我國(guó)人工智能教育現(xiàn)狀與愿景分析

黃立志，魏宗坤

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我國(guó)人工智能教育現(xiàn)狀與愿景分析

黃立志，魏宗坤

（天津外國(guó)語(yǔ)大學(xué) 國(guó)際傳媒學(xué)院，天津 300204）

人工智能教育是人工智能與學(xué)習(xí)相結(jié)合的一個(gè)新領(lǐng)域。筆者進(jìn)行了121份電子問(wèn)卷的調(diào)查，有47.93%的被調(diào)查者認(rèn)為教育機(jī)器人會(huì)取代教師的教學(xué)活動(dòng)，占比例最大。它既有智能等的優(yōu)勢(shì)，又有情感方面等不足。其發(fā)展趨勢(shì)為教育機(jī)器人、校外輔導(dǎo)、特殊教育等應(yīng)用。

人工智能；教育；機(jī)器人；問(wèn)卷；愿景

為了加快我國(guó)人工智能的核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)，2017年7月8日國(guó)務(wù)院印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，十分重視人工智能教育。隨著這種技術(shù)的不斷推新，它將是教育事業(yè)革命性的工具，是計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的后時(shí)代。

一、人工智能的發(fā)展

人類(lèi)人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)過(guò)程，最早可追溯到1956年，美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院的約翰·麥卡錫（John?McCarthy）教授等學(xué)者首次提出人工智能（AI）概念。后來(lái)幾經(jīng)波折，此領(lǐng)域仍沒(méi)有得到突破性進(jìn)展。2010年后，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)飛速發(fā)展，它也有了質(zhì)的飛躍，并已經(jīng)在影響著人們的生活、工作和學(xué)習(xí)。

人工智能（簡(jiǎn)稱(chēng) AI）屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)的范疇，旨在通過(guò)計(jì)算機(jī)的軟硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)人類(lèi)行為、方法和技術(shù)的智能化。其飛速發(fā)展給人們的生活、學(xué)習(xí)和工作帶來(lái)了巨大影響，因而廣受大眾的關(guān)注。谷歌公司研發(fā)了一款智能游戲，即阿爾法狗（AlphaGo），這款圍棋智能程序打敗了世界冠軍李世石。我國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域也走在了世界的前列，今后我國(guó)將打造世界人工智能創(chuàng)新中心。這樣，2017年被稱(chēng)為“人工智能元年”。除此之外，這已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、智造、通訊、交通等各個(gè)領(lǐng)域。實(shí)際上，在汽車(chē)領(lǐng)域中，無(wú)人駕駛汽車(chē)的人工智能技術(shù)得到充分應(yīng)用，2017年7月，百度正式開(kāi)放“阿波羅”自動(dòng)駕駛平臺(tái)[1]，并極有可能在2020年無(wú)人車(chē)大量投入生產(chǎn)。截至2017年9月，北京擁有人工智能企業(yè)近400家[2]，全國(guó)同期在這方面的總投資達(dá)到了204億多元，將成為中國(guó)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。2018年4月2日，我國(guó)首個(gè)國(guó)內(nèi)5G手機(jī)已經(jīng)打通了。人工智能與其高度的融合，勢(shì)必會(huì)給教育帶來(lái)翻天覆地的變化，下載速度更快，無(wú)線傳輸更便捷，可能U盤(pán)將會(huì)被其所取代。手機(jī)幾乎完全像一個(gè)智能機(jī)器人，通過(guò)語(yǔ)言命令它存儲(chǔ)信息和發(fā)送信息等。2019年將是5G手機(jī)元年。根據(jù)我國(guó)的《“互聯(lián)網(wǎng)+”人工智能三年行動(dòng)實(shí)施方案》，計(jì)算機(jī)視覺(jué)、智能語(yǔ)音處理等相關(guān)技術(shù)都將得到大幅度推進(jìn)，無(wú)人駕駛、生物識(shí)別、醫(yī)療影像和城市大腦等領(lǐng)域?qū)⒋罅ν茝V人工智能技術(shù)，從而加快應(yīng)用和發(fā)展?？梢?jiàn)，它將會(huì)突破教育變革。

