Трезориум для инфоргов
ИИ-тьютор для обучения новых Эйнштейнов
Kанадо-британское исследование «A New Era: Intelligent Tutoring Systems Will Transform Online Learning for Millions» может ознаменовать поворот к новой эре в обучении —
персонализированное активное обучение под руководством ИИ-тьютора.
Значимость этой кардинально трансформирующей культуру инновации для дальнейшего развития цивилизации сейчас оценить сложно. Но может статься, эта значимость будет соизмерима с появлением у людей письменности.
Как учить инфоргов
Aдаптация людей к жизни в глобальной цифровой среде ведет к формированию, условно говоря, нового подвида Homo sapiens sapiens — инфоргов. Это новый тип людей, проводящих в онлайфе больше времени, чем во сне, и в силу этого вынужденных как-то приспосабливаться к колоссальным объемам и скорости потребления информации, а также к специфике чувственного восприятия цифровой реальности.
Термин «онлайф» означает жизнь человека, настолько погруженного в среду Интернета, что все аспекты его жизни в этой среде (работа, отдых, коммуникации, развлечения, быт …) синтезируются в сознании человека в единое цифросетевое бытие.
Не трудно догадаться, что существующая система образования плохо подходит для инфоргов, способных в несколько кликов находить в сети нужные сведения в океане террабайтов накопленной за всю историю цивилизации информации. А ковидный опыт последних двух лет с массовым переходом на дистанционное обучение и разнообразные онлайн-курсы показал, —
неограниченный доступ к информации мало что значит для хорошего обучения — возможно, почти ничего.
Ведь чтобы взрастить потенциального гения, недостаточно обеспечить ему доступ к информационным хранилищам знаний о какой-то предметной области. Помимо этого, необходимо направлять процесс активного интеллектуального постижения обучаемым оптимальных способов решения конкретных проблем с использованием ничем не ограниченного ландшафта знаний о конкретной предметной области (уже известных и, возможно, еще не открытых), а также (в большинстве сложных тем) о других трансграничных областях знаний.
Аристократический тьюторинг
Tьютор не является заменой учителя. Это наставник учащегося на его сложном образовательном пути, исполняющий особую роль на стыке психологии и педагогики. Задачи тьютора — это наставничество, помощь учащемуся в самоопределении, построение его индивидуальной образовательной траектории, создание индивидуального образовательного пространства.
Исторически такая система обучения на основе углубленных социально-когнитивных взаимодействий ученика и его интеллектуального наставника сложилась у людей давно. Об этом хорошо и подробно написал Эрик Хоэл в своем недавнем эссе «Почему мы перестали создавать Эйнштейнов». Хоэл называет такую форму наставничества «аристократическим тьюторингом», дабы отличать его от обычного репетиторства, — типа, подготовки к ЕГ.
«Аристократический тьюторинг не сосредоточен на достижении измеримых показателей. Исторически сложилось так, что в этом обычно участвовал оплачиваемый взрослый тьютор, который был экспертом в этой области, проводя значительное время с маленьким ребенком или подростком, инструктируя его, а также вовлекая его в дискуссии, часто весьма оживленные, и тем самым способствуя не только получению обучаемым знаний, но и его активному взаимодействию с объектом его интеллектуальных изысканий»
Приводя серию примеров роли аристократических тьюторов в жизни многих гениев (от Марка Аврелия, Карла Маркса и Бертрана Рассела до Людвига Витгенштейна, Джона Стюарта Милля и Джона фон Неймана), Хоэл выделяет Альберта Эйнштейна.
Ведь этот самый демократичный из гениев традиционно считается примером врожденность гениальности, способной проявиться у кого угодно. Ведь даже скромный патентный клерк, за счет врожденной гениальности, может стать всемирно признанным гением.
