想象一下,你正在解一道复杂的数学题。这题难度不小,你解题时遇到了瓶颈。这时,一位“老师”出现在你面前,不是直接给出答案,而是像苏格拉底式教学那样,旁作点拨。
例如,TA可能会问:“你能将这道题分解成几个小问题吗?”,“你有没有考虑过其他的解法?”,“如果改变一个条件,结果会怎样?”,通过一系列问题引导你思考。你开始理清思路,发现问题的本质,一步步靠近“答案”。这不仅让你掌握了这道题的解法,更培养了你的解题思维和自主学习能力。
如今,这样的“老师”在AI的助力下已经可以触手可得。好未来与微软开展合作,通过先进的AI技术与教育结合,为学生提供了一个智能的学习助手。
01“知其然”,更“知其所以然”
开启个性化学习新体验
拍照、搜题、找答案,这一连贯操作,早已经变得司空见惯。拍照搜题产品在2013年就出现了,最初的APP虽然功能简单,但已经展现出了巨大的潜力。通过图像识别技术,将题目转化为文本,然后在数据库中进行搜索,提供相关的解答,这种方式极大地提高了学习效率。
“知其然”固然重要,“知其所以然”也同样关键,生成式AI让这成为可能。AI助力下的精准“答疑”场景,不仅局限于提供答案,更强调对学生思维能力的培养。
本月,好未来宣布数学搜索答疑工具“九章随时问”小程序免费开放给用户。遇到数学难题,毫无头绪的时候,打开“九章随时问”小程序,拍照上传题目后,就可以迅速进入讲解页面。它并不会直接给出答案,而是通过引导学生回顾基础、分析题目考察的知识点、探索其他解法等方式,帮助学生理解每一个解题过程,思考问题的本质。这样,学生不仅知道答案是什么,还能明白为什么是这个答案,从而“知其所以然”。
不同学生,学习风格和偏好也各不相同。为此,它精心设计了两种独特的讲解模式,由“小思老师”和“小智老师”分别呈现:小思老师如同一位耐心的导师,以对话的方式引导学生,根据学生的每一步反馈,提供个性化的指导,循循善诱,帮助学生一点点揭开知识的面纱;而小智老师,更像是一位严谨的工程师,将题目的解题过程细细拆解到每一个关键步骤,学生可以就这些关键步骤进行提问,从而获得详细而精准的解答。
更值得一提的是,“九章随时问”充分考虑到了低年级学生的特殊需求。这些学生或许识字能力有限,或许对文字输入不太熟悉,但他们的好奇心和求知欲同样旺盛。为了让这些小小探索者也能顺利使用,小程序还特别支持语音播报功能。学生只需轻声一问,“九章随时问”便会用清晰的语音为他们进行讲解,提供更友好的学习环境。
有些问题或许简单直接,只需一个答案;而有些问题则需要更多的思考和解释。“九章随时问”通过简洁的设计、高效的识别技术以及交互式的学习方式,帮助学生深入理解和掌握知识。在这里,每一次的交互都是一次思维的碰撞,而每一次的解题都是一次知识的探索。
02从“听懂”到“会说”
打造拟人化互动
然而,开发“九章随时问”小程序并非易事。当前的大型语言模型,是基于大规模文本数据进行训练而生成的,而缺乏真正的推理能力。好未来将其应用于数学领域,无疑是一项大胆的挑战。这意味着面临的难题更多,克服的障碍也更为复杂。
数学领域的自动语音识别(ASR)尤为困难。例如,当提到“复数”时,系统需要分辨出这里是指“复合的复”还是“正负的负”。这种歧义,加上数学公式本身就复杂,以及用户在说话时的吞音和口音等因素,使得精准识别变得更加困难。此外,数学表达式中常常混杂中英文,进一步增加了识别的难度。
市面上已有的ASR实时转写技术,常常难以应对这些细节,导致识别准确性不高。而“九章随时问”,需要突破这些障碍,做到真正“听懂”用户的需求。
仅仅能“听懂”是不够的,“九章随时问”还需要与用户进行自然的语音交流,这也就涉及到了文本到语音技术,即TTS,使机器能够“开口说话”。早期的TTS技术,输出的声音通常显得机械、生硬,缺乏情感和自然语调。然而,在与用户交互时,拟人化的语音输出至关重要。自然的停顿、情感的传递、语调的抑扬顿挫,这些细节决定了用户体验的成败。
好未来曾自研TTS技术,虽然可以完成简单的文本朗读,但在用户交互中,依然显得生硬和机械。用户更喜欢自然流畅的语音输出,这要求TTS技术能够模拟出近似人类的语音特征。
为了实现这一步目标,好未来对比了多家业界厂商的产品,最终采用了微软Azure提供的高精准ASR和超拟人TTS技术。微软的自研ASR技术在复杂场景下,尤其是处理数学公式时,表现出色。微软Azure的TTS技术提供高度拟人化的语音输出,自然传达情感和语调。这些技术使得“九章随时问”不仅识别更加准确,输出也更加拟人化,极大提升了用户的学习体验。
