Denise Garcia sait que parfois ses élèves la trompent, mais la situation qu'elle a découverte en février était complètement inhabituelle. Garcia, professeur de mathématiques à West Hartford, Connecticut, a accidentellement inclus une équation atypiquement complexe dans un ensemble de problèmes pour sa classe qui étudie les mathématiques dans le cadre d'un programme de l'institut. Cependant, d'une manière ou d'une autre, plusieurs personnes de la classe où 15 élèves sont engagés ont réussi à le résoudre correctement. Ces élèves ont démontré leur travail pour résoudre l'équation, réfutant le schéma habituel d'exposition de la tricherie.
Garcia était déconcertée, mais elle se souvint ensuite d'une conversation qui s'était produite quelques années auparavant. Certains de ses anciens élèves lui ont parlé de l'outil en ligne Wolfram | Alpha, qui peut gérer des équations complexes en quelques secondes. Il donne à la fois des réponses et des étapes successives pour obtenir des réponses, de sorte que vous ne pouviez pas attraper les trompeurs en copiant le résultat dans vos devoirs.
Pendant des années, les étudiants ont utilisé CliffsNotes pour accélérer la lecture de livres [
série de publications contenant une brève narration d'œuvres célèbres / env. perev. ], SparkNotes pour de l'aide pendant les discussions en classe sur le matériel [
matériel didactique auxiliaire dans diverses sciences / env. perev. ], Wikipedia pour compléter leurs travaux avec des références historiques. Les étudiants d'aujourd'hui disposent d'outils plus puissants, à savoir Wolfram | Alpha, un programme qui utilise l'IA pour résoudre parfaitement des équations qui ne peuvent pas être capturées. Wolfram | Alpha utilise la technologie de traitement du langage naturel, et les élèves en reçoivent des réponses plus rapidement que d'un enseignant, plus précisément que lorsqu'ils annulent le travail de quelqu'un d'autre, et plus facilement que lorsqu'ils résolvent eux-mêmes des problèmes.
Depuis la sortie de Wolfram | Alpha, il s'est infiltré dans le système éducatif et a pénétré les devoirs des étudiants et des lycéens. L'utilisation de Wolfram | Alpha est difficile à suivre et, entre les mains d'étudiants ambitieux, ses solutions idéales entraînent des conséquences inattendues. Cela fonctionne en triant la tâche en morceaux, qu'il s'agisse de mathématiques ou d'une question comme «Où est le centre des États-Unis?», Puis en créant des liens croisés entre ces morceaux et une immense bibliothèque de données en constante expansion. Ces données comprennent des informations géodésiques, des composés chimiques, le génome humain, l'historique des mesures météorologiques, des milliers d'autres sujets qui, une fois rassemblés, peuvent être utilisés pour rechercher une réponse.
Le système n'est limité que par l'étendue de ses données - il ne peut interpréter aucune question. Elle ne peut pas non plus répondre dans une langue naturelle qu'une personne considérerait comme parlée. C'est une difficulté courante pour l'IA. Même Siri, qui s'appuie fortement sur Mathematica, un autre produit Wolfram Research, le moteur de Wolfram | Alpha, ne peut répondre aux questions qu'en fonction de scénarios programmés, comme dans
Mad Libs , en
écrivant des réponses et en les affichant sur l'écran ou via le haut-parleur. .
L'utilisation de Wolfram | Alpha est similaire à l'utilisation de la recherche Google, mais Wolfram | Alpha donne des réponses spécifiques, pas une liste interminable de pages avec des résultats de questions potentiellement liés. Tout le monde peut se rendre sur le site Web de Wolfram | Alpha, entrer une question ou une équation et obtenir une réponse. Si vous essayez de résoudre l'équation x
2 + 5x + 6 = 0, Wolfram | Alpha vous donnera un graphique, des formes alternatives et des solutions. Si vous avez besoin d'une explication étape par étape, une version professionnelle sera disponible pour 6,99 $ par mois, et il y a des réductions pour les étudiants et les enseignants.
