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L’éducation peut être améliorée grâce à des technologies comme l’IA

Publié le 31 juillet 2021 par Mycamer
Le programme Alta de Knewton utilise l'IA pour créer des cours personnalisés de niveau universitaire.

Les éducateurs sont au bout du rouleau. suggère donc un sondage automne 2020 de RAND Corp., qui a constaté qu’un quart de tous les enseignants envisageaient de quitter l’éducation.

L’apprentissage à distance et COVID-19 sont en partie à blâmer : plus de la moitié (57 pour cent) des enseignants ont déclaré avoir travaillé plus d’heures par semaine pendant la pandémie qu’avant, selon RAND, et 80 pour cent ont signalé des sentiments d’épuisement professionnel en conséquence . Même avant COVID-19, cependant, les anciens enseignants des écoles publiques avaient des difficultés et ont déclaré avoir trouvé un meilleur salaire, un meilleur équilibre travail/vie personnelle, plus de ressources et une charge de travail plus gérable dans des emplois en dehors de l’éducation.

“Une partie du problème est que les enseignants passent beaucoup de temps à faire des choses qui… à leur avis ne sont pas la meilleure utilisation de leur temps”, explique l’ancien enseignant Jake Bryant, maintenant partenaire de la société de conseil en gestion McKinsey & Co. ., où il sert la pratique de l’éducation de l’entreprise. « Personne ne devient enseignant en troisième année parce qu’il adore collecter les autorisations et remplir les feuilles de présence. Ce qui vous motive à entrer dans la profession, c’est d’interagir et de vous engager avec les étudiants, et de les aider à apprendre.

La technologie pourrait être le remède, selon Bryant, qui cite Recherche McKinsey constatant que les enseignants consacrent actuellement jusqu’à 40 pour cent de leur temps à des activités qui pourraient être automatisées. Ce sont des heures chaque semaine qui pourraient être réaffectées de l’administration à l’éducation.

Pour être clair, les robots ne remplaceront pas les enseignants. Cependant, en déployant l’intelligence artificielle (IA) en classe, des experts comme Bryant pensent que les écoles peuvent refaire l’éducation de manière à rendre les enseignants plus heureux et les élèves plus intelligents.

Bande passante de construction

Parce que les enseignants sont très sollicités, l’IA peut faire une différence significative en rationalisant les tâches administratives.

« Les cas d’utilisation les plus forts de l’IA dans l’éducation sont ceux qui automatisent les aspects les plus fastidieux de la charge de travail des enseignants », déclare Eric Wang, directeur principal de la société de technologie éducative Turnitin AI. Prenez le classement, par exemple : Plateforme Gradescope de Turnitin utilise l’IA pour analyser le travail des étudiants. Il trouve et regroupe des réponses similaires, puis crée une rubrique automatisée qui aide les enseignants à noter les devoirs en moitié moins de temps.

« L’avantage de l’intelligence artificielle est sa capacité à faire évoluer des tâches complexes ou à réduire le temps passé sur des tâches redondantes », poursuit Wang. « Les produits d’apprentissage basés sur l’IA donnent aux professeurs plus de temps pour se concentrer sur l’enseignement et les aspects interpersonnels de leurs interactions avec les étudiants. »

En 2016, Ashok Goel, professeur d’informatique au Georgia Institute of Technology, a utilisé l’IA pour créer sa propre solution permettant de gagner du temps : une assistante pédagogique virtuelle nommée Jill Watson, disponible 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 pour répondre aux questions de routine posées par les étudiants diplômés, comme lors des examens. se tiendra.

