Искусственный интеллект позволяет студентам легко списывать

Автор — Пиппа Биддл
Оригинал статьи

Приложение Wolfram|Alpha «решает» математические задачи просто, когда вы наводите на формулы камеру смартфона. При этом не только выдает готовый ответ, но еще и объясняет, как он был получен. Наверное, никогда прежде с «домашкой» по математике не было возможности справиться так просто. Но теперь представьте, как такие приложения отзовутся в системе образования, и не только в точных науках? А может быть, это та точка, когда нам стоит уже расстаться с самостоятельными вычислениями?

Дэнис Гарсия знала, что ее студенты периодически списывают, но ситуация, с которой она столкнулась в феврале, была другой. Гарсия — учительница математики в Вест Хартфорде в штате Коннектикут — случайно включила расширенное уравнение в задачу по алгебре. Тем не менее, несколько студентов из класса в 15 человек решили ее. Они же при этом легко прошли с таким решением и традиционный тест на списывание.

Гарсия была в замешательстве, пока не вспомнила разговор, произошедший несколько лет назад. Бывшие ученики рассказали ей об онлайн-инструменте Wolfram|Alpha, который умеет выполнять сложные вычисления за секунды. Он не просто выдаёт ответы, но и показывает шаги для их достижения, делая практически незаметным то, что домашнее задание учащийся делал не сам.

Годами американские студенты пользовались CliffsNotes для ознакомления с кратким содержанием книг вместо того, чтобы читать их полностью, SparkNotes — для обсуждения произведений в классе, и Википедию — чтобы добавить исторических фактов в доклады. Но теперь у них есть ещё более умный инструмент — именно, Wolfram|Alpha — программа, использующая искусственный интеллект, чтобы делать вычисления идеально и без улик. Wolfram|Alpha использует технологию обработки естественного языка, чтобы предоставить пользователю кратчайший путь к ответу: быстрее, чем репетитор, надежнее, чем списывание у друзей, и намного проще, чем самостоятельное решение задачи.

С момента выпуска приложение просочилось в систему образования, находя себе место в домашних работах студентов и старшеклассников. Использование Wolfram|Alpha трудно отследить, и в руках амбициозных студентов его идеальные решения имеют неожиданные последствия. Оно работает, разбивая задание на куски — будь то математическая задача или что-то вроде «Где находится центр Соединенных Штатов?» — а затем дает ссылки на эти фрагменты из огромной библиотеки данных, которая постоянно пополняется. Эти наборы данных включают информацию о геодезических схемах, химических соединениях, генах человека, метеорологических измерениях и тысячах других тем, которые вместе могут быть использованы в качестве ответов.

Система ограничена пределами своей библиотеки данных: она не способна ответить на любой вопрос. Она также не может отвечать на естественном языке или понимать разговорную речь. Это камень преткновения искусственного интеллекта в целом. Даже Siri, которая в значительной степени полагается на «Mathematica» — еще один продукт Wolfram Research и движок Wolfram Alpha — отвечает только на вопросы по запрограммированным сценариям. Они похожи на шаблоны, в которые она вставляет ответы, прежде чем выбросить их из динамика или на ваш экран.

Использование Wolfram|Alpha — как поиск в Google, но Wolfram|Alpha дает конкретные решения вместо бесконечных страниц потенциально подходящих ответов. Любой может перейти на сайт Wolfram|Alpha, ввести вопрос или уравнение в диалоговое окно, нажать Enter и получить ответ. Если вы пытаетесь решить x2 + 5x + 6 = 0, Wolfram|Alpha предоставит вам главный сценарий нахождения корня, альтернативные формы и решения. Если вы ищете пошаговое объяснение, есть профессиональная версия за 6,99 долларов в месяц со скидкой для студентов и преподавателей.

Я впервые услышала о Wolfram|Alpha на кухне у родителей. Мой отец вернулся с работы в частной школе в Доббс-Ферри, штат Нью-Йорк, поставил портфель на пол и спросил меня, что я думаю об этом приложении. В тот день он говорил с учителями, которые были разочарованы использованием инструмента их учениками. Это было, как они сказали, вопиющим обманом. Мой отец не знал, что делать дальше. Должна ли школа бороться с Wolfram|Alpha? Или она должна догонять современные тенденции в образовании?

Мой быстрый опрос на Facebook показал, что многие из друзей слышали о программе, особенно те, кто занимаются математикой. Некоторые использовали ее в университетские годы, чтобы сдать экзамен, другие — инженеры и аналитики — все еще пользовались ей по работе. Популярность Wolfram|Alpha прошла мимо моей гуманитарной головы, тогда как для миллионов умов она стала незаменимой. То, что люди обращаются за ответами к технике, они считают совершенно нормальным. В то же время все ясно дали понять, что не хотели, чтобы кто-нибудь узнал об этом.

Хотя Wolfram|Alpha была разработана как образовательный ресурс — способ исследовать уравнения изнутри — академические круги не поняли, как реагировать на него. То, что некоторые называют списыванием, другие провозгласили гигантским шагом вперед в вопросах, как мы учимся, чему учим и какое образование вообще полезно. Говорят, что за Wolfram|Alpha будущее. Неудивительно, но его создатель согласен с этим.

***

Стивен Вольфрам
Разработчик системы системы извлечения знаний WolframAlpha.

Стивен Вольфрам, главный мозг Wolfram|Alpha, не умеет делить большие числа и не знал таблицу умножения до 40 лет. Действительно, вдохновение для Wolfram|Alpha, которое он выпустил в 2009 году, началось со страданий Вольфрама над домашним заданием по математике. В школьные годы Вольфрам обожал физику. К 12 годам он написал физический словарик, подростком выпустил три (пока еще неопубликованные) книги, а в 15 уже писал научные статьи.