На самом же деле, все не совсем так. Просто немногие знают о роли неформального наставника Эйнштейна молодого студента-медика Макса Талмуда, познакомившего Альберта с высшей математикой и философией. Когда Альберту было 12 лет, Талмуд дал ему учебник геометрии, который мальчик прочёл залпом и стал называть своей священной книгой. От математики наставник перешел к философии и познакомил Эйнштейна с Иммануилом Кантом, который стал любимым философом будущего нобелевского лауреата. После этого настала очередь физики. Талмуд рекомендовал Альберту научно-популярные книги Аарона Бернштейна «Народные книги по естествознанию». В них автор много писал о скорости света, погружая читателей в различные интригующие ситуации, типа, перемещения по телеграфной линии вместе с электрическим сигналом. Читая очерки Бернштейна, Эйнштейн впервые задался вопросом, завладевшим потом его мыслями на десятилетие: как на самом деле выглядел бы луч света, если бы можно было перемещаться вместе с ним. Еще тогда юному Альберту казалось, что луч света не может быть волной, ибо тогда он был бы неподвижным, а никто на свете не видел неподвижные световые лучи.
▶ ️ Кто знает, как проявилась бы потенциальная гениальность Эйнштейна, не будь у него аристократического тьютора Макса Талмуда, сумевшего увидеть в нем задатки неординарных способностей на стыке геометрии, физики и философии.
▶ ️ И не просто увидеть, а помочь юноше раскопать это сокровище в самом себе.
Ибо, как пишет об этом Акунин — Чхартишвили в «романе идей», озаглавленном «Трезориум» и вошедшем, по мнению ряда признанных интеллектуалов, в число “главных русских книг XXI века”:
«Каждый человек уникален — притом не в религиозном смысле (как душа — частица Бога), а в значении вполне практическом: потенциально он может делать что-то лучше всех на свете. Поэтому каждый без исключения человек — сокровище. И задача правильного воспитания состоит в том, чтобы это сокровище раскопать».
От аристократического тьюторинга к трезориуму
Tрезориум (от tresor — сокровищница) — это специальное учебное заведение, цель которого «раскапывать сокровища» в каждом из учащихся здесь детей. Т.е. с ранних лет определять у детей таланты и всячески развивать их. В основе такого подхода к образованию лежит гипотеза, что во всяком человеке есть нечто ценное, заложенное природой, что каждый человек несет в себе некий дар, к раскрытию которого следует стремиться.
Впервые описание подобного учебного заведения романа Бориса Акунина «Азазель». Основная идея романа, по мнению автора, заключается в том, что мир населен «непроснувшимися людьми» и несостоявшимися жизнями. Акунин формулирует это так:
«…нас в детстве никто не учит самому главному: как расправить крылья и взлететь. А большинству даже не рассказывают, что у человека вообще есть крылья. Мне захотелось придумать систему воспитания, при которой полет неизбежен».
Развитием этой концепции воспитания и образования, позволяющей раскапывать в ребенке таящееся в нем сокровище таланта, стала одна из сюжетных линий вышедшего в 2019 романа «Трезориум».
Важно понимать, что главная цель системы воспитания и образования, описанной Акуниным — Чхартишвили, — выявление и взращивание в каждом ребенке заложенного в нем от природы таланта. А вовсе не выискивание среди детей потенциальных гениев и не целенаправленное «изготовление гениев» из специально отобранных для этого детей.
Методика «Трезориума» основана на особой форме наставничества, напоминающего описанный в предыдущей части поста «аристократический тьюторинг». Ключевыми элементами такой методики являются:
✔️ помощь учащемуся в самоопределении;
✔️ персонализация обучения (цель которой — создание индивидуального образовательного пространства);
✔️ активная форма обучения (целью которой является активный выбор обучаемым индивидуальной образовательной траектории по предлагаемом ему тьютором индивидуальному образовательному пространству).
Попытки практической реализации обучения по такого рода методике ведутся уже не первый год. В качестве примера, назову основанный в 2017 году (за 2 года до выхода романа Акунина — Чхартишвили) французский стартап из города Лилля, который так и назвается — Trezorium.
Базовая идея и миссия стартапа сформулированы примерно так же, как и в романе.
▶ Каждый ребенок несет в себе сокровище творчества, о котором он постепенно забывает по мере взросления.
▶ Миссия компании — раскрепостить молодых людей для раскрытия их талантов с помощью цифровых технологий, стимулируя их творчество, сотрудничество, общение, критическое и цифровое мышление в ходе практического решения проблем.
В основе практической реализации методики
- игровая педагогика;
- цифровые инструменты (3D-печать, цифровое производство, мультимедиа и робототехника);
- самодельничество («сделай сам» DIY — Do It Yourself).