« La disponibilité d’un agent d’IA pour répondre aux questions de base permet aux étudiants d’obtenir de l’aide à tout moment et en tout lieu et réduit la charge de travail des enseignants », explique Goel. « Les enseignants consacrent tellement de temps à des activités banales. Les libérer leur permettrait de s’engager plus profondément avec les apprenants, ce que les enseignants devraient faire en premier lieu. »

Le pouvoir de la personnalisation

Peu importe la quantité dont ils disposent, l’IA peut maximiser le temps des enseignants grâce à un apprentissage personnalisé et adaptatif. « La classe typique est incroyablement diversifiée en termes d’où les élèves commencent, ce qu’ils comprennent, ce qui les motive et comment ils se sentir engagé », dit Bryant. « La technologie crée une opportunité pour les enseignants de donner un enseignement plus personnalisé avec moins d’efforts. »

Thinkster Math élabore un plan d'apprentissage personnalisé pour chaque élève qui comprend des feuilles de travail et des didacticiels vidéo.

Alta de Knewton et penseur maths sont deux exemples d’apprentissage adaptatif. Le premier est un système de didacticiels adaptatifs qui utilise l’IA pour créer des expériences d’apprentissage personnalisées en mathématiques, sciences et économie de niveau collégial. Au fur et à mesure que les étudiants terminent leurs devoirs à l’intérieur du système, l’IA reconnaît automatiquement les lacunes dans les connaissances et récupère le contenu pour y remédier. Les étudiants qui comprennent le matériel peuvent passer à travers et passer à autre chose, tandis que ceux qui ne le comprennent pas recevront un enseignement supplémentaire et ciblé. Pendant ce temps, le système fournit des données aux instructeurs pour informer les instructions ultérieures.

« La technologie accélère les étudiants à travers des pièces où ils n’ont pas besoin d’aide et passe plus de temps avec eux dans les domaines où ils en ont besoin », explique Matthew Leavy, vice-président exécutif et directeur général de l’édition pédagogique chez Wiley, la société mère de Knewton. “Et pour les instructeurs qui examinent de grandes salles de classe, cela les aide à comprendre où ils doivent concentrer leur enseignement et où ils n’ont pas besoin de passer autant de temps.”

Thinkster Math est une plate-forme de tutorat pour les élèves de la maternelle à la 12e année. Tout d’abord, les apprenants passent une évaluation en ligne qui détermine leurs connaissances dans un domaine donné. Ensuite, le système crée un plan d’apprentissage personnalisé et attribue des feuilles de travail personnalisées à remplir. L’IA capture le travail des étudiants, fournit des didacticiels vidéo lorsque les apprenants sont bloqués et isole les opportunités d’apprentissage sur lesquelles les instructeurs humains peuvent se concentrer lors des sessions de tutorat en direct suivantes.

«Nous avons marié l’homme à la machine», déclare Raj Valli, fondateur et PDG de Thinkster Math, qui compare la technologie à un entraîneur de natation qui surveille chaque coup de ses nageurs. « Si vous me dites de sauter dans la piscine et de nager, je ne serai jamais un bon nageur. Mais si vous sautez dans la piscine avec moi et faites remarquer que je ne donne pas de coups de pied dans ma jambe droite ou n’utilise pas mon bras gauche, alors vous pouvez m’améliorer. C’est le genre d’observations que nos tuteurs sont capables de faire en utilisant notre technologie.

Reading Progress, un tout nouvel outil de Microsoft, applique l’IA et la reconnaissance vocale à la fluidité de la lecture. Les enseignants attribuent des passages appropriés au niveau de lecture que les élèves lisent devant la caméra et soumettent pour examen ; avec l’aide de l’IA, les instructeurs peuvent ensuite évaluer les performances et identifier les erreurs de lecture.

« Tout ce que Reading Progress fait, un enseignant pourrait le faire s’il pouvait s’asseoir à côté de chacun de ses élèves toute la journée et les coacher sur chaque mot qu’ils lisaient. Mais dans une classe de 20 ou 30 élèves, ce n’est souvent pas possible », déclare Anthony Salcito, vice-président de Microsoft pour l’éducation mondiale. « Reading Progress aide les enseignants à évaluer rapidement les progrès des élèves afin qu’ils puissent les accompagner là où ils ont besoin d’aide. »

La plate-forme Gradescope utilise l'IA pour lire et numériser l'écriture manuscrite d'un élève.

