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Autor: Grupo Shidao AI

Editor: Shiraishi

Na madrugada de 17 de julho, o ex-cofundador da OpenAI e ex-diretor de IA da Tesla, Andrej Karpathy, anunciou oficialmente seu projeto empreendedor Eureka Labs, uma empresa de educação AI+. Seu primeiro produto será o LLM101n, um curso de graduação que orienta os alunos no treinamento de modelos de IA, semelhante a um Agente de IA em escala reduzida.

Ele descreveu uma nova experiência de aprendizagem: especialistas em assuntos são escassos, e especialistas em assuntos proficientes em línguas estrangeiras são ainda mais escassos, assim como Feynman não poderia guiar pessoalmente o mundo para aprender física. No entanto, tudo isto será reescrito pela GenAI – ajudando os professores a conceber cursos, ajudando os alunos a concluírem os cursos e revolucionando a experiência de aprendizagem de 8 mil milhões de pessoas em todo o mundo.

Karpathy destacou que, quer ele esteja envolvido no desenvolvimento de produtos na Tesla ou na pesquisa AGI na OpenAI, ambos são empregos paralelos. Hoje, o Eureka Labs é onde está seu coração.

Existem muitos magnatas da tecnologia apaixonados pela indústria da educação. Veja Andrew Ng, por exemplo, que cofundou a plataforma educacional online Coursera com Daphne Koller.

O outro é Bill Gates, que adora ler livros didáticos. Na semana passada, ele atualizou sua postagem no blog Minha viagem à fronteira da educação em IA, contando sobre sua última “viagem fantástica” à First Avenue Elementary School em Newark, Nova Jersey.

Imagine que na aula de química os alunos não fiquem mais olhando para fórmulas enfadonhas, mas usem itens essenciais do dia a dia, como marshmallows, garrafas de água e balões, para realizar experimentos por conta própria, observando as mudanças de volume dos marshmallows sob diferentes pressões de ar. A professora de química Melissa Higgason usou sugestões de IA para transformar a Lei de Boyle abstrata em um experimento divertido.

Na aula de língua chinesa, os alunos não precisam quebrar a cabeça para descobrir a psicologia do escritor. Em vez disso, eles têm algumas rodadas de diálogo com a "versão IA de Gatsby" para explorar mais detalhes sobre "por que ele olhou para o verde". luz à distância" e complete uma revisão pós-leitura. Depois da aula, o professor não precisa corrigir 180 tarefas palavra por palavra, porque a IA tem a capacidade de processar as respostas abertas dos alunos e traçar a base de pontuação de acordo com os padrões determinados para a pontuação final do professor.

Com a ajuda de ferramentas de IA, muitas cenas da educação futura já foram encenadas.

Este aplicativo educacional de IA que Bill Gates elogiou muito é o Khanmigo, desenvolvido pela Khan Academy. Como um "mestre totalmente científico", não só é capaz de explicar conceitos complexos e criar problemas matemáticos relevantes; também incentiva os alunos a resolver problemas de forma independente através do método socrático; Como um "assistente de ensino completo", ele pode não apenas ajudar os professores a escrever planos de aula e planejar cursos; também pode corrigir os trabalhos de casa, acompanhar o progresso de aprendizagem de cada aluno e integrar profundamente a IA em todos os aspectos do trabalho docente.

Como todos sabemos, a educação adapta-se perfeitamente à atual vaga de IA e tornou-se um excelente campo para a implementação da GenAI. De acordo com o Techcrunch, os aplicativos de tutoria de IA mais populares nos Estados Unidos são todos fabricados na China - os de "grande fábrica": Question AI e Byte Gauth, os de "não grande fábrica": Answer AI.

Parece ser a mesma velha “busca de fotos”, mas sua base é um excelente modelo grande como o ChatGPT, que consegue a combinação perfeita de “experiência sedosa + capacidades poderosas”. Com uma taxa anual inferior a 100 dólares, estes "estudantes estrangeiros" estão a roubar os empregos dos gigantes tradicionais da educação e da formação, como o Kumon, e a gerar receitas anuais de dezenas de milhões de dólares americanos.

