de pandemie zou een deur kunnen openen naar nieuwe technologie – en dramatische innovatie – in het onderwijs

terwijl de covid-19-pandemie studenten op elk niveau dwingt om vanuit huis te studeren, zou onderwijstechnologie aangedreven door kunstmatige intelligentie essentiële ondersteuning kunnen bieden aan leraren en studenten. (Foto door Bongkarn Thanyankij via Pexels)

Ramp is een laboratorium voor innovatie. Tijdens een oorlog, of in de nasleep van een aardbeving, mobiliseren hele samenlevingen om de onmiddellijke uitdaging aan te gaan, terwijl een kader van onderzoekers zoekt naar een manier om de crisis om te zetten in vooruitgang die levens zal verbeteren, of levens zal redden, in de toekomst.

Zachary Pardos, assistant professor aan UC Berkeley ‘ s Graduate School of Education and the School of Information.

de wereldwijde covid-19-pandemie is zo ‘ n uitdaging. Voor Zachary Pardos, een assistent-professor aan de UC Berkeley ‘ s Graduate School of Education en de School of Information, brengt de crisis een hardnekkige vraag met zich mee: met tientallen miljoenen studenten over de hele wereld gedwongen om thuis te blijven van school, en sluitingen in sommige gebieden die waarschijnlijk in de herfst zullen doorgaan, hoe kunnen we ervoor zorgen dat ze het best mogelijke onderwijs krijgen?Pardos is een specialist in adaptieve leertechnologieën, die de diepe dynamiek van leren door studenten en Big data bestudeert om gebruiksvriendelijke tools te bouwen die zowel krachtig als subtiel zijn. Hij heeft nauw samengewerkt met docenten en studenten op elk niveau om de technologie te integreren in de dagelijkse curricula.

in een interview beschreef hij hoe deze opkomende ondersteuningssystemen studenten betrekken en hun sterke en zwakke punten evalueren, zelfs als ze niet in de klas zijn. De systemen zijn geen online cursus, maar eerder een online tutor, gedreven door kunstmatige intelligentie, die de sterke en zwakke punten van een student kan beoordelen en gepersonaliseerde individuele instructie kan geven.

dergelijke technologieën worden al gebruikt in undergraduate studies, waaronder aan Berkeley, en in beperkte mate in Amerikaanse middelbare schoolklassen. Vandaag de dag, echter, opvoeders zijn gedwongen om te overwegen de meest effectieve manieren om studenten thuis les te geven-en dat betekent dat COVID-19 kan de deur openen naar nieuwe ideeën en nieuwe technologieën die in de klas zal duren nadat de ramp afneemt.En terwijl de pandemie en economische verstoringen het landschap voor toekomstig werk veranderen, zei Pardos, hebben adaptieve leertechnologieën de kracht om studenten te helpen, on the fly, richting nieuwe carrières te draaien.Berkeley News: wanneer mensen denken aan adaptieve leertechnologieën, kunnen ze zich voorstellen dat online cursussen of studenten clickers gebruiken om vragen van een instructeur te beantwoorden. Is dit de juiste manier om over hen te denken?

Zachary Pardos: het is iets anders. Die technologieën hebben elementen van adaptief leren. Met name mechanismen voor onmiddellijke feedback. Dankzij autograding kunt u correctheid feedback krijgen over problemen, of zelfs essays, in een online cursus. Maar adaptief leren impliceert meer personalisatie van de kant van de technologie.

de belangrijkste componenten van adaptieve bijscholingssystemen zijn meestal een model dat voortdurend beoordeelt wat een student weet, een lijst van kennis op het gebied dat geleerd wordt en vervolgens hints en een adaptieve sequencing van inhoud op basis van wat de student weet. Een voorbeeld hiervan op de Berkeley campus is het ALEKS systeem. Het wordt gebruikt door beginnende eerstejaars die nog niet klaar zijn voor wiskunde.

maar ze zijn niet klaar op verschillende manieren. Het is dus niet één korte zomercursus die dat kan verhelpen. En het hebben van menselijke docenten voortdurend beoordelen bereidheid en instructie aan te passen aan elk van de honderden inkomende studenten is een monumentale taak die snel de middelen van een menselijke tutor zou overschrijden. Maar adaptieve mentoren hebben aangetoond dat ze in dit scenario zeer goed schalen.

zijn er andere voorbeelden die u kunt bedenken die nu in gebruik zijn, of misschien binnenkort?