Évolution de l’éducation

À l’avenir, l’IA pourrait optimiser non seulement les programmes d’études individuels, mais également des classes entières. Par exemple, Goel dit que l’IA pourrait être utilisée pour le « matchmaking » : jumeler les élèves avec les enseignants et les écoles qui leur conviennent le mieux en fonction de leur style d’apprentissage.

Pendant ce temps, Sean Ryan, président du groupe scolaire de McGraw-Hill, a déclaré qu’il était possible d’organiser les élèves en classes en fonction de leurs aptitudes plutôt que de leur âge. « Pour la plupart, aujourd’hui, nous trions les étudiants par ordre chronologique, quoi qu’il arrive. Mais l’IA nous donne la possibilité de regrouper les étudiants en fonction de ce qu’ils sont prêts à apprendre ensuite », explique Ryan.

ALEKS de McGraw-Hill programme d’apprentissage adaptatif utilise l’IA pour créer des parcours d’apprentissage personnalisés pour les élèves de la maternelle au collège. « Cela peut être difficile à embrasser en raison des composantes sociales. Mais avec plus d’éducation qui se déroule dans des environnements hybrides et en ligne, il n’y a aucune raison de ne pas mettre un élève de huitième année dans une classe de pré-calcul s’il est prêt sur le plan cognitif », explique Ryan.

C’est le début d’une nouvelle ère où l’apprentissage est un voyage plutôt qu’une destination. Cela fait des enseignants des navigateurs, ce qui est précisément ce que la plupart d’entre eux veulent être.

« Les enseignants deviennent des enseignants pour aider les enfants à maximiser leur potentiel », conclut Ryan. « En leur permettant de se concentrer davantage sur les composantes sociales de l’apprentissage, la technologie les aide à avoir le genre d’impact qu’ils ont eu dans la profession. »

Le magazine de la rentrée de USA TODAY
Le programme Alta de Knewton utilise l'IA pour créer des cours personnalisés de niveau universitaire.

Les éducateurs sont au bout du rouleau. suggère donc un sondage automne 2020 de RAND Corp., qui a constaté qu’un quart de tous les enseignants envisageaient de quitter l’éducation.

L’apprentissage à distance et COVID-19 sont en partie à blâmer : plus de la moitié (57 pour cent) des enseignants ont déclaré avoir travaillé plus d’heures par semaine pendant la pandémie qu’avant, selon RAND, et 80 pour cent ont signalé des sentiments d’épuisement professionnel en conséquence . Même avant COVID-19, cependant, les anciens enseignants des écoles publiques avaient des difficultés et ont déclaré avoir trouvé un meilleur salaire, un meilleur équilibre travail/vie personnelle, plus de ressources et une charge de travail plus gérable dans des emplois en dehors de l’éducation.

“Une partie du problème est que les enseignants passent beaucoup de temps à faire des choses qui… à leur avis ne sont pas la meilleure utilisation de leur temps”, explique l’ancien enseignant Jake Bryant, maintenant partenaire de la société de conseil en gestion McKinsey & Co. ., où il sert la pratique de l’éducation de l’entreprise. « Personne ne devient enseignant en troisième année parce qu’il adore collecter les autorisations et remplir les feuilles de présence. Ce qui vous motive à entrer dans la profession, c’est d’interagir et de vous engager avec les étudiants, et de les aider à apprendre.

La technologie pourrait être le remède, selon Bryant, qui cite Recherche McKinsey constatant que les enseignants consacrent actuellement jusqu’à 40 pour cent de leur temps à des activités qui pourraient être automatisées. Ce sont des heures chaque semaine qui pourraient être réaffectées de l’administration à l’éducation.