И хотя у стартапа немало клиентов (школы, медиатеки, магазины игрушек, развлекательные центры …), реально продвинуться к своему девизу «Сделай маленького Леонардо да Винчи» создателю и идеологу стартапа Крису Делепьер все же пока не удалось. Ибо не удалось найти способ преодоления двух принципиальных припятствий:
- быстрого и эффективного решения задачи персонализации процесса обучения;
- превращения обучения в активный процесс поиска учащимся собственной уникальной траектории развития.
И то, и другое завязано на выявление персональных склонностей, предпочтений и способностей учеников. Т.е. на задачу, весьма близкую задачам персонализации сетевых предложений и рекомендаций, в решении которой столь преуспели алгоритмы машинного обучения.
Из чего следует, что применение алгоритмов машинного обучения, составляющих основу современных систем искусственного интеллекта (ИИ) могло бы оказаться весьма продуктивным при решении задач персонализации процесса обучения и превращения его в активный процесс поиска учащимся собственной уникальной траектории развития.
От трезориума к ИИ-тьютору
Cамая первая концептуализация идеи использования ИИ для построения «систем интеллектуального тьюторинга» (Intelligent Tutoring Systems — ITS) датируется аж 1988 годом. Проработка архитектуры таких систем была осуществлена лишь через 13 лет в 2001 профессором психологии интеллектуальных систем Мемфисского университета Артуром Грэссером.
А в 2006 отцы-основатели Питтсбургского научно-образовательного центра PACT, профессора человеко-машинной коммуникации Университета Карнеги-Меллон Кеннет Кедингер и Альберт Корбетт опубликовали описание «Когнитивного тьютора». Это особый вид ITS, в котором используется когнитивная модель для обеспечения обратной связи для студентов при решении ими задач. Обратная связь через интерфейс когнитивного тьютора информирует студентов о правильности или неправильности их действий. Также когнитивный тьютор может делать контекстно-зависимые подсказки и давать инструкции, помогающие учащимся выбирать наиболее оптимальные следующие шаги при решении задач.
Архитектурно когнитивный тьютор состоит из четырех компонентов: модель предметной области, модель ученика, модель обучения и интерфейс.
Но к сожалению, в этой архитектуре нет важнейшего для «аристократического тьюторинга» компонента — механизма персонализации обучения.
Такой механизм, включающий отслеживание когнитивных, аффективных, метакогнитивных и мотивационных способностей учащихся, был впервые описан лишь в 2019. А первая реализация подобного механизма состоялась двумя годами позже. Это сделал канадский стартап Korbit Technologies.
Персонализированное обучение на основе ИИ — идефикс соучредителя, гендиректора и СТО Korbit Technologies Юлиана Сербана. Этот молодой исследователь, защитивший докторскую по технологии персональных помощников в Квебекском институте искусственного интеллекта (Mila), был отмечен в 2020 наградой “Emerging Entrepreneurs” Монреаля.
Образованный в 2017 Юлианом и тремя его единомышленниками (из Mila и британского Университета Бата), стартап активно поддерживают члены его консультативного совета:
- Йошуа Бенжио — известный канадский эксперт по ИИ, содиректор проекта «Learning in Machines & Brains» Канадского института перспективных исследований (Бенжио, совместно с Джеффри Хинтоном и Яном Лекуном считаются «крестными отцами» ИИ);
- Джоэль Пино — канадский ученый-компьютерщик и доцент Университета Макгилла (она возглавляет лабораторию исследований ИИ в монреальском отделении “Мордокниги”).
Разрабатываемые Korbit уникальные ИИ-тьюторы обучают студентов с помощью интерактивных диалоговых заданий. Каждый студент выполняет задания в постоянном онлайн контакте со своим персональным ИИ-тьютором, который адаптирован к личному профилю учащегося и обеспечивает целенаправленные педагогические вмешательства.
В статье «A New Era: Intelligent Tutoring Systems Will Transform Online Learning for Millions», авторами которой являются 27 исследователей из Korbit, два соучредителя компании и её «крёстный отец» Йошуа Бенжио, доказывается эффективность стратегий персонализации и активного обучения при применении ИИ-тьютора.