二、AI教育現(xiàn)狀的問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)與分析

（一）調(diào)查情況介紹

本文通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。2018年1月，我們通過(guò)問(wèn)卷星一共收到問(wèn)卷總數(shù)為121份，其中有49.59%的男性，50.41%的女性，女性的比例高于男性。被調(diào)查者當(dāng)中，本科學(xué)歷占最高，為54.55%；23.14%的是碩士及以上學(xué)歷，比例次之；專(zhuān)科占14.05%，高中及以下占8.26%，比例最低。從這個(gè)調(diào)查者身份來(lái)看，基本上是對(duì)具有較高學(xué)歷的人群進(jìn)行征詢。如圖1所示。

圖1 被調(diào)查者學(xué)歷情況分析

圖2 被調(diào)查者身份情況統(tǒng)計(jì)

如圖2所示，在這次調(diào)查中，有45.45%是學(xué)生群體，比例最大；有31.4%調(diào)查人群為教師群體；7.44%是家長(zhǎng)群體，15.7%是其他群體。由此可見(jiàn)，這個(gè)調(diào)查對(duì)象主要是高校的師生，占被調(diào)查總數(shù)的76.85%，反映了他們對(duì)于人工智能教育的看法。

關(guān)于人工智能教育的認(rèn)識(shí)，18.18%的被調(diào)查者認(rèn)為人工智能教育毫無(wú)意義；81.82%的認(rèn)為它非常重要，這說(shuō)明人們對(duì)這種教育非?？春谩ｊP(guān)于認(rèn)識(shí)人工智能教育的階段，2.48%的被調(diào)查者對(duì)之有初步印象是在小學(xué)及以下階段；26.45%的是在高中階段；59.5%的是在大學(xué)階段。這就意味著人工智能教育這一理念在不斷普及，而且主要集中在高等教育。

對(duì)于人們了解人工智能的途徑，在總體121人中最高有90人是通過(guò)新聞事件（通過(guò)電視、網(wǎng)絡(luò)、微信等途徑）了解到人工智能教育的，占比最高，達(dá)到了74.38%；最低有29人是通過(guò)其他途徑了解到的，占比23.97%。如表1所示。

表1 了解人工智能教育的途徑分析

有63人了解人工智能教育在托福和GRE考試評(píng)分系統(tǒng)，有34人認(rèn)為這些與他的專(zhuān)業(yè)不沾邊。這說(shuō)明人工智能教育除了在學(xué)習(xí)考試領(lǐng)域有涉足外，在其他領(lǐng)域還有待挖掘，比如企業(yè)培訓(xùn)學(xué)習(xí)、教師培訓(xùn)學(xué)習(xí)。

問(wèn)卷調(diào)查顯示，有51人聽(tīng)說(shuō)過(guò)網(wǎng)龍華漁教育研發(fā)的“未來(lái)教師機(jī)器人”人工智能教育應(yīng)用。有89人聽(tīng)說(shuō)過(guò)蘋(píng)果手機(jī)中的“語(yǔ)音控制功能”虛擬助手和作業(yè)幫助手，有54人聽(tīng)說(shuō)過(guò)智能機(jī)器人“小胖”和“海爾小帥”，還有24人均未接觸過(guò)人工智能教育的應(yīng)用。這說(shuō)明人工智能教育的應(yīng)用已經(jīng)非常普及。有47.93%的人認(rèn)為教育機(jī)器人會(huì)取代教師的教學(xué)活動(dòng)，4.13%的人認(rèn)為會(huì)完全取代?？梢钥闯?，一方面，教育機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展前景十分樂(lè)觀；另一方面，對(duì)教師來(lái)說(shuō)存在嚴(yán)峻考驗(yàn)。所以發(fā)展教育機(jī)器人的同時(shí)，教師應(yīng)該是占主導(dǎo)地位的，必須是教師主導(dǎo)教育機(jī)器人。60.33%的人對(duì)發(fā)展人工智能教育表示支持；28.93%的人保持中立；10.74%的人表示反對(duì)。這就意味著人們對(duì)發(fā)展人工智能教育十分“支持”。