Pour être clair, les robots ne remplaceront pas les enseignants. Cependant, en déployant l’intelligence artificielle (IA) en classe, des experts comme Bryant pensent que les écoles peuvent refaire l’éducation de manière à rendre les enseignants plus heureux et les élèves plus intelligents.

Bande passante de construction

Parce que les enseignants sont très sollicités, l’IA peut faire une différence significative en rationalisant les tâches administratives.

« Les cas d’utilisation les plus forts de l’IA dans l’éducation sont ceux qui automatisent les aspects les plus fastidieux de la charge de travail des enseignants », déclare Eric Wang, directeur principal de la société de technologie éducative Turnitin AI. Prenez le classement, par exemple : Plateforme Gradescope de Turnitin utilise l’IA pour analyser le travail des étudiants. Il trouve et regroupe des réponses similaires, puis crée une rubrique automatisée qui aide les enseignants à noter les devoirs en moitié moins de temps.

« L’avantage de l’intelligence artificielle est sa capacité à faire évoluer des tâches complexes ou à réduire le temps passé sur des tâches redondantes », poursuit Wang. « Les produits d’apprentissage basés sur l’IA donnent aux professeurs plus de temps pour se concentrer sur l’enseignement et les aspects interpersonnels de leurs interactions avec les étudiants. »

En 2016, Ashok Goel, professeur d’informatique au Georgia Institute of Technology, a utilisé l’IA pour créer sa propre solution permettant de gagner du temps : une assistante pédagogique virtuelle nommée Jill Watson, disponible 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 pour répondre aux questions de routine posées par les étudiants diplômés, comme lors des examens. se tiendra.

« La disponibilité d’un agent d’IA pour répondre aux questions de base permet aux étudiants d’obtenir de l’aide à tout moment et en tout lieu et réduit la charge de travail des enseignants », explique Goel. « Les enseignants consacrent tellement de temps à des activités banales. Les libérer leur permettrait de s’engager plus profondément avec les apprenants, ce que les enseignants devraient faire en premier lieu. »

Le pouvoir de la personnalisation

Peu importe la quantité dont ils disposent, l’IA peut maximiser le temps des enseignants grâce à un apprentissage personnalisé et adaptatif. « La classe typique est incroyablement diversifiée en termes d’où les élèves commencent, ce qu’ils comprennent, ce qui les motive et comment ils se sentir engagé », dit Bryant. « La technologie crée une opportunité pour les enseignants de donner un enseignement plus personnalisé avec moins d’efforts. »

Thinkster Math élabore un plan d'apprentissage personnalisé pour chaque élève qui comprend des feuilles de travail et des didacticiels vidéo.

Alta de Knewton et penseur maths sont deux exemples d’apprentissage adaptatif. Le premier est un système de didacticiels adaptatifs qui utilise l’IA pour créer des expériences d’apprentissage personnalisées en mathématiques, sciences et économie de niveau collégial. Au fur et à mesure que les étudiants terminent leurs devoirs à l’intérieur du système, l’IA reconnaît automatiquement les lacunes dans les connaissances et récupère le contenu pour y remédier. Les étudiants qui comprennent le matériel peuvent passer à travers et passer à autre chose, tandis que ceux qui ne le comprennent pas recevront un enseignement supplémentaire et ciblé. Pendant ce temps, le système fournit des données aux instructeurs pour informer les instructions ultérieures.

« La technologie accélère les étudiants à travers des pièces où ils n’ont pas besoin d’aide et passe plus de temps avec eux dans les domaines où ils en ont besoin », explique Matthew Leavy, vice-président exécutif et directeur général de l’édition pédagogique chez Wiley, la société mère de Knewton. “Et pour les instructeurs qui examinent de grandes salles de classe, cela les aide à comprendre où ils doivent concentrer leur enseignement et où ils n’ont pas besoin de passer autant de temps.”