Mas se saltarmos e olharmos, podemos descobrir que, embora os chatbots tenham alcançado resultados iniciais no campo da educação, eles definitivamente não são a forma definitiva de educação em IA. Então, quais são as tendências definitivas e as oportunidades despercebidas na educação em IA? Shidao classificará o conteúdo relevante combinando o blog de Bill Gates, os insights do a16z e o mapa educacional de IA desenhado pelo fundador da instituição K-12, Laurence Holt.

Dado: Uma Grande Estrutura para Mudança Educacional

No início do ano passado, quando o ChatGPT causou excitação e pânico global, a16z foi o primeiro a concluir que a educação não seria substituída pela IA. Porque o desejo de aprender do ser humano vem da força autodirigida e é um instinto. Pelo contrário, as pessoas estudarão mais profundamente e extensivamente devido aos recursos ao seu alcance, como a Wikipédia.

De acordo com as previsões da a16z, ocorrerão cinco grandes mudanças na indústria da educação, algumas das quais já foram concretizadas.

1. 1v1 se tornará o mainstream

Os cientistas descobriram que os alunos que recebem instrução 1v1 têm melhor desempenho do que as crianças nas salas de aula tradicionais. Nesse sentido, o tutor de IA da ferramenta acadêmica Numerade, Ace, pode gerar planos de aprendizagem personalizados e selecionar conteúdo apropriado com base nos níveis de habilidade dos alunos.

A IA também pode se tornar especialistas e mestres acadêmicos. Para as indústrias que valorizam a “herança mestre-discípulo”, equivale a transmitir completamente as habilidades às pessoas comuns. Imagine como será quando você conversar com a “versão AI de Bill Gates” ou a “versão AI de Platão”? Isso é exatamente o que a startup Delphi está tentando fazer. Também vimos inovação semelhante no Khanmigo mencionado acima.

2. A aprendizagem personalizada torna-se uma realidade

Com o apoio da IA, tudo pode ser personalizado, seja estilo de aprendizagem, necessidades (visual vs. texto vs. áudio), tipo de conteúdo (apresentação de personagens ou gêneros favoritos) e cursos. Por exemplo, Cameo lançou um produto infantil apresentando Blippi, Homem-Aranha e outros IPs de anime. Uma mãe até pediu ao “Homem-Aranha” que incentivasse seus filhos a aprender e treinar, o que foi muito eficaz.

Além disso, a IA pode lidar com diferentes tipos de alunos com facilidade: sejam eles gênios, alunos com baixo desempenho ou crianças que são sensíveis e não gostam de levantar a mão, etc. Êxtase de TDAH.

3. A ascensão de ferramentas de IA personalizadas

a16z acredita que a universidade é o lugar ideal. Dado que o seu ambiente é densamente povoado por pessoas e organizações, os produtos populares podem ser rapidamente difundidos através de organizações estudantis e atividades de clubes para recolher o boca-a-boca.

Alunos e professores são os primeiros a adotar muitos softwares de produtividade. Por exemplo, os alunos da universidade onde o fundador do Canva trabalha usam a plataforma de design para criar anuários escolares; um professor de marketing da Northwestern University usa a Qualtrics para coletar dados de alunos de MBA e doutorado.

Além disso, muitos professores ficam facilmente sobrecarregados com assuntos triviais e a intensidade do seu trabalho é elevada, mas os seus salários são baixos. A IA pode criar planos e primeiros rascunhos de programas, reduzindo a carga de trabalho dos professores. Ao liberar tempo, os professores podem se concentrar em outras tarefas, como dar aos alunos uma atenção mais personalizada.

Os alunos também gostam de encontrar métodos criativos, e um exemplo típico é “tirar fotos para procurar perguntas”. a16z citou o exemplo de Chegg e previu que haverá oportunidades para a aplicação de auxiliares de ensino de IA.

Isso foi verificado. Chegg lançou recentemente um novo sistema de atendimento automático e desenvolveu uma plataforma de inteligência artificial específica para educação, incluindo 26 grandes modelos de linguagem, que são customizados verticalmente especificamente para a área educacional. Além disso, existem aplicativos como Photomath e Numerade que se concentram na resolução de problemas matemáticos, bem como os “reis do volume do mar” listados recentemente – Question AI, Gauth e Answer AI.