（二）AI教育的優(yōu)勢(shì)

人工智能不斷發(fā)展過(guò)程中，人工智能教育取得了諸多成就，諸如從托福和GRE考試智能評(píng)分系統(tǒng)，到教育機(jī)器人“小胖”和“海爾小帥”的出現(xiàn)。這些給師生提供了極大的便利。教育機(jī)器人的出現(xiàn)，能夠有效改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，減輕教師繁重教學(xué)負(fù)擔(dān)，保障學(xué)生能夠獲得更具個(gè)性化的教育模式。

有關(guān)研究表明：學(xué)生及時(shí)反饋是輔導(dǎo)效果最好的驗(yàn)證。人工智能教學(xué)可以根據(jù)學(xué)生自身需求，制訂針對(duì)性較強(qiáng)的教學(xué)和反饋機(jī)制。通過(guò)AI技術(shù)和多媒體等教學(xué)手段，從而創(chuàng)建更為開(kāi)放、互動(dòng)效果更好的教學(xué)模式，不僅可以為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)氛圍，同時(shí)也能為學(xué)生提供相應(yīng)的精神關(guān)懷機(jī)制，從而保障學(xué)生都能自由快樂(lè)的學(xué)習(xí)。借助人工智能技術(shù)和多媒體等教學(xué)手段，創(chuàng)建“開(kāi)放式交互教學(xué)系統(tǒng)”，學(xué)生能夠向該系統(tǒng)獲取必要的學(xué)習(xí)資源。

最后，也能夠向該系統(tǒng)獲取良好的學(xué)習(xí)方法，從而改善教學(xué)方式和提升教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化教學(xué)?，F(xiàn)階段的教學(xué)模式，所有的學(xué)生都遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生之間的差異化并不明顯，而人工智能教學(xué)可以很好解決這一問(wèn)題，可以為每個(gè)學(xué)生制定相應(yīng)的個(gè)性化課程，從而實(shí)現(xiàn)因材施教。

（三）AI教育的不足

人工智能的快速發(fā)展必將為我國(guó)教育事業(yè)的變革提供了強(qiáng)大動(dòng)力，同時(shí)它們也給我們帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)：

首先，人工智能教育技術(shù)為孩子的學(xué)習(xí)提供了較大幫助，但由于技術(shù)的簡(jiǎn)便化還有一段距離，需要學(xué)生家長(zhǎng)具有一定的知識(shí)基礎(chǔ)。其次，人工智能教育技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的教師行業(yè)必將產(chǎn)生重大沖擊，是否會(huì)導(dǎo)致一些重復(fù)性技能的教師下崗，這也是一個(gè)問(wèn)題。再次人工智能教育的付費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和方式也會(huì)有較大變化，教育成本將大大降低。然而當(dāng)父母更多地參與到孩子的教育問(wèn)題上，除了教育成本外，其它方面成本反而會(huì)增加很多，最后可能導(dǎo)致總成本更高。還有，人工智能引入課堂，教師與學(xué)生面授機(jī)會(huì)減少，缺少了與老師的交流。教學(xué)就是師生之間的交流。當(dāng)孩子花費(fèi)太多的精力和時(shí)間在遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)上或機(jī)械學(xué)習(xí)上，那么人際交往將成為一個(gè)問(wèn)題。然而智能機(jī)器人的情緒技術(shù)也在研制過(guò)程中，并取得了一些進(jìn)展。另外，不同的人工智能教育模式，其設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)有所不同，這樣容易導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法統(tǒng)一?，F(xiàn)階段，我國(guó)公立學(xué)校采用的都是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生所遵守的行為準(zhǔn)則及教育文化規(guī)范幾乎都是一致的，而人工智能教育更注重學(xué)生的個(gè)性化教育，包括定制教育和小型人工智能學(xué)校等，這些教育模式并不同于傳統(tǒng)的教育，學(xué)生可能會(huì)喪失更多學(xué)習(xí)規(guī)范的機(jī)會(huì)。最后，既然教育機(jī)器人具有機(jī)器學(xué)習(xí)的功能，那么會(huì)不會(huì)帶來(lái)“師德”問(wèn)題呢？會(huì)不會(huì)代替小學(xué)生寫(xiě)作業(yè)呢？會(huì)不會(huì)出現(xiàn)教育機(jī)器人的“低頭族”現(xiàn)象？會(huì)不會(huì)引發(fā)考試作弊、智能押題的問(wèn)題呢？

