人工智能在教育中的應(yīng)用

梁益珩

摘 要：隨著人工智能的發(fā)展，人工智能在交通、服務(wù)業(yè)、制造業(yè)等社會(huì)領(lǐng)域的作用愈發(fā)顯著，在教育項(xiàng)目中的作用也初見(jiàn)端倪。本篇論文就人工智能在教育中的應(yīng)用，從現(xiàn)狀、前景、研究方法、面臨問(wèn)題等方面展開(kāi)分析探討，最終給出人工智能未來(lái)在教育中的合理應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：人工智能；教育；創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）21-0053-02

作為世界三大尖端科學(xué)技術(shù)之一的人工智能，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，以了解智能實(shí)質(zhì)、生產(chǎn)出反應(yīng)方式與人類智能相似的智能機(jī)器為目的，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、心理學(xué)與哲學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)[1]等各種知識(shí)，研究機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等內(nèi)容。人工智能是一種多學(xué)科相互滲透發(fā)展起來(lái)的綜合學(xué)科和前沿學(xué)科，該詞最初是在1956年Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的，迄今已有六、七十年歷史。在這漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，人工智能逐漸向各個(gè)領(lǐng)域滲透，其中一個(gè)顯著例子是教育領(lǐng)域。北京師范大學(xué)何克抗教授曾在《當(dāng)代教育技術(shù)的研究?jī)?nèi)容與發(fā)展趨勢(shì)》中提到當(dāng)代教育的五大發(fā)展趨勢(shì)之一就是“愈來(lái)愈重視人工智能在教育中應(yīng)用的研究”[2]人工智能的發(fā)展無(wú)疑在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教育的缺陷，順應(yīng)并推動(dòng)了我國(guó)的教育發(fā)展改革和教育現(xiàn)代化進(jìn)程，是促進(jìn)教育資源均衡、保障教育公平的重要戰(zhàn)略選擇。

1 人工智能與新型教育的關(guān)系

1.1 新型教育模式（人工智能+互聯(lián)網(wǎng)+教育）

新型教育模式是指在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)+人工智能時(shí)代潮流下，將二者先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用于教育領(lǐng)域，從而產(chǎn)生的一種與傳統(tǒng)教育模式截然不同的教育模式。新型教育模式的產(chǎn)生是互聯(lián)網(wǎng)深入發(fā)展的必然結(jié)果，如何處理、利用新型教育模式造福學(xué)生，拓展教育事業(yè)發(fā)展的深度和廣度，是國(guó)內(nèi)外發(fā)展均需注意、考慮的問(wèn)題。

1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前人工智能在教育中應(yīng)用的一大方面是智能搜題。

以學(xué)霸君為例。學(xué)霸君是一款運(yùn)用人工智能進(jìn)行線上搜題解疑的APP，學(xué)生可以通過(guò)拍照搜題進(jìn)行快速的疑難解答，同時(shí)，它擁有巨大的知識(shí)庫(kù)，根據(jù)學(xué)生詢問(wèn)的疑難問(wèn)題提供類似的典型例題和解答方法。現(xiàn)學(xué)霸君已通過(guò)教師端、學(xué)生端及智能手寫(xiě)識(shí)別筆形成一個(gè)生態(tài)連環(huán)，幫助近萬(wàn)名學(xué)子獲得理想的學(xué)習(xí)成績(jī)。

另一大方面應(yīng)為人工智能公司科大訊飛與國(guó)內(nèi)外高校聯(lián)手打造“智慧校園”。而其中的高校包括浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等，也有知名中學(xué)如人大附中等位列其中，世界著名高校如麻省理工等也相繼與其進(jìn)行長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作。國(guó)內(nèi)外人工智能+教育發(fā)展得如火如荼。國(guó)內(nèi)目前所發(fā)展的，有通過(guò)“刷臉”進(jìn)行身份識(shí)別、讓學(xué)生進(jìn)出校園和圖書(shū)館等的人臉識(shí)別技術(shù)，也有線上教程，還有不可缺少的語(yǔ)音識(shí)別，用于搜索圖書(shū)、查閱資料。從一定程度上講，國(guó)內(nèi)人工智能+教育的發(fā)展已經(jīng)在世界上處于領(lǐng)先地位。在智能校園系統(tǒng)下，相信人工智能會(huì)有更多的用武之地。