J'ai entendu parler de Wolfram | Alpha pour la première fois dans la cuisine de mes parents. Mon père est revenu du travail dans une école privée à Dobbs Ferry, New York. Il a jeté son sac par terre et m'a demandé ce que je pensais de Wolfram | Alpha. Plus tôt dans la journée, les enseignants lui ont fait part de leurs plaintes, contrariés par le fait que leurs élèves utilisaient l'outil. Ils ont dit que c'était une arnaque. Mon père a quitté le travail, ne sachant pas quoi faire dans cette situation. L'école devrait-elle prendre des mesures contre Wolfram | Alpha? Ou l'école doit-elle rattraper les nouvelles tendances de l'éducation?
Ensuite, je n'ai rien entendu d'elle, mais mon message sur Facebook a montré que beaucoup de mes amis la connaissaient - en particulier ceux qui étudient les mathématiques. Certains l'ont utilisé pour traiter l'algèbre au collège, et certains l'utilisent encore dans leur travail d'ingénieur ou d'analyste numérique. L'apparition de Wolfram | Alpha est passée inaperçue par mes sciences humaines, et pour des millions de personnes, ce système est devenu un phénomène quotidien. Ils disent qu'il n'y a rien de mal à demander des réponses à la technologie. Dans le même temps, tous comme un ont déclaré qu'ils ne voulaient pas que le fait de leur utilisation de Wolfram | Alpha devienne public.
Bien que Wolfram | Alpha soit apparu comme une aide pédagogique - un moyen d'apprendre l'équation de l'intérieur - les universitaires sont dans une position où ils ne savent pas quoi faire ensuite. Ce que certains considèrent comme une fraude, d'autres avancent comme un énorme pas en avant dans les domaines de la cognition, de l'apprentissage et de la valeur de l'apprentissage en général. Ils disent que Wolfram | Alpha est l'avenir. Il n'est pas surprenant que son créateur soit d'accord avec cela.
Stephen Wolfram, l'homme qui a inventé Wolfram | Alpha, n'a pas pu faire face à la division et n'a pas pu apprendre la table de multiplication avant l'âge de 40 ans. L'inspiration pour la création de Wolfram | Alpha, qu'il a publiée en 2009, est devenue ses propres problèmes avec les mathématiques. La passion principale de Wolfram a toujours été la physique. À l'âge de 12 ans, il avait compilé un dictionnaire physique, puis il a écrit trois livres (jusqu'ici inédits), et à 15 ans, il avait déjà publié des articles scientifiques.
Mais malgré ses capacités de prodige de la science, les mathématiques ont toujours été un obstacle pour lui. Il pouvait trouver des concepts, mais les calculs étaient difficiles pour lui. Il a résolu ce problème en utilisant un ordinateur. En le programmant pour résoudre des équations et rechercher des modèles dans les données, il pouvait laisser la machine à l'informatique et se concentrer sur la science. Ça a marché. En 1981, Wolfram était la plus jeune personne à avoir reçu
une bourse McArthur . Il avait 21 ans.
Cependant, c'est l'outil qui a aidé Wolfram à bâtir sa réputation de physicien qui l'a éloigné de la science. Le tungstène a été capturé par des systèmes complexes et les problèmes d'utilisation des ordinateurs pour les étudier. Cinq ans après avoir reçu une bourse McArthur, Wolfram a commencé à développer Mathematica et, en 1988, Wolfram Research a annoncé la sortie de son produit phare.
Tungsten n'a jamais voulu que son outil devienne une version snob de CliffsNotes, mais cela ne le dérange pas vraiment. "Les mathématiques mécaniques," dit Wolfram, "sont à un niveau très bas de pensée précise." Il pense que nous devrions nous concentrer sur la pensée informatique - qu'il décrit comme «essayer de formuler des pensées afin qu'elles puissent être expliquées à un ordinateur raisonnablement intelligent». Cette méthode est également appelée mathématiques basées sur le calcul. En fait, la connaissance de l'algèbre dans le monde technologique d'aujourd'hui ne vous donnera rien de spécial, mais savoir demander à un ordinateur de faire de l'algèbre pour vous vous aidera grandement. Si les étudiants vont dans cette direction, alors, à son avis, ils sont tout simplement en avance sur la tendance.