Mastering Physics and MATHia, voor meetkunde en algebra, zijn andere voorbeelden van adaptieve tutoren. Er zijn er nog veel meer. De meeste grote tekstboekuitgevers hebben gekocht of ontwikkeld tutoring systemen zoals deze, en er is een breed scala van adaptieve leertechnologieën komen uit de industrie en academische labs, waarvan sommige delen dezelfde focus op beoordeling als de tutoring systemen aanpak.

het is een zwakte van adaptieve mentoren geweest dat zij zich in beperkte STAMDOMEINEN bevinden. Een uitdaging voor de toekomst is om ze te verbreden. Een van de knelpunten is hoeveel vakmanschap nodig is om een nieuw domein te modelleren. Maar big data benaderingen zijn veelbelovend voor het overwinnen van dat. Een eerste mijlpaal werd bereikt toen we in staat waren om automatisch gepersonaliseerde hulp te genereren in een online cursus door gebruik te maken van AI, die leren van eerdere student interacties met de cursus.

als je een student bent, hoe is het om deze technologie te gebruiken? Hoe verschilt het van traditioneel leren?

het is de directe gepersonaliseerde hulp en voorgeschreven praktijk die kan plaatsvinden. Hoewel het proces van het zoeken naar hulp nuttig kan zijn, weten veel studenten niet waar te beginnen en kijken naar het cursusmateriaal en de instructiemedewerkers voor hulp. Adaptieve leertechnologieën kunnen een deel van deze hulp bieden. Als een student niet op een kennisniveau is om een vraag te kunnen beantwoorden, in plaats van door te gaan naar de volgende les, zou het systeem de huidige les adaptief verlengen en onderweg hulp geven in de vorm van hints en andere activiteiten totdat de student klaar is om verder te gaan.

vanwege de covid-19-pandemie studeren miljoenen studenten thuis. Kunnen adaptieve leertechnologieën helpen?

voor beperkte proefpersonen, Ja. De noodverplaatsing van de traditionele klaslokalen heeft geleid tot een vermindering van de contacturen tussen instructeurs en studenten. Dit vindt plaats over K-12 en hoger ed. Een gebrek aan contacturen kan gedeeltelijk worden gecompenseerd met adaptieve technologie, waar op die momenten dat studenten geen synchrone leersessies kunnen hebben (met leraren, in real time), ze kunnen interageren met een technologie die de capaciteit heeft om instructie te personaliseren — een beperkte capaciteit, maar meer dan een video of leerboek.

het lijkt erop dat deze crisis ons van nature zal doen nadenken over innovatie in het onderwijs.

definitief. Nu zoveel opvoeders via het online medium hebben moeten communiceren, leren en onderwijzen, kan het niet worden genegeerd als een optie om in de toekomst te overwegen, noch kan de vraag worden genegeerd welke tools kunnen worden ingezet om de kwaliteit van leren in online en place-based omgevingen te verbeteren.

dit is een gelegenheid om na te denken over de uitdagingen tijdens de pandemie, uitdagingen zoals gebrek aan betrokkenheid en gebrek aan een gevoel van verbondenheid met studenten. Hoe kan de juiste toepassing van adaptieve technologie online leerervaringen compleet maken, zowel vanuit het perspectief van de leraar als van de student?

sommige docenten hebben hun bezorgdheid geuit over het feit dat tijdens de pandemie studenten die thuis zouden moeten studeren, offline en op drift zijn. Als adaptieve leertechnologieën nu op grote schaal zouden worden toegepast, zouden ze dan kunnen helpen?

