Studiuesit zhvillojnë AI të re për të ndihmuar në krijimin e sistemeve të tutorizimit

Studiuesit nga Universiteti Carnegie Mellon kanë demonstruar se si mund të ndërtojnë sisteme inteligjente të mësimdhënies. Këto sisteme janë efektive në mësimdhënien e lëndëve të ndryshme, duke përfshirë algjebrën dhe gramatikën. 

Studiuesit përdorën një metodë të re që mbështetet në inteligjencën artificiale në mënyrë që të lejojë një mësues të mësojë një kompjuter. Formulimi e bën këtë metodë të duket konfuze, por mendoni për atë si një kompjuter që mësohet se si të mësohet nga një mësues njerëzor. Kompjuteri mund të mësohet nga mësuesi i njeriut duke i treguar se si të zgjidhë probleme të caktuara, siç është mbledhja me shumë kolona. Nëse kompjuteri e bën gabim problemin, mësuesi mund ta korrigjojë atë. 

Zgjidhja e problemeve më vete

Një nga pjesët interesante të kësaj metode është se sistemi kompjuterik është në gjendje jo vetëm të mësojë dhe të zgjidhë problemet siç është mësuar, por gjithashtu mund të zgjidhë të gjitha problemet e tjera në temë duke përgjithësuar. Kjo do të thotë që kompjuteri mund të përfundojë duke zgjidhur një problem jashtë mënyrave që mësuesi e mësoi atë. 

Daniel Weitekamp III është një student i doktoraturës në Institutin e Ndërveprimit Njerëzor-Kompjuter të CMU (HCII). 

"Një student mund të mësojë një mënyrë për të bërë një problem dhe kjo do të ishte e mjaftueshme," tha Weitekamp. “Por një sistem tutorial duhet të mësojë çdo lloj mënyre për të zgjidhur një problem. Ajo duhet të mësojë se si të mësojë zgjidhjen e problemeve, jo vetëm si të zgjidhë problemet.”

Sfida që shpjegon Weitekamp është një nga më të mëdhatë në zhvillimin e sistemeve të tutorizimit të bazuara në AI. Sistemet inteligjente të tutorizimit të zhvilluara rishtazi mund të gjurmojnë përparimin e studentëve, të ndihmojnë në përcaktimin se çfarë të bëjnë më pas dhe t'i ndihmojnë studentët të zhvillojnë aftësi të reja duke zgjedhur probleme praktike efektive. 

Zhvillimi i Sistemeve Tutoriale të Bazuar në AI

Ken Koedinger është profesor i ndërveprimit njeri-kompjuter dhe psikologjisë. Koedinger ishte një nga zhvilluesit e hershëm të tutorëve inteligjentë dhe duke punuar me të tjerët, rregullat e prodhimit u programuan me dorë. Sipas Koedinger, çdo orë e mësimdhënies kërkon 200 orë zhvillim. Përfundimisht, grupi zhvilloi një metodë më efektive, e cila demonstroi të gjitha mënyrat e mundshme për të zgjidhur një problem. Kjo mori 200 orë deri në 40 ose 50, por është jashtëzakonisht e vështirë të demonstrosh të gjitha zgjidhjet e mundshme për disa modele. 

Koedinger ka thënë se metoda e re mund të përfundojë duke i lejuar një mësuesi të zhvillojë një mësim 30-minutësh në të njëjtën kohë. 

"Mënyra e vetme për të arritur tek mësuesi inteligjent i plotë deri tani ka qenë të shkruani këto rregulla të AI," tha Koedinger. "Por tani sistemi po i shkruan ato rregulla."

Në metodën e re, një program i mësimit të makinerive përdoret për të simuluar mënyrat në të cilat studentët mësojnë. Një ndërfaqe mësimore u krijua nga Weitekamp, ​​dhe përdor një proces "shfaq-dhe-korrekt" për programim.

Ndërsa metoda u demonstrua me shtimin me shumë kolona, ​​motori i mësimit të makinerive që përdoret mund të aplikohet në lëndë të tjera, si zgjidhja e ekuacioneve, mbledhja e fraksioneve, kimia, gramatika angleze dhe mjediset e eksperimenteve shkencore. 

Një nga qëllimet kryesore është që kjo metodë të lejojë mësuesit të ndërtojnë mësimet e tyre të kompjuterizuara, pa nevojën e një programuesi të AI. Kjo i lejon mësuesit të zbatojnë pikëpamjet e tyre personale se si të japin mësim ose cilat metoda të përdorin. 

Weitekamp, ​​Koedinger dhe shkencëtari i sistemit HCII, Erik Harpstead, autorë të punimit që përshkruan metodën. Ai u pranua nga Konferenca e Faktorëve Njerëzor në Sistemet Kompjuterike (CHI 2020). Konferenca fillimisht ishte planifikuar për këtë muaj, por pandemia COVID-19 e detyroi atë të anulohej. Letra tani mund të gjenden në punimet e konferencës, të vendosura në Bibliotekën Dixhitale të Shoqatës për Makineritë Kompjuterike.

Instituti i Shkencave të Edukimit dhe Google ndihmuan në mbështetjen e hulumtimit.