Alan Joyce, Wolfram Alpha Content Development Director, dit que la fraude est "une manière absolument erronée de décrire ce que nous faisons." Mais les employés de l'entreprise comprennent ce que les enseignants pourraient ne pas aimer. Historiquement, la formation a été mise en avant par l'informatique manuelle, explique John Dixon, responsable de programme chez Wolfram Alpha. Ensuite, il n'y avait plus de technologie sur laquelle s'appuyer, et lorsqu'ils ont commencé à apparaître, ils n'étaient pas fiables. Et ce n'est que récemment que les ordinateurs ont commencé à calculer tout de suite automatiquement et avec précision, et il faut du temps aux enseignants et à leurs élèves pour rattraper cette tendance. Selon Dickson, Wolfram Research souhaite travailler avec des enseignants tels que Garcia, qui sont frustrés par l'outil, et les aider à comprendre comment l'outil peut aider leurs élèves.
Et en fait, les personnes qui développent cet outil le considèrent comme un égaliseur éducatif qui peut donner aux étudiants que personne n'aide à la maison dans leurs études - ni tuteurs, ni parents instruits - l'accès à un enseignant personnel. Elle a également un énorme potentiel d'utilisation pendant ses études. Le bouton «afficher les étapes», qui ouvre la voie à la réponse, permet aux enseignants de décomposer la tâche en composants, plutôt que de se perdre dans la mécanique. Le générateur de problèmes peut créer des tâches basées sur des données réelles. «Lorsque vous commencez à montrer à l'enseignant tout le potentiel», dit Dixon, «vous voyez directement où ses yeux s'illuminent.»
Pour chaque enseignant qui a fui vers le camp de Dixon, il y a de nombreux élèves qui sont là depuis un certain temps. Comme Alexander Feiner, un étudiant de première année et un ingénieur enthousiaste, me l'a dit, Wolfram | Alpha est une aide à l'étude, pas un moyen d'éviter le travail. C'est à ce rythme que Dixon insiste, parlant de l'utilisation extrascolaire de l'instrument.
Et pourtant, l'opinion dominante selon laquelle Wolfram | Alpha est une forme de fraude ne va nulle part. La plupart des problèmes sont liés à la nature des devoirs. Si l'objectif des devoirs est de développer une meilleure compréhension des concepts présentés dans la classe, alors Joyce est convaincue que les enseignants devraient considérer Wolfram | Alpha comme un outil précieux. Ce n'est pas que Wolfram | Alpha ait aidé les élèves à "terminer le cours de mathématiques en faisant leurs devoirs pour eux", dit-il, "cela les a vraiment aidés à comprendre ce qu'ils font." Dixon est convaincu que Wolfram | Alpha peut accroître la confiance des élèves qui ne pensent pas avoir une mentalité mathématique. Les devoirs sont nécessaires non pas pour apprendre les calculs, mais pour apprendre à chercher et à comprendre la réponse, quelle que soit la méthode de calcul.
Et, apparemment, c'est ainsi que se développe la formation. Il était une fois, l'apprentissage consistait uniquement à introduire autant d'informations que possible dans le cerveau humain. Les informations étaient limitées et coûteuses, et les personnes les plus intelligentes servaient simplement de cabinets d'archives les plus volumineux et organisés. Aujourd'hui, l'inverse est vrai. «Le concept de l'éducation comme le transfert d'informations d'experts aux débutants - et l'obligation pour les débutants de reproduire ces informations, de les répéter mécaniquement comme preuve d'assimilation - est complètement dissocié des réalités de 2017», explique David Helfand, professeur d'astronomie à la Columbia University.
La technologie n'ira nulle part: auparavant, les étudiants copiaient les réponses des dernières pages du livre ou partageaient la solution à un ensemble de tâches pour plusieurs personnes, et maintenant ils ne refusaient pas non plus d'utiliser Wolfram | Alpha à la demande du professeur. Même Garcia peut imaginer un avenir où Wolfram | Alpha a sa place. «Je pense que dans un monde idéal, les enseignants, y compris moi-même, doivent mieux faire face à l'introduction des technologies et trouver des moyens de les utiliser de manière productive», dit-elle.
Tout comme les robots ont transformé la production, des outils comme Wolfram | Alpha nous font repenser le système éducatif, le forçant à atteindre de nouveaux sommets technologiques. Soit nous reconstruisons nos écoles pour qu'elles acceptent des outils comme Wolfram | Alpha, soit nous risquons de devenir des artefacts vivants dans un monde en évolution rapide.