er is zowel een toegang als een oriëntatie probleem hier. Met access, zullen we beginnen te zien data SIM (abonnee informatie module) kaarten en apparaten behandeld als schoolbussen — levering voertuigen naar verwachting worden verstrekt voor studenten om ze naar de nu virtuele klas.

zelfs wanneer studenten toegang hebben, is er bewijs dat de manier waarop zij zich richten op online leren, kan leiden tot een prestatiekloof. Een collega van de Arizona State University was nieuwsgierig hoe studenten materialen navigeren in zijn online cursus en of studenten die niet in de cursus navigeerden op een andere manier dan degenen die geslaagd zijn.

ons onderzoek naar de gegevens van de cursus toonde aan dat eerst naar de quizzen gaan en vervolgens naar antwoorden zoeken in het voorbereidend materiaal een dominant patroon was onder studenten die faalden. Het volgen van de voorgeschreven syllabus pad was dominant onder studenten die geslaagd. De instructeur maakte een paar wijzigingen voor de volgende klas, het aanbieden van een kleine hoeveelheid extra krediet voor degenen die eerst toegang tot de voorbereidende materialen en het sturen van een e-mail naar degenen die niet, hen te laten weten hoe belangrijk het was voor het succes van eerdere studenten. Hij zag een stijging in cijfers na het maken van deze veranderingen.

de afhaalmogelijkheid voor de situatie van instructie op afstand is dat sommige studenten van nature geen gedisciplineerde oriëntatie hebben op online leren. Zo niet door middel van live videoconferentiesessies en het nemen van de aanwezigheid, hoe zijn leraren het handhaven van de structuur en het houden van studenten op het spoor? Prikkels en evidence-based gepersonaliseerde communicatie zijn opties. Het rigide gepersonaliseerde rangschikken van adaptieve leertechnologieën zou een ander kunnen zijn.

het lijkt mij dat u het niet alleen over nieuwe technologie hebt, maar over een fundamenteel andere manier van lesgeven en leren.

als biologische, cognitieve wezens zijn we niet veel veranderd. Maar technologie verandert elk facet van ons leven, en ik denk dat dat nu ook gebeurt in het onderwijs, waar leraren naast technologie werken. Er is ook een hint van het bekende hier, omdat veel adaptieve leersystemen zijn geïnspireerd door een-op-een tutoring.

kijk vijf of tien jaar verder. Hoe ziet u de technologie evolueren — en hoe zal het onderwijs evolueren?

we zullen zien dat technologie gemakkelijker te integreren wordt met wat leraren proberen te bereiken. Machine learning-technologie, met name de verwerking van natuurlijke talen, zal zorgen voor socratische pedagogische benaderingen en beter gecoördineerde peer-to-peer leermogelijkheden.

adaptief leren zal in bredere contexten worden gebruikt. Als gevolg van de veranderende economische landschap, veel studenten kunnen besluiten om te draaien van hun beoogde carrière en graden. Ze zullen voorkennis hebben opgedaan van de graden waar ze van afwijken en zouden op zoek zijn naar gepersonaliseerde curricula die gebruik maken van wat ze hebben geleerd om op coherente wijze te verschuiven naar wat ze nu willen leren.

dit is een uitdagende personalisatietaak, maar een scenario dat vergelijkbaar is met dat waarin adaptieve tutoren blijken uit te blinken, alleen toegepast op een hoger, over-course niveau. Mijn lab heeft een adaptieve technologie ontwikkeld en getest die dit doel nastreeft hier bij Cal.

zijn er onbedoelde gevolgen waar we nu aan moeten denken? Potentiële risico ‘ s?

een valkuil is het denken dat technologie alles kan. Mensen moeten academische vakken leren, maar ze moeten ook leren om mensen te zijn. Ze moeten leren medeleven, vrijgevigheid, hoe samen te werken, hoe verantwoordelijkheid en krediet te delen, en hoe relaties te onderhouden, wat zeker een levenslang leren onderwerp is. Hoe word je een goede burger die bijdraagt aan het gesprek over wat de samenleving moet waarderen. Je zult geen adaptieve leertechnologie hebben om dat te leren.