AI 教育：その役割と適用方法

とどまることを知らないテクノロジーの進歩は、21世紀の生活のほとんどあらゆる面で人間を良い方向に変えてきた。例えば、モノのインターネット（IoT）の誕生と発展は、人々の電子機器の使い方をよりスマートで便利なものに変えた。ビッグデータ分析の台頭は、かつてないほど大規模なデータセットを処理し、そこから洞察を引き出す能力を人々に与えた。また、技術の進歩は、ある特定の産業や分野だけに影響を与えるのではなく、他の多くの産業や分野にも利益をもたらすことが多い。人工知能（AI）のケースを考えてみよう。AIは数十年前から存在しているが、注目され始めたのはごく最近のことだ。その理由はあまりにも明白で、AI技術は時代とともにますます洗練され、ユーザーに幅広い能力を提供するようになっているからだ。さらに、あらゆる業界でデジタルトランスフォーメーションが加速しているように、教育分野でもAIの応用が進んでいる。

AIが教育システムに導入されるのは、このような技術の利点をフルに活用して、生徒の学習プロセスを最適化し、技術進化の時代に教育システムを革新するためである。教育におけるAIには3つの主要分野がある：人工知能を使った教育と学習、AIについての教育と学習、AIへの準備である。

しかし、この記事では、教育分野で生徒や教師を支援するためにAIがどのように応用されているのかについて掘り下げようとしている。

いつから人々は人工知能を教育に応用し始めたのか？

おそらく、人工知能が教育分野でブームになったのは、技術が世界的なトレンドとして進歩し、IT業界の将来が数年後に有望視されるようになった最近のことだという意見に、ほとんどの人が同意していることだろう。残念ながら、もしあなたもそう考えているのであれば、私たちは皆間違っている。人工知能と教育の分野が初めて確立された1970年代にさかのぼると、最も初期の知的個別指導システムは、南米の地理的特徴を探索する学生をサポートするために発明された。これが、AIが教育の世界に進出するきっかけとなった。

今日、高度な学習技術として活用される人工知能は、もはや人々を驚かせるような珍しいものではない。それどころか、その人気はテクノロジー自体の成長とともに加速している。Markets and Markets社によると、世界の教育用人工知能市場は2023年までに36億8000万米ドルに達し、2018年から2023年までの間に年平均成長率（CAGR）47％を記録すると予測されている。

AIツールが教育に応用されるあらゆる方法

人工知能は、ディープラーニング、機械学習、自然言語処理（NLP）、予測分析、コンピュータビジョンなど、多くの技術を包括する幅広い用語である。そのおかげで、AIを教育に採用し、教師と生徒の双方に利益をもたらす方法は数多く存在する。AIが教育プログラムにどのように応用されるのか、想像するのはまだ少し難しいだろうか？そこで、AI技術が教育や学習に実用化される最も一般的な方法をいくつか紹介しよう：

繰り返しタスクと管理タスクの自動化

AIツールの専門的な開発により、より少ない人的介入と労力で質の高い教育を実現する機会が増える。管理業務の自動化は、教育におけるAIの最も重要かつ一般的な応用例の1つである。学校では、教師は教えるだけではありません。出欠記録の管理、課題のチェック、テストの採点、授業スケジュール、レポート作成など、学校や授業の運営に関わる雑多で価値の低い業務が数多く存在し、その作業効率や生産性に大きな影響を及ぼしている。もし、これらの業務をすべてスマートなAIシステムが代行し、教師がより多くの時間とエネルギーを授業や準備に集中させることができたら、どんなに素晴らしいことだろうかと想像してみよう。あまりに素晴らしい話だろう？しかし、実現可能なのだ。AIを活用したソリューションは、反復的で時間のかかる作業を最大限に自動化し、教師を支援するために適用される。従って、教師は自分の最も得意とすることに集中することができる。

例えば、AIを搭載したチャットボットは、デジタルアシスタントやある種のAI家庭教師として、生徒と教師間の最初のコミュニケーションラインを担当するために使用することができる。機械が一般的な質問に答えたり、指示を出したりすることで、人的資源をより複雑なタスクに最適化することができる。また、エッセイやプロジェクト、大学院への願書など、学生の提出物に対する評価を提供し、得点を与えることで、成績評価プロセスを自動化するように設計されたAIソフトウェアもある。これは、内容を分析し、機械に与えた膨大な学習データセットと比較することによって行われる。こうすることで、成績評価をより客観的かつ正確に行うことができる。

