オンライン数学個別指導サービスがAIで生徒のスキルと自信を向上

新型コロナウイルスのパンデミックによる学校の混乱は世界中の多くの生徒の学習に影響を与えました。英国チョーリーに住む14歳のEithneもその一人で、数学の授業についていくのに苦労していました。2021年6月、彼女の両親はEediというオンライン数学個別指導サービスのサマープログラムに彼女を参加させました。

Eediでは、新入生はまず10問の多肢選択式の診断テストを受けます。このテストは、英国ケンブリッジにあるMicrosoft Research Labの研究者が開発したAIを利用しており、生徒の回答に応じて動的に問題を調整し、最も効率的に知識の弱点を特定します。Eediの運営責任者Iris Hulls氏は、システムが生徒の年齢層に基づいて最初の問題を出し、前の回答に基づいて次の最適な問題を決定することで、できるだけ多くの情報を収集し、成長または強化が必要な分野を予測すると説明しています。

診断問題の質は非常に重要です。Eediの共同創設者で教育責任者のCraig Barton氏は、優れた診断的多肢選択問題は、正解が1つで、残りの3つの誤答がそれぞれ特定の誤解を明らかにするように設計されている必要があると強調します。例えば、倍数に関する問題では、因数と倍数を混同した生徒が誤答を選ぶように作られています。Barton氏は、問題作成の際に「生徒が間違えるさまざまな方法と、それを3つの誤答でどのように捉えるか」を考える必要があると述べています。

誤解が特定されると、Eediプラットフォームは生徒をその誤解を克服するための学習経路に割り当てます。Eithneは、中学2年生（Year 8）の内容を復習し、中学3年生（Year 9）の幾何学などの成功に備える経路に割り当てられました。彼女は「自分の弱点と強みを見つけ、なぜある分野でうまくいかないのかを理解するのに非常に役立ちます。自分が長い間間違った方法でやっていたことに気づけるのです」と語っています。

Eediの内部データによると、この個別指導サービスは生徒の誤解の95%を解消し、プラットフォームを使用する生徒は圧倒的に数学への自信が高まったと報告しています。Eithneの母親Arianna氏は、個別化された学習経路やレッスンが存在するというアイデアは素晴らしいと述べ、「すべての生徒が同じペースや同じ方法で学ぶわけではありません」と付け加えています。

現在、EediチームはMicrosoftの研究者と協力して、深層エンドツーエンド因果推論アルゴリズムに基づく次世代の機械学習モデルを実装しています。このモデルは、個々の生徒に合わせた学習経路を推奨するものです。Microsoftの主席研究員Cheng Zhang氏は、「人々はすべての生徒がまずベン図を学び、次に幾何学を学ぶ必要があると考えがちですが、それがすべての生徒にとって最善とは限りません。生徒ごとに学習方法は異なります。ある生徒には順序を入れ替えるべきかもしれませんし、別の生徒には別のトピックを復習する必要があるかもしれません」と説明しています。この次世代アルゴリズムは因果機械学習の最前線であり、因果関係の概念を意思決定支援ツールに組み込む研究分野です。