2 人工智能在教育中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用

人工智能在教育中的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。

2.1.1 智能教學(xué)系統(tǒng)（智能授課+智能輔導(dǎo)）

人工智能可用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)教師授課，從而緩解師資短缺等問(wèn)題。人工智能可將各學(xué)生信息精確地儲(chǔ)存并記錄下來(lái)，為研究學(xué)生的薄弱、欠缺之處提供參考。人工智能的信息儲(chǔ)存系統(tǒng)中儲(chǔ)備海量題庫(kù)，可以對(duì)學(xué)生所提出的疑難問(wèn)題進(jìn)行智能匹配，達(dá)到舉一反三效果，減輕老師工作負(fù)擔(dān)。教學(xué)（專家）系統(tǒng)還能根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)（如知識(shí)水平、思考能力等），篩選出最合適的教案和教學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和輔導(dǎo)[2]。

2.1.2 智能考試系統(tǒng)

隨著人工智能的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域也得到了充分的發(fā)展與更新，設(shè)計(jì)合理完備的智能化考試系統(tǒng)成為計(jì)算機(jī)輔助領(lǐng)域的重要課題，智能化考試系統(tǒng)意味著將人工智能中的專家系統(tǒng)引入試題組卷中。專家系統(tǒng)是一種能夠依靠大量專業(yè)知識(shí)解決特定領(lǐng)域中復(fù)雜問(wèn)題的計(jì)算機(jī)智能軟件系統(tǒng)。能夠進(jìn)行符號(hào)操作是專家系統(tǒng)的特點(diǎn)之一，即用符號(hào)表示知識(shí)，把問(wèn)題概念表示成符號(hào)集合[2]，由此，便大大減少了任務(wù)量。

2.2 實(shí)現(xiàn)方法

目前，如何將人工智能技術(shù)很好的應(yīng)用于教育中是教育研究中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，在這幾年的研究與實(shí)踐中，已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。在人工智能教學(xué)方面，我們利用人工智能教學(xué)系統(tǒng)自我分析能力，為學(xué)生量身定做學(xué)習(xí)計(jì)劃與方案，解決學(xué)生的痛點(diǎn)。在學(xué)生接受過(guò)信息化教學(xué)后，如網(wǎng)絡(luò)教育等，需要及時(shí)提供習(xí)題加以練習(xí)，人工智能教學(xué)系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)生對(duì)于上課時(shí)的反饋，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為學(xué)生匹配相應(yīng)的習(xí)題加以鞏固，做到量身定做。此外，在學(xué)生練習(xí)時(shí)，同一章節(jié)或者同一知識(shí)點(diǎn)我們可以舉一反三，利用人工智能教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)為學(xué)生準(zhǔn)備不同方面的習(xí)題，在學(xué)生做完對(duì)應(yīng)習(xí)題后舉出同一知識(shí)點(diǎn)但細(xì)節(jié)方向不同的練習(xí)，真正做到舉一反三和反思提高。由此可見(jiàn)，搭載著人工智能的教學(xué)系統(tǒng)能很好的利用AI機(jī)器學(xué)習(xí)的能力，很好的掌握學(xué)生的知識(shí)遺漏，了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的痛點(diǎn)，真正做到因材施教。

3 人工智能在教育中應(yīng)用所面臨的問(wèn)題

3.1 社會(huì)問(wèn)題

人工智能在教育中的普及誠(chéng)然在一定條件下會(huì)帶來(lái)更多的科研力量，但同時(shí)由于大部分老師（幼兒教師等）的創(chuàng)新能力、研究能力、知識(shí)水平有限，不適合從事創(chuàng)造性工作，便會(huì)引起失業(yè)，從而危及民生。李克強(qiáng)總理曾說(shuō)過(guò)：“就業(yè)是民生之本。”由此，就業(yè)可看作是維系社會(huì)穩(wěn)定的一類重要紐帶，人工智能應(yīng)用的大量興起，誠(chéng)然節(jié)省了勞動(dòng)力，但卻不利于百姓的就業(yè)，甚至影響人類的發(fā)展和進(jìn)步。