4. Os governantes da velha era não se aplicam mais

Escrever lição de casa com IA conta como trapaça? O ponto de vista de a16z é que as tarefas na era da IA ​​não podem ser avaliadas usando as réguas da era antiga, e novas ferramentas de avaliação serão desenvolvidas.

As ferramentas da próxima geração podem ajudar as escolas a avaliar melhor os resultados de aprendizagem dos alunos e a emitir certificados. Estas ferramentas também podem tornar-se alavancas para a aplicação da inteligência artificial, reduzindo a carga sobre professores e alunos.

O fundador da Khan Academy, Sal Khan, dedica um capítulo à discussão sobre trapaça em seu novo livro Brave New Words. A trapaça também era galopante antes da IA, observou ele. Se houver alguma diferença, a IA apenas destaca esse problema ou dá “direitos iguais” à trapaça. Ou seja, permitir que todos trapaceiem igualmente...

No entanto, vale a pena pensar em um “meio-termo”. Por exemplo, no Khanmigo você pode escrever o dever de casa junto com a IA, mas quando a IA o envia, o professor recebe não apenas o resultado final, mas também o processo de comunicação entre os alunos e a IA. AI dirá: Escrevi com Adam durante quatro horas e meia e descobri que ela tinha dificuldade com a apresentação do argumento. Veja, aqui está a transcrição completa da conversa. "

5. A verificação dos fatos é crucial

Um estudo da Universidade de Washington publicado no WSJ mostrou que 72% da audiência considerou as notícias escritas pela IA como credíveis, embora os factos fossem imprecisos.

Na era da IA, as pessoas confiarão cegamente em pessoas, marcas e “especialistas” que consideram dignos de atenção e respeito. Podemos estar a criar uma geração que é competente mas desconhece os detalhes básicos, o que pode levar a uma crise limítrofe quando o conhecimento detalhado dos detalhes subjacentes se torna importante. Tomemos o desenvolvimento web como exemplo - todos estão longe de hardware, infraestrutura e back-end de baixo nível e entraram em um mundo de GitHub Copilot, onde os engenheiros front-end raramente precisam mexer no banco de dados ou back-end. Existem até soluções sem código para o usuário médio. O que acontece quando ocorre um erro crítico no back-end e ninguém sabe como corrigi-lo?

Oportunidades: "mapa do tesouro" panorâmico de aplicações educacionais de IA

No seu prefácio ao novo livro de Sal Khan, Admiráveis ​​Palavras Novas, Bill Gates escreveu: Com cada mudança e inovação, haverá pessoas que se preocupam com a possibilidade de as máquinas acabarem com empregos. Mas quando se trata de educação, as ferramentas de IA e os tutores nunca podem, e não devem, substituir os professores. O que a IA pode fazer é apoiar e melhorar as capacidades dos professores.

Esta visão coincide com a “inovação sustentável” da NFX. Ou seja, após a introdução da IA, a escala de algumas indústrias expandir-se-á infinitamente, dando origem a alguns nichos de mercado. É aqui que as startups ganham. A chave é reconhecer quais mudanças ocorrerão na indústria, quais variações ocorrerão no processo e onde estão as oportunidades nas mudanças. Atualmente, os aplicativos educacionais de IA estão esperando para florescer, e "tirar fotos para procurar perguntas" parece ser o líder. Porém, em um mercado enorme, é impossível ter uma única ferramenta em torno de um único link. Então, sob a estrutura geral da previsão de a16z, que tipo de guerreiro hexagonal nascerá?

Recentemente, Laurence Holt, fundador de instituições de ensino fundamental e médio, e Jacob Klein, líder de produto da TeachFX, atualizaram em conjunto A Map of Generative AI for Education. O texto completo tem 20.000 palavras e cobre todos os aspectos da educação em IA – uma discussão detalhada de 70 cenários subdivididos de ferramentas de IA em cinco aspectos principais, incluindo auxiliares de professores, materiais de sala de aula, avaliação e feedback, e auxiliares de alunos.