個別学習

教育に人工知能が導入される以前は、従来の教育システムは生徒のグループ全体に焦点を当てることしかできず、特定の個人にはほとんど、あるいはまったく注意を払っていなかった。生徒一人ひとりには能力、興味、学習のペースが異なるため、これは最適な方法論ではない。生徒全員を同じ学習環境に置き、同じ指導ペースに従わせることで、多くの生徒が授業についていくのに苦労し、落胆し、退学率が高くなる可能性がある。生徒一人ひとりのニーズに合わせてカリキュラムや教授法をカスタマイズし、個別化するというアイデアは、AIまでは夢物語に過ぎなかった。

AI技術を活用すれば、生徒一人ひとりのニーズや嗜好に合わせて学習体験をカスタマイズできるため、生徒は自分のペースで学習し、潜在能力を最大限に伸ばすことができる。これは、予測分析や機械学習アルゴリズムなど、さまざまなAI搭載技術を採用して生徒の学習進捗状況、興味、嗜好に関するデータを収集し、そのデータを使用して的を絞ったコンテンツや演習を生成することで実現される。さらに、AIを利用して生徒の成績をリアルタイムで監視することで、教師は指導方法やカリキュラムに必要な調整を行うことができる。

質の高い教育へのグローバルなアクセス

教育における人工知能の導入は、時間、地理的距離、さらには異なる言語という障壁を消し去り、国境を越えて教育を加速させ、教育者と生徒の双方が恩恵を受ける普遍的な学習環境へのアクセスを可能にした。人工知能の助けにより、遠隔地に住む人々や、さまざまな理由で従来の学校に通うことが困難な人々も、質の高い教育を受けることができる。eラーニング、オンラインコース、ウェブベースの学習環境のおかげで、人々は地球上のどこからでも学ぶことができ、学生は学校や教育者を待つよりも、自分の欲求に応じて積極的に知識にアプローチすることができる。AI技術を使えば、コンテンツをさまざまな言語に翻訳し、リアルタイムの通訳サービスを提供することができるため、言葉の壁はもう大した問題ではない。

Courseraを典型的な例として考えてみると、これは世界最大級の有名なeラーニングおよびコーチング・プラットフォームであり、AIを使用してコースを提供し、学生に的を絞った推奨を提供している。Courseraの英語学習コースは、音声認識や機械翻訳などの最先端のAI技術によって開発され、即座にフィードバックを提供し、学生の英語能力を向上させる。ある面では、AI主導の教育テクノロジーは、オンライン学習や自己学習を促進することで、教育者の肩の荷を下ろしていると言える。

教室外でのサポート

AIは教室での利用だけでなく、学校の外でも生徒の学習体験をサポートするために採用することができる。例えば、多くの教育用アプリやウェブサイトでは、AIを搭載したチャットボットを活用し、宿題のサポートが必要な生徒や、単に学習中の教材について質問がある生徒を24時間365日サポートしている。また、AIを利用して、生徒の興味や嗜好に基づいて的を絞った推奨コンテンツを生成し、必要なリソースをより簡単に見つけられるようにすることもできる。

生徒のためだけでなく、AIは教師が知識や経験に頼ることなく、より良い仕事をするのに役立ちます。教師はAIツールの力を活用することで、最新の指導法を学んだり、生徒のニーズに合わせたリソースや戦略を推奨してもらったり、自分のパフォーマンスについてリアルタイムのフィードバックを受けたりすることができ、最終的には自分の能力を次のレベルへと向上させることができる。

AI技術が教師に取って代わる可能性はあるのか？

いい質問だ！私たちは、AIやロボットが未来の世界を支配するというSF映画を数え切れないほど見てきた。私たちの日常生活におけるロボットの存在や役割に気づき、人工知能やロボットがいつの日か人類を支配するかもしれないと考える根拠は少なくともある。典型的な例は、AIコーディング・エンジンが開発者に取って代わるかもしれないという仮説である。しかし、今のところ、こうした推測はすべて不可能であり、少なくともすぐには実現しない。

このトピックについては、 「倫理的AI」という言葉とともに多くの議論がなされてきた。また、AIは基本的に道具であり、人間がどう使うかによって悪にも善にもなると考える人もいる。結局のところ、誰も確かなことは言えない。AIが有益であることが証明される限り、あらゆる分野での応用がさらに拡大することは間違いない。教育に話を戻すと、教育の専門家の大半は、教室での指導における教育者の役割や人間同士のやり取りは、代替不可能であると考えている。したがって、AIシステムは、ある種の代替物というよりも、教師や学習者を技術的にサポートする役割を果たすことになるだろう。

要するに、教育におけるAIの導入という行為は、従来の教育方法論がすでに時代遅れであるとか、AIがすぐに人間に取って代わることができるということを意味するのではなく、学習科学がAIの力によって合理化され、高等教育レベルまで強化されることを意味するのである。