3.2 實(shí)用性問(wèn)題

人工智能設(shè)計(jì)與生產(chǎn)需消耗大量物力、人力、財(cái)力、精力，對(duì)于眼下努力向兩個(gè)一百年目標(biāo)奮斗的中國(guó)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一筆大“投資”。并且由于教育行業(yè)試錯(cuò)成本高這一特點(diǎn)，多數(shù)家長(zhǎng)不情愿也不希望拿自己的孩子做實(shí)驗(yàn)。

另外，使人工智能作為教育主導(dǎo)的創(chuàng)新想法顛覆了人們的傳統(tǒng)認(rèn)知，其應(yīng)用后能否得到支持也不得而知。在應(yīng)用時(shí)，人工智能由于各地區(qū)地理位置、文化背景的不同，被接受的程度、應(yīng)用的效果也不盡相同。由此，實(shí)用性問(wèn)題是將人工智能應(yīng)用于教育所要考慮的首要問(wèn)題之一。

3.3 倫理性問(wèn)題

教育，即所謂教書(shū)育人，并不僅僅是傳授知識(shí)和能力，更重要的是在品德、心智上對(duì)學(xué)生的磨練。

倫理性問(wèn)題在教育中的一個(gè)表現(xiàn)是人工智能作為輔助教師對(duì)師生關(guān)系的處理。例如，在學(xué)生向智能“老師”問(wèn)問(wèn)題時(shí)，“老師”應(yīng)照顧學(xué)生的感受，做到因材施教，對(duì)學(xué)生進(jìn)行適時(shí)、適當(dāng)?shù)墓膭?lì)，由此，智能匹配分析各個(gè)學(xué)生的薄弱之處也顯得必不可少，這也是增進(jìn)學(xué)生與智能老師親密度的一大重要措施，需要科研人員將之納入設(shè)計(jì)內(nèi)容內(nèi)。還有一個(gè)就是作為傳道受業(yè)解惑的傳播者，人工智能所進(jìn)行的教育能否兼學(xué)習(xí)與做人于一體？眾所周知，老師是學(xué)生成長(zhǎng)路上的重要陪伴者，其個(gè)性品質(zhì)也對(duì)學(xué)生品性的形成有潛移默化的影響，同時(shí)，老師應(yīng)尊重學(xué)生的心理需求，關(guān)心學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生養(yǎng)成自尊自信的品質(zhì)，為學(xué)生參與豐富多彩的校園生活創(chuàng)造條件[5]。因此，關(guān)于人工智能應(yīng)用的研究需將倫理性問(wèn)題納入考慮范圍。

4 結(jié)論與展望

上述問(wèn)題表明，人工智能在教育中的作用因時(shí)間、地點(diǎn)、參與內(nèi)容的不同而不同。由此國(guó)家應(yīng)合理應(yīng)用人工智能，如在貧困山區(qū)積極開(kāi)設(shè)人工智能試驗(yàn)班，讓人工智能完成老師教學(xué)的大部分任務(wù)，減輕老師負(fù)擔(dān)，緩解師資力量不足。人工教育的圖像識(shí)別以及信息處理技術(shù)可以較為精確地找出學(xué)生的薄弱、欠缺環(huán)節(jié)，促進(jìn)貧困地區(qū)教育事業(yè)發(fā)展。

未來(lái)人工智能在課堂內(nèi)外的具體應(yīng)用可以大致在以下幾個(gè)方面：課堂上，人工智能作為知識(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)為老師補(bǔ)充和提供所要講的知識(shí)和資料；課下，人工智能想到于各科老師的集合體“屹立”在教室外，給學(xué)生解決疑難問(wèn)題，并提供直接聯(lián)系各任課老師和班主任的途徑；每臺(tái)人工智能還可配備單獨(dú)的路由器，供教師聯(lián)網(wǎng)。

由于教育行業(yè)學(xué)生家長(zhǎng)的付費(fèi)意愿較強(qiáng)，這無(wú)疑為人工智能在教育中的應(yīng)用提供資金支持?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的廣度和深度。

人工智能雖不能完全替代老師，但它卻是一名老師最強(qiáng)有力的武器，它可以讓一位普通老師成為“一流”老師。結(jié)合中國(guó)國(guó)情來(lái)看，人工智能在中國(guó)教育領(lǐng)域的發(fā)展前景相當(dāng)可觀。

參考文獻(xiàn)

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