Não é exagero dizer que, na indústria da educação, todas as oportunidades de mudança na IA que estão a acontecer ou estão prestes a acontecer estão reflectidas neste “mapa do tesouro”.

1. Um bom ajudante para professores

1. Ferramentas de geração de cursos

Seja orientado pelo professor – por exemplo, x minutos de trabalho em grupo, y minutos de discussão em classe, etc.

Integre-se ao currículo e construa um corpo coerente de conhecimentos – por exemplo, ser capaz de lembrar e compreender o que foi ensinado há duas semanas e o que virá a seguir.

Gere cursos com padrões de alta qualidade – por exemplo, de acordo com os princípios de ensino da Rosenshine ou outros critérios de avaliação semelhantes.

2. Ferramentas de ensino e coaching

As ferramentas permitem que os professores gravem aulas e gerem análises e feedback automatizados.

Por exemplo, TeachFX e Edthena fornecem análises após a aula. As ferramentas futuras poderão fornecer orientação em tempo real para ajudar os professores a orientarem-se sobre estruturas baseadas em dados, como Marzano ou Danielson, para apoiar a implementação em toda a escola.

A qualidade do áudio continua sendo um problema não resolvido.

3. Consultor docente

Um professor do ensino primário descobriu que alguns alunos não compreendiam números negativos e suspeitaram que havia algo errado com os seus métodos de ensino. Portanto, ele usa consultores de IA para avaliar os planos de ensino e o feedback dos alunos em sala de aula. O consultor de IA o ajudou a entrar em contato com professores com ideias semelhantes, recomendou artigos e artigos e facilitou uma discussão incluindo especialistas no assunto de IA. Finalmente, a professora encontrou uma nova forma de ensinar.

Ferramentas como o EduGPT surgiram para desempenhar o papel de consultor docente, bem como de múltiplos consultores para diferentes assuntos e temas.

Se a pedagogia for aperfeiçoada, as ferramentas de IA podem funcionar como treinadores dos professores – aconselhando sobre formas específicas de ensino dos professores, propondo alternativas e diagnosticando os pontos fortes e os mal-entendidos dos alunos.

Por exemplo, ferramentas como TeachingLab.ai e Coteach.ai podem compreender os cursos existentes e fornecer aos professores sugestões de melhorias – incluindo mudar o ritmo, adicionar conteúdo, atividades para verificar a compreensão dos alunos e fornecer suporte para garantir que os alunos dominem as habilidades básicas e se conectem. com os alunos já Faça conexões com os conceitos aprendidos.

As ferramentas de colaboração baseadas em IA podem dar nova vida às comunidades de aprendizagem profissional online que, de outra forma, muitas vezes não conseguem atrair educadores suficientes. A IA pode compreender as prioridades e desafios de cada professor, combiná-los com educadores em situação semelhante e injetar pesquisas relevantes e postagens de blog na conversa.

4. Simulador de gerenciamento de sala de aula

Os simuladores são amplamente utilizados para treinar pilotos, cirurgiões e até CEOs. Por que não pode ser usado para treinar professores? O Teacher Development Trust está investigando o problema.

Tarde da noite, um professor que sofreu um “grave revés” durante o dia quis se aprimorar simulando cenas de sala de aula. A IA pode desempenhar o papel dos alunos, não apenas recriando as “cenas trágicas” durante o dia, mas também mostrando a verdadeira personalidade dos alunos. Os professores receberão conselhos práticos de especialistas à medida que tentam diferentes abordagens. Ferramentas futuras poderiam usar agentes de IA para personificar alunos com personalidades específicas e depois interagir com professores humanos em tempo real.

5. Análise de dados dos alunos

Uma professora do ensino fundamental utiliza dados para analisar o crescimento dos alunos que receberam intervenção: O crescimento está acelerado? Quem responde à intervenção e quem não responde? Como grupo, qual é a combinação de letras mais comum que eles sentem falta? Que habilidades eles não precisam mais aprender? Os professores usam os dados para otimizar o ensino e reatribuir os alunos a grupos de intervenção mais adequados para eles.