三、發(fā)展趨勢(shì)與愿景

（一）學(xué)校教育的應(yīng)用

教育機(jī)器人就是一種用于未來(lái)教育領(lǐng)域的人工智能型助手。在121調(diào)查人次中，有51人對(duì)“未來(lái)教育機(jī)器人”十分了解，占總?cè)藬?shù)的42.1%。這說(shuō)明人們對(duì)于教育機(jī)器人這一應(yīng)用并不陌生。當(dāng)然我們調(diào)查人群主要是教育技術(shù)專(zhuān)業(yè)本科生。實(shí)際上，全社會(huì)的人群沒(méi)有這么高的比例。有問(wèn)卷結(jié)果顯示，希望“教育機(jī)器人”在能給小孩帶來(lái)良好教育的同時(shí)，讓社會(huì)及家人都放心使用，給社會(huì)帶來(lái)良好的風(fēng)氣，同時(shí)也希望人工智能教育越來(lái)越人性化，讓孩子學(xué)的開(kāi)心，家長(zhǎng)放心。今后我們對(duì)待機(jī)器人，恐怕不能用“它”，而應(yīng)當(dāng)用“他”或者“她”來(lái)指代。

教育機(jī)器人在未來(lái)教學(xué)中會(huì)有廣泛的應(yīng)用空間。首先，這種教育機(jī)器人能夠減輕教師的負(fù)擔(dān)，幫助教師完成一些重復(fù)和輔助性工作，如試卷收發(fā)、監(jiān)考、點(diǎn)名和課文朗讀等。其次，它們還能夠幫助教師開(kāi)展科研和備課等活動(dòng)，幫助我們搜集和整理資料，提供大量幫助，如安卓手機(jī)的“果凍豆”助手和蘋(píng)果手機(jī)的“語(yǔ)音控制功能”虛擬助手。在121調(diào)查人次中，有89人聽(tīng)說(shuō)過(guò)“蘋(píng)果手機(jī)“語(yǔ)音控制功能”虛擬助手和作業(yè)幫助手”占被調(diào)查總數(shù)的73.6%。這說(shuō)明人工智能教育掌上助手軟件已十分普遍。再次，還出現(xiàn)了很多虛擬智能助手，為人們的學(xué)習(xí)提供了極大方便，尤其是對(duì)于殘障學(xué)生更具有意義。人們可以同這些智能助手進(jìn)行對(duì)話，模擬面對(duì)面的交流場(chǎng)景，還可以向它們提問(wèn)，從而無(wú)障礙地獲取自己所需的信息和資料。

（二）校外輔導(dǎo)的介入

不僅教育機(jī)器人在學(xué)校教育中廣泛應(yīng)用，而且還能夠延伸到學(xué)前教育的校外領(lǐng)域。人工智能產(chǎn)品還能夠陪伴兒童，比如，“愛(ài)樂(lè)優(yōu)”家庭親子機(jī)器人（北京紫光優(yōu)藍(lán)機(jī)器人技術(shù)有限公司）能夠陪伴0歲至12歲的兒童，和他們一起玩游戲、唱歌和做體操。此外，還能照顧他們的學(xué)習(xí)，提供一對(duì)一的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)在樂(lè)趣中學(xué)習(xí)的效果，促進(jìn)兒童的學(xué)習(xí)。