Thinkster Math est une plate-forme de tutorat pour les élèves de la maternelle à la 12e année. Tout d’abord, les apprenants passent une évaluation en ligne qui détermine leurs connaissances dans un domaine donné. Ensuite, le système crée un plan d’apprentissage personnalisé et attribue des feuilles de travail personnalisées à remplir. L’IA capture le travail des étudiants, fournit des didacticiels vidéo lorsque les apprenants sont bloqués et isole les opportunités d’apprentissage sur lesquelles les instructeurs humains peuvent se concentrer lors des sessions de tutorat en direct suivantes.

«Nous avons marié l’homme à la machine», déclare Raj Valli, fondateur et PDG de Thinkster Math, qui compare la technologie à un entraîneur de natation qui surveille chaque coup de ses nageurs. « Si vous me dites de sauter dans la piscine et de nager, je ne serai jamais un bon nageur. Mais si vous sautez dans la piscine avec moi et faites remarquer que je ne donne pas de coups de pied dans ma jambe droite ou n’utilise pas mon bras gauche, alors vous pouvez m’améliorer. C’est le genre d’observations que nos tuteurs sont capables de faire en utilisant notre technologie.

Reading Progress, un tout nouvel outil de Microsoft, applique l’IA et la reconnaissance vocale à la fluidité de la lecture. Les enseignants attribuent des passages appropriés au niveau de lecture que les élèves lisent devant la caméra et soumettent pour examen ; avec l’aide de l’IA, les instructeurs peuvent ensuite évaluer les performances et identifier les erreurs de lecture.

« Tout ce que Reading Progress fait, un enseignant pourrait le faire s’il pouvait s’asseoir à côté de chacun de ses élèves toute la journée et les coacher sur chaque mot qu’ils lisaient. Mais dans une classe de 20 ou 30 élèves, ce n’est souvent pas possible », déclare Anthony Salcito, vice-président de Microsoft pour l’éducation mondiale. « Reading Progress aide les enseignants à évaluer rapidement les progrès des élèves afin qu’ils puissent les accompagner là où ils ont besoin d’aide. »

La plate-forme Gradescope utilise l'IA pour lire et numériser l'écriture manuscrite d'un élève.

Évolution de l’éducation

À l’avenir, l’IA pourrait optimiser non seulement les programmes d’études individuels, mais également des classes entières. Par exemple, Goel dit que l’IA pourrait être utilisée pour le « matchmaking » : jumeler les élèves avec les enseignants et les écoles qui leur conviennent le mieux en fonction de leur style d’apprentissage.

Pendant ce temps, Sean Ryan, président du groupe scolaire de McGraw-Hill, a déclaré qu’il était possible d’organiser les élèves en classes en fonction de leurs aptitudes plutôt que de leur âge. « Pour la plupart, aujourd’hui, nous trions les étudiants par ordre chronologique, quoi qu’il arrive. Mais l’IA nous donne la possibilité de regrouper les étudiants en fonction de ce qu’ils sont prêts à apprendre ensuite », explique Ryan.

ALEKS de McGraw-Hill programme d’apprentissage adaptatif utilise l’IA pour créer des parcours d’apprentissage personnalisés pour les élèves de la maternelle au collège. « Cela peut être difficile à embrasser en raison des composantes sociales. Mais avec plus d’éducation qui se déroule dans des environnements hybrides et en ligne, il n’y a aucune raison de ne pas mettre un élève de huitième année dans une classe de pré-calcul s’il est prêt sur le plan cognitif », explique Ryan.

C’est le début d’une nouvelle ère où l’apprentissage est un voyage plutôt qu’une destination. Cela fait des enseignants des navigateurs, ce qui est précisément ce que la plupart d’entre eux veulent être.

« Les enseignants deviennent des enseignants pour aider les enfants à maximiser leur potentiel », conclut Ryan. « En leur permettant de se concentrer davantage sur les composantes sociales de l’apprentissage, la technologie les aide à avoir le genre d’impact qu’ils ont eu dans la profession. »

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