В статье описываются результаты экспериментального сравнения эффективности обучения на онлайн платформах в трёх вариантах (см. схему на рисунке ниже):
- самостоятельное прохождение учащимися онлайн-курса, состоящего из видеоматериалов и контрольных опросников;
- то же самое, что и п.1, но при коммуникации учащегося с ИИ-тьютором;
- то же самое, что и п.2, но с учетом персонализации взаимодействий учащегося с ИИ-тьютором и в режиме активного обучения.
✔️ Основываясь на экспериментальных данных с участием почти 200 студентов, авторы показали, что персонализация обратной связи и активное обучение на основе решения конкретных проблем могут оказать в ITS огромное влияние, как на результаты обучения студентов, так и на их мотивацию.
✔️ Эксперимент с прохождением учебного онлайн-курса из раздела Data Science показал, что эффективность обучения повышается в 2–5 раз при сравнении (а) с платформами ИИ-тьюторов, но без персонализации и активного обучения и (б) с обычными платформами без ИИ-тьюторов.
✔️ Студенты значительно больше вовлечены в процесс обучения на платформе, которая обеспечивает высоко персонализированный, активный опыт обучения.
N.B. Сравнительные оценки результатов обучения по объективному тесту примерно соотвествуют самооценкам учащихся уровня их понимания и усвоения материала.
От автора
Многообещающие результаты, продемонстрированные ИИ-тьюторами компании Korbit, — конечно же, лишь первый шаг в сторону новой эры интеллектуального обучения инфоргов ИИ-тьюторами.
Платформа онлайн-обучения компании Korbit уже неплохо масштабируема (до тысяч учащихся). Но заложенная в него модель предметной области пока лишь заточена на обучение Data Science. Предстоит сделать еще очень много:
- создать модели других проблемных областей и дисциплин;
- расширить языковые возможности платформы;
- усовершенствовать интерфейс применением технологий виртуальной реальности (ведь очень скоро онлайн-обучению предстоит переместиться в Метаверс);
- исследовать иные возможности расширения функционала «когнитивного тьютора», помимо персонализации обратных связей и активного обучения;
- и много чего еще.
Тем не менее, я не сомневаюсь, что новая эра интеллектуального обучения инфоргов ИИ-тьюторами уже не за горами.
Более того.
Я убежден, что наивысшее значение ИИ-технологий для развития нашей цивилизации будет иметь вовсе не создание человекоподобного ИИ (AGI), а усиление интеллекта людей.
Судите сами.
▶ Ни одно из направлений создания AGI даже не обещает в обозримом будущем, что такие системы смогут понимать людей и хотеть помогать людям хотя бы на уровне 2-х летнего малыша в экспериментах Варнекена и Томаселло, проводимых в Институте Макса Планка.
▶ При этом риски проектов создания AGI практически невозможно оценить (причем безотносительно к величине теоретической отдачи таких проектов — даже если в проекте планируется весьма скромная отдача, сопутствующий проекту риск может оказаться несоизмеримо высокими).
▶ В то же время, забытый младший брат AI — IA или Intelligence Augmentation (усиление интеллекта), — способен принести людям колоссальную пользу, практически не порождая новых рисков (подробней см. мой пост «Как стать кентавром»).
В этой связи, считаю самыми важными следующие три вывода из всего вышеизложенного.
- Создание и совершенствование технологий «трезориума для инфоргов» на основе ИИ-тьюторов персонализированного активного обучения видится мне наиболее перспективной областью из всех существующих областей разработки ИИ-технологий в мире.
- Полагаю, что разработка технологий в этой области могла бы стать наиболее конкурентным направлением для российских ученых, инженеров, педагогов, психологов и специалистов по ИИ (в силу широкого спектра объективных факторов: научно-технологических, экономико-политических и социо-культурных, обсуждать которые здесь нет места).
- Создание лучшей в мире системы образования на базе «трезориумов для инфоргов» с ИИ-тьюторами могло бы стать той самой объединяющей целью для «прекрасной России будущего», способной сплотить воедино федерацию ее региональных субъектов. Об этом уже не раз говорил и писал Борис Акунин. Но теперь, в свете новых ИИ-технологий, эта идея перестает быть «образовательной утопией» и обретает вполне реальные (как минимум, с технологической точки зрения) перспективы.
________________________
Ваши шансы увидеть мои новые посты быстро уменьшатся до нуля, если вы не лайкаете, не комментируете и не делитесь в соцсетях.