Несмотря на свои способности в науке, математика всегда оставалась камнем преткновения. Вольфрам мог понять схему решения, но сами вычисления давались ему нелегко. Он решил поискать помощи у компьютера. Запрограммировав его решать уравнения и искать шаблоны в данных, он теперь мог оставить математические вопросы машине и сосредоточиться на науке. И это сработало. В 1981 году Вольфрам стал самым молодым ученым, получившим стипендию МакАртура. Ему был всего 21 год.

Тем не менее, инструмент, который помог Вольфраму заниматься физикой, отстранил его от науки. Вольфрам заинтересовался сложными системами и использованием компьютеров для их изучения. Спустя пять лет после получения стипендии МакАртура Вольфрам начал разрабатывать Mathematica, а в 1988 году Wolfram Research объявила о выпуске своего флагманского продукта.

Вольфрам никогда и не планировал, что его инструмент станет чем-то вроде CliffsNotes, но он не слишком беспокоился об этом. «Механическая математика, – утверждает Вольфрам, – является очень низким уровнем точного мышления». Вольфрам считает, что мы должны тренировать вычислительное мышление — то, что он описывает как «попытку сформулировать свои мысли так, чтобы можно было объяснить их достаточно умному компьютеру». Это также называется компьютерной математикой. Если ученики сейчас находятся в процессе этого сдвига, по его мнению, они просто опережают кривую прогресса.

По сути, знание алгебры в сегодняшнем технологичном мире не принесет вам состояния, но знание того, как попросить компьютер это сделать — вполне вероятно.

Алан Джойс, директор по разработке контента для Wolfram|Alpha, говорит, что называть их работу инструментом для списывания это «абсолютно неверный взгляд на то, чем мы занимаемся». Но сотрудники понимают, что может заставить учителей думать иначе. «Исторически сложилось так, что образование должно было поощрять ручные вычисления, – говорит Джон Диксон, менеджер программ Wolfram Research, – все потому, что не было технологии, которой можно было доверять. А когда технологии начали появляться, они не были надежными. Совсем недавно компьютеры научились делать вычисления автоматически и точно, и потребуется некоторое время для учебных программ и учителей, чтобы догнать тренд». «Wolfram Research, – говорит Диксон, – хочет взаимодействовать с такими учителями, как Гарсия, которые расстроены появлением инструмента, чтобы дать им понять, как это может помочь их ученикам».

Действительно, разработчики инструмента считают его образовательным эквалайзером, который может дать студентам, у кого нет помощников по домашним заданиям (репетиторов или высокообразованных родителей), доступ к тому, что может считаться личным репетитором. Он также имеет огромный потенциал при работе в классе. Кнопка «показать шаги», демонстрирующая путь к ответу, позволяет учителям разбить задачу на компоненты, не увязнув в механике. «Генератор задач» может извлекать информацию из реальных наборов данных для создания соответствующих примеров. «Когда вы начинаете рассказывать педагогам о потенциале инструмента, – говорит Диксон, – замечаете, что их глаза начинают гореть».

На каждого обратившегося в веру Диксона учителя существует множество студентов, которые уже там. Как сказал мне Александр Фейнер, начинающий инженер и первокурсник, Wolfram|Alpha — это учебное пособие, а не способ избежать работы.

Тем не менее, преобладающее представление о том, что Wolfram|Alpha —лишь способ списать, похоже, не рассеивается. Всему виной домашние задания. Хотя если цель домашней работы лучшее понимание материала урока, Джойс категорически считает, что учителя должны рассматривать Wolfram|Alpha как актив.

«Дело не в том, чтобы программа помогла студентам «пройти» курс математики, выполняя домашнюю работу за них, но чтобы мы, в первую очередь, помогли им понять, что они вообще делают», – говорит он. Диксон считает, что Wolfram|Alpha может укреплять уверенность учеников, которые не считают себя математически подкованными. Домашнее задание на самом деле не связано с обучением вычислению, а скорее с обучением находить и понимать ответ независимо от того, как выполняется расчет.

Это путь, по которому, по-видимому, образование и будет развиваться. Давным-давно смысл образования состоял в том, чтобы засунуть как можно больше информации в человеческий мозг. Информация была ограниченной и затратной, самые умные люди были фактически самыми глубокими и наиболее организованными «шкафами». Сегодня все наоборот.

«Понятие образования как передачи информации от экспертов к новичкам — с просьбой к новичкам повторить эту информацию по команде, чтобы доказать, что они ее запомнили — полностью оторвано от реальности 2017 года»,

– говорит Дэвид Хельфанд, профессор астрономии в Колумбийском университете.

Новые технологии никуда не денутся. Как студенты копировали ответы из ответов учебника и делили между собой задания, так они вряд ли перестанут использовать Wolfram|Alpha просто потому, что учитель так хочет. Даже Гарсия видит будущее с Wolfram|Alpha: «Я думаю, что в идеальном мире учителя, я в том числе, должны чаще использовать технологии… и находить способы использовать их продуктивно», – говорит она.

Подобно тому, как робототехника меняет промышленность, инструменты, типа Wolfram|Alpha заставляют нас переосмысливать образовательную систему, бросая ей вызов расти до новых технологических стандартов. Либо мы переосмысляем нашу школу, чтобы использовать такие инструменты, как Wolfram|Alpha, либо рискуем стать живыми артефактами в быстро развивающемся мире.

 Понравилась статья? Вы можете поделиться ей со своими коллегами и друзьями:

Каждую неделю

вы будете получать полезные статьи, анонсы, интервью, презентации, видеоролики, переводы, инфографику и много всего интересного

Всё получилось, рады, что вы с нами

Яндекс.Метрика