“我们必须知道,我们必将知道”,这句著名数学家戴维·希尔伯特的话,表达了对人类探索未知世界、追求知识的坚定信念。这是九章大模型(MathGPT)的座右铭,写在其官网首页上。作为好未来九章大模型的智慧教育产品,“九章随时问”在这一信念下应运而生,这种对探索未知的执着精神,也正是“九章随时问”所秉持的理念,它相信每个学生都具备解决问题的潜力。
03AI+教育的创新探索
“九章随时问”是好未来在AI+教育布局中的一个重要创新,折射出其深远的AI战略。好未来成立于2003年,多年来致力于提供优质的教育服务。近年,好未来积极拥抱AI,探索教育变革的无限可能。
在2023年初,好未来集团率先为上千名研发人员配备了GitHub Copilot 智能副驾驶,成为中国首批使用这一工具的公司之一。这一举措不仅提高了代码的质量和效率,还为公司节省了大量的开发成本。
代码的平均采纳率达到33%,每月采纳代码总数约为25万行,单月Chat交互次数近2万次。我们的工作效率得到显著提升,相当于额外拥有了两百多位工程师。这种效率的提升,对于一个追求创新的企业而言,意义重大。
好未来敢于挑战,不断突破,自主研发了以理科教育为核心的九章大模型,其参数规模达到了千亿级别。不仅获得了教育领域首批生成式人工智能服务备案,更在MathEval数学评测结果中取得了多项全球最高分数。近期,在中国信通院组织的首轮教育大模型评估中,好未来的九章大模型顺利完成了教育大模型评估,获得4+级证书,成为国内首批通过该项评估并获得当前最高评级的企业。
在研发过程中,好未来借助微软Azure AI服务,将数据标注的效率提升了35%,实现了客观题和主观题等多个任务的自动化评估。此外,基于九章大模型研发的AI Tutor产品,是一款AI一对一数学辅导工具,这也是“九章随时问”的核心功能,广泛采用了微软Azure提供的ASR和TTS技术,让AI老师变得更加栩栩如生。
现在,这项大模型技术逐渐落地。首批已经应用于智能学习硬件产品中,例如学而思旗舰学习机,已经于今年年初登上全球规模最大的消费类电子展CES的国际舞台;第二波落地的服务中,APP或小程序服务将成为焦点,例如本月推出的“九章随时问”,为学生提供更加便捷、高效的学习辅助。
随着数字化教育的迅速发展,安全问题愈发凸显。因此,安全必须是首要考虑的因素。田密认为,好未来作为国内首批获得教育大模型牌照的公司,对于安全问题有着严格的把控。从数据的安全性到大模型对话的监管,都经历了多层筛查和过滤,以确保用户的信息和学习环境的安全。
此外,微软 Azure 产品事业部总经理李冕也表示:“对于微软而言,安全是重中之重,我们制定了负责任的AI原则, 确保公平、可靠、安全、隐私、包容、透明,并通过严格的内部流程和工具来确认产品发布的安全性。”例如,微软的Content Safety工具(内容审核服务),可以检测不同形式和语言中的有害内容,这项服务不仅有助于确保微软产品的安全性,也为客户伙伴提供了重要支持。同时微软也积极鼓励采用开源的其他解决方案,以进一步加强整个生态系统的安全性和稳定性。
04携手合作伙伴
构建智慧学习生态系统
通过大模型与优质内容相结合,好未来提升了AI自适应学习水平,这种转变让技术与教育实现了深入融合。正如好未来总裁彭壮壮在出席今年年初的CES展会上所言,“好未来旨在通过技术,从学习动力、学习能力和学习环境三个关键方面,支持并践行终身学习的理念。”这不仅是好未来20年教研积累的结晶,更象征着利用最新研发的九章大模型,全面提升学生的学习能力;同时智能学习硬件的应用,也促进了亲子在学习的旅程中,相伴相助、共同成长、共同进步。
教育的本质,在于激发学习热情和培养学生能力。好未来通过AI赋能,使教育更加个性化和高效,为学生提供了更广阔的学习空间;与此同时,好未来与微软等合作伙伴的合作,不仅仅是技术层面,也是一种共同致力于塑造未来教育的责任感和使命感,为每一个学习者的未来,搭建起更加美好的舞台。
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原文标题:当AI遇上数学题,化身“学习导师”
文章出处:【微信号:mstech2014,微信公众号:微软科技】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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