能激发教育潜能,创造真正独特的互动体验,为掌握型教育的个性化铺平道路。

  人工智能老师

   进一步扩展我们的想象力,想象一下 AI 如何与沉浸式教育融合在一起。人工智能是当下最重要的技术,已经在创新药物、预测金融市场、聊天机器人、创造艺术等领域得到应用,正以很多人无法理解的方式触及我们的生活。

   人工智能已经改变了人与设备交互的方式,通过声音来控制设备越来越流行,比如谷歌助手,Siri,Cortana这样的手机助手,以及亚马逊 Echo,谷歌家居这样的家庭设备。仅仅几年,语音识别技术不断取得进步,使我们能够与设备进行充分的对话。

         如果把这种力量与沉浸式教育结合起来,会发生什么?

         人类已经可以跟这些人工智能机器人的对话,而用沉浸式技术可以让他们拥有一个身体,站在人的身边,看到他们并与之互动。必须承认,随着时间的进展,人工智能可以比我们更了解自己,他们正在学习我们,然后再开始教我们,这只是个时间问题。值得注意的是,借助于浸入式技术,人工智能老师不需要是一个固定的形式,它可以是梦想中的女神,也可以是莎士比亚本人,没有任何形体场景的限制,都可以根据心理需要来创建。从长远来看,真正达到个性化教育的梦想,没有比通过人工智能老师来实现更现实了,他们的信息无限获取能力,让人类老师难以企及。

虚拟课堂

         前面提到的技术将使未来的课堂发生变化:世界各地的学生可以依据兴趣等进行配对,然后一起在一个虚拟的教室,围绕某个问题开展合作和交流。教室成了一个抽象的而非物理的房间,沉浸式技术将演进到与现实世界几乎没有差异。

         没人希望教育是孤立的,大家都希望学生能够接触到各种各样的环境和文化。当前,学校维护费用昂贵,占用了大量的物理空间。随着数字革命达到新的高度, 地产、人力慢慢转移到数字领域,在那里一切都是便宜的,所有材料的成本一样,如果所有的学生都能普遍连接这种教育系统,将节省数百亿美元。

         在数字世界里,黄金、铁和石头都是一个价格,0

         课堂甚至不需要与任何单一的数字体验捆绑在一起,它可以无缝地融入我们的世界,以不可预知的方式呈现在你周围。当走在巴黎巴士底狱周围的街道时,为什么不休息一下,来看看当年巴士底狱的风暴盛况,离开现在 15 分钟,去历史中神游。这些新的学习方式可能听起来很荒诞,但都是可以通过智能集成,设计和想象来实现。在不远的将来,我们有机会把教育变成我们能想到的任何东西,现在请尽情开始想象。

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