事實(shí)證明，智能補習系統可以有效地幫助教授某些科目，例如代數或語(yǔ)法，但是創(chuàng )建這些計算機化系統既困難又費力?，F在，卡內基梅隆大學(xué)的研究人員表明，實(shí)際上可以通過(guò)教計算機進(jìn)行教學(xué)來(lái)快速構建它們。

通過(guò)使用一種采用人工智能的新方法，教師可以通過(guò)演示解決某個(gè)主題中的問(wèn)題的幾種方法(例如添加多列)以及糾正計算機(如果其響應不正確)來(lái)教計算機。

Daniel Weitekamp III說(shuō)，值得注意的是，計算機系統不僅要學(xué)會(huì )以教授的方式解決問(wèn)題，而且要泛化以解決該主題中的所有其他問(wèn)題，并以與老師不同的方式來(lái)解決問(wèn)題。博士 CMU人機交互研究所(HCII)的學(xué)生。

韋特坎普解釋說(shuō)：“學(xué)生可能會(huì )學(xué)習解決問(wèn)題的一種方法，而這已經(jīng)足夠了。” “但是輔導系統需要學(xué)習解決問(wèn)題的各種方法。” 它需要學(xué)習如何教授解決問(wèn)題的方法，而不僅僅是學(xué)習如何解決問(wèn)題。

人機交互和心理學(xué)教授肯·科丁格說(shuō)，對于開(kāi)發(fā)基于A(yíng)I的輔導系統的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，這一挑戰一直是一個(gè)持續的問(wèn)題。智能輔導系統旨在持續跟蹤學(xué)生的進(jìn)度，提供下一步提示并挑選有助于學(xué)生學(xué)習新技能的練習問(wèn)題。

當Koedinger和其他人開(kāi)始構建第一批智能導師時(shí)，他們手工編寫(xiě)了生產(chǎn)規則，他說(shuō)，這一過(guò)程每個(gè)導師每小時(shí)要花費大約200個(gè)小時(shí)的開(kāi)發(fā)時(shí)間。后來(lái)，他們將開(kāi)發(fā)一條捷徑，在其中他們將嘗試演示解決問(wèn)題的所有可能方法。他指出，這將開(kāi)發(fā)時(shí)間減少到40或50小時(shí)，但是對于許多主題，實(shí)際上不可能展示所有可能問(wèn)題的所有可能解決方案，從而降低了快捷方式的適用性。

新方法可以使教師在大約30分鐘的時(shí)間內創(chuàng )建30分鐘的課程，在智能導師的開(kāi)發(fā)人員中，科定格將其稱(chēng)為“宏偉愿景”。

Koedinger說(shuō)：“到目前為止，要成為完整的智能導師，唯一的方法就是編寫(xiě)這些AI規則。” “但是現在系統正在編寫(xiě)這些規則。”

由Weitekamp，Koedinger和HCII系統科學(xué)家Erik Harpstead撰寫(xiě)的描述該方法的論文被計算系統中的人為因素會(huì )議(CHI 2020)接受，該會(huì )議原定于本月召開(kāi)，但由于COVID-19大流行而被取消。該論文現已發(fā)表在計算機協(xié)會(huì )數字圖書(shū)館的會(huì )議記錄中。

新方法利用了一種模擬學(xué)生學(xué)習方式的機器學(xué)習程序。Weitekamp為該機器學(xué)習引擎開(kāi)發(fā)了一個(gè)教學(xué)界面，該界面用戶(hù)友好，并采用了“顯示并糾正”過(guò)程，該過(guò)程比編程容易得多。

對于CHI論文，作者展示了他們在多列加法主題上的方法，但是基礎機器學(xué)習引擎已被證明可用于各種主題，包括方程求解，分數加法，化學(xué)，英語(yǔ)語(yǔ)法和科學(xué)實(shí)驗環(huán)境。

該方法不僅加快了智能導師的發(fā)展速度，而且有望使教師(而不是AI程序員)構建自己的計算機化課程成為可能。例如，有些老師對如何教授加法或在化學(xué)中使用哪種表示法有自己的偏好。Koedinger說(shuō)，新界面將使教師能夠為AI導師創(chuàng )建他們喜歡的作業(yè)，從而可以增加智能導師的采用率。

他補充說(shuō)，使教師能夠構建自己的系統也可以導致對學(xué)習的更深刻見(jiàn)解。創(chuàng )作過(guò)程可能會(huì )幫助他們識別作為專(zhuān)家自己不會(huì )遇到的學(xué)生的問(wèn)題所在。

Koedinger解釋說(shuō)：“機器學(xué)習系統經(jīng)常在與學(xué)生相同的地方絆倒。” “當您在教計算機時(shí)，我們可以想象老師可能會(huì )因為難于學(xué)習機器而對難以學(xué)習的東西有了新的認識。”