Embora as escolas recolham grandes quantidades de dados, apenas uma pequena parte está disponível.

As ferramentas de IA podem extrair dados dos alunos (por exemplo, em formato CSV ou de SMS, LMS ou aplicativos proprietários via API) e analisá-los para sugerir agrupamentos ideais de alunos, áreas de foco e gerar opiniões.

As ferramentas de IA podem realizar análises e gerar ferramentas de visualização de dados - incluindo OpenAI Advanced Data Analysis e Fluent. Por exemplo, estão a surgir ferramentas específicas para a compreensão de dados educativos, como Doowii e Strived.io.

As ferramentas de IA permitem vários níveis de análise - por exemplo, você pode fazer upload de dados do NWEA MAP para várias turmas de alunos e solicitar que a ferramenta identifique áreas de crescimento mais rápido e mais lento, fazendo perguntas de nível mais alto, incluindo a análise de possível aprendizado durante a etapa de verão; voltar atrás, se o programa de tutoria está tendo um impacto positivo; combinar dados de múltiplas fontes para construir uma imagem detalhada e interdisciplinar da turma.

2. Um bom professor para os alunos

1. Conselheiro 1V1 24 horas por dia, 7 dias por semana

AI não é apenas um APP prático, mas também tem potencial para se tornar um tutor no seu bolso, assim como interagir com um tutor real. Atualmente, as ferramentas de IA são mais proeminentes em tutores de redação de idiomas (Quill, StoryBird.ai, Caktus, StorySeed) (Duolingo, LangoTalk, Iago, Supernova); Mas em termos de programação, seu desempenho só pode ser considerado uma ferramenta auxiliar de programação (CodeSignal Learn, Replit). Curiosamente, a IA não tira partido dos seus pontos fortes naturais na aprendizagem da matemática.

Existem muitos problemas a serem resolvidos.

Khanmigo é caro de usar, embora com certeza caia. Mas o Flexi do CK-12 é semelhante a ele, mas pode ser usado diretamente e gratuitamente.

A experiência do usuário dos chamados conselheiros de IA costuma ser mais parecida com uma esteira e menos com a construção de um relacionamento de confiança com um conselheiro humano. Por exemplo, eles usam uma interface de chat de texto, em parte porque a conversão de texto em fala ainda é muito lenta e não parece natural.

Ferramentas existentes de "tutoria de lição de casa", como Brainly, CourseHero, Project Chiron, Studdy, CheggMate, Symbolab, etc.; Estas ferramentas fornecem soluções passo a passo, mas não se qualificam como uma verdadeira experiência de coaching porque privam os alunos da oportunidade de encontrar o seu próprio caminho para a aprendizagem.

Atualmente não existem ferramentas projetadas para o que é mais eficaz na tutoria humana – as sessões intensivas três vezes por semana. Com o tempo, esse problema será resolvido. Os tutores de IA podem ir um passo além: fornecer um cenário imersivo (por exemplo, via VR) e situações de aprendizagem baseadas em narrativas (por exemplo, via vídeo, Instituto EngageAI) que sejam envolventes e reflitam melhor o mundo real.

O chatbot não tem a capacidade de responder aos esboços dos alunos. É provável que isto mude em 2024, uma vez que a multimodalidade é um foco central da inovação do modelo de IA. (Este parágrafo foi escrito em 2023 e foi melhorado).

2. Treinador de leitura infantil

Um professor do ensino primário está a dar aos alunos uma ferramenta para criarem a sua própria leitura extracurricular com base numa unidade sobre mitologia grega que estão a estudar. A ferramenta de IA pode gerar um minilivro para cada aluno baseado em seu personagem mitológico favorito, com ilustrações correspondentes. O livro inclui verificações de compreensão incorporadas ao texto.

Os jovens leitores precisam de bastante material de leitura para praticar. Mas a curadoria de uma coleção de livros narrativos e de não ficção com base nos níveis de leitura e interesses dos alunos pode ser um desafio.

Nesse sentido, ferramentas de IA como LitLab, Project Read e Storywizard.ai podem encontrar textos adequados na biblioteca da sala de aula ou gerar novos textos adequados, determinar estratégias de ensino adequadas com base no desempenho de fala dos alunos e usá-las durante o processo de ensino. são incluídos para garantir que os alunos entendam o que aprenderam. Também garantem que o vocabulário seja reforçado ao longo do texto, em vez de aparecer apenas uma vez, o que dificultaria a aprendizagem.

Com a melhoria significativa dos recursos de fala para texto, ferramentas como Microsoft Reading Coach, Ello, Edsoma e Amira incorporaram a capacidade de ouvir a leitura dos alunos, fornecer feedback em tempo real e construir caminhos de aprendizagem baseados na ciência da leitura.

As crianças podem personalizar personagens, colocar-se na história, escolher como o enredo se desenrola (aprendendo a estrutura da história) e até mudar o estilo de ilustração.

3. Treinador de curiosidade

Um aluno acabou de terminar uma aula de transmissão de rádio. Ela estava curiosa para saber por que as antenas podiam transmitir sinais, mas os fios nos circuitos CC não. Então ela solicitou a ferramenta de IA e recebeu um mapa conceitual ilustrado mostrando seu caminho e outras sugestões de exploração. Assim, o aluno entrou no tema dos buracos negros através da introdução dos raios gama, fazendo uma ligação com a exploração que terminou há duas semanas. Eventualmente, ela percebeu que precisava aprender mais sobre buracos negros.

Na vida dos alunos do ensino fundamental e médio, há pouco tempo para exploração independente. Espera-se que as ferramentas de IA desempenhem um papel nisso. Eles podem memorizar grandes quantidades de informações, excedendo as de qualquer ser humano. Portanto, pode fornecer mais e mais amplos recursos de conhecimento para ajudar os alunos a explorar e aprender de forma independente.

HelloWonder é um navegador seguro com chatbot projetado para satisfazer a curiosidade dos mais pequenos. Curio é semelhante ao Moxie, usando um robô de voz. Portola também é indicada para crianças pequenas e foca mais na criatividade.

SocratiQ, semelhante ao Miro + Wikipedia. Essas ferramentas são como passear por uma grande biblioteca ou como o Young Lady's Illustrated Primer do romance The Diamond Age, de Neal Stephenson.

Estas ferramentas também podem servir como ferramentas sociais, conectando as crianças com colegas que pensam da mesma forma e despertando o interesse em futuras pesquisas ou novos projetos. Essas ferramentas também fornecem resumos de informações aos pais, professores e especialistas para que possam guiar a curiosidade de seus filhos e entrar no mundo da especialização em uma área.

4. Alunos de alunos

O elo fundamental do método de aprendizagem de Feynman: fingir que está ensinando a uma criança o que você aprendeu.

As ferramentas de IA podem desempenhar o papel de "criancinhas" e permitir que os alunos ensinem um determinado tópico;

5. Boas notícias para alunos “Double A”

Digamos que você seja um estudante do ensino médio com TDAH, seu assistente de IA pode fazer login e navegar no LMS da sua escola, ajudá-lo a dividir a lição de casa em tarefas gerenciáveis, fornecer DDLs e lembretes. A ferramenta pode monitorar seu comportamento, fornecer sugestões sobre os melhores horários para trabalhar e muito mais. Além disso, também incorpora recursos de jogo que recompensam a concentração e a conclusão de tarefas.

As ferramentas de IA podem fornecer apoio adicional ao longo do processo educativo para alunos com necessidades especiais, e o efeito é particularmente significativo.

As ferramentas de IA podem fornecer suporte de escrita assistida (como prompts de inicialização), métodos de entrada alternativos (como reconhecimento de fala), suporte a funções executivas (como ferramentas de planejamento), suporte visual e suporte em sala de aula em tempo real (como texto para texto). fala e fala para texto).

As ferramentas de aprendizagem personalizadas de IA podem ajustar o ritmo de ensino, fornecer explicações alternativas e fornecer suporte para habilidades específicas. Goblin.tools, por exemplo, usa IA para ajudar alunos com Asperger em tarefas como escrever relatórios de livros, dividindo essas tarefas em uma série de etapas mais simples.

etc.