教育機(jī)器人是生產(chǎn)商專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為目標(biāo)的機(jī)器人成品、套裝或散件。教育機(jī)器人既能夠陪伴學(xué)童玩耍，又能夠輔導(dǎo)他們完成作業(yè)，并向家長(zhǎng)及時(shí)反饋兒童的情況。調(diào)查問(wèn)卷的最后一個(gè)問(wèn)題的回答顯示，人們對(duì)于人工智能教育發(fā)展前景十分看好，教育機(jī)器人的出現(xiàn)非常便捷、有效。對(duì)于留守兒童，可以購(gòu)買(mǎi)一款高檔的教育機(jī)器人，既能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)，又可以感情陪伴。

（三）特殊教育的推廣

我國(guó)的教育研究主要集中在兩大領(lǐng)域，即普通教育和成人教育，一些特殊教育往往會(huì)成為教育研究和實(shí)踐的盲區(qū)，諸如殘疾人的教育等[3]。對(duì)于四肢殘疾的學(xué)員，采用眼動(dòng)技術(shù)翻閱網(wǎng)頁(yè)或者學(xué)習(xí)材料，增加課外閱讀量，還可以進(jìn)行寫(xiě)作和創(chuàng)作。對(duì)于聾啞學(xué)員，采用生物識(shí)別技術(shù)，用口型或者手語(yǔ)與教育機(jī)器人進(jìn)行交流。正像以色列的一位學(xué)者所說(shuō)，一個(gè)平板電腦“對(duì)于自閉癥兒童、患有唐氏綜合癥或智力低下的人群來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的”[4]那么教育機(jī)器人超越了平板電腦，更加具有“至關(guān)重要”了。這可能會(huì)使一些殘疾人士自立，自強(qiáng)，自謀生路。無(wú)論對(duì)于他們個(gè)人還是社會(huì)都是一種福祉?？傊?，應(yīng)大力在特殊教育領(lǐng)域發(fā)展人工智能教育。

四、結(jié)論

鑒于人工智能教育發(fā)展本身還不太成熟，目前仍缺乏系統(tǒng)的理論和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。那么面對(duì)人工智能教育發(fā)展的新機(jī)遇，如何利用其彌補(bǔ)當(dāng)前教育的缺陷問(wèn)題，值得思考。如何在人工智能環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教育以及它存在的優(yōu)勢(shì)與不足都有待探索。任何技術(shù)都有弊端，人工智能也不例外。

盡管人工智能在教育領(lǐng)域得到了一定的應(yīng)用，但整體上來(lái)講，現(xiàn)階段人工智能整體水平還較低，處于“弱人工智能”階段，同“強(qiáng)人工智能”還存在著較大的差距。隨著科技的不斷發(fā)展，這種技術(shù)正在從3D打印到4D打印[5]，必將變得越來(lái)越成熟，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式和教育方式必將會(huì)被取代，它終將會(huì)從強(qiáng)化反饋和交互、滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)等方面促進(jìn)教學(xué)效率提升，推動(dòng)“人工智能+教育”的進(jìn)一步發(fā)展。對(duì)于我們來(lái)講，必須走在人工智能的前面。在基礎(chǔ)教育階段，積極推廣編程教育等全新的教學(xué)方法，從中學(xué)開(kāi)始便為學(xué)生提供智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓中學(xué)生跟上人工智能的時(shí)代步伐。在高等教育階段，今后我國(guó)的師范類(lèi)院校的教育學(xué)院要開(kāi)設(shè)人工智能教育專(zhuān)業(yè)，將教育技術(shù)逐漸引向這個(gè)方向。在碩士博士階段，我們要開(kāi)始著手人工智能教育理論，構(gòu)建人機(jī)和諧的教育心理學(xué)說(shuō)，重構(gòu)人-機(jī)-人的師生交流理念。

與此同時(shí)，它極大地沖擊了傳統(tǒng)教育，既可以為教育提供服務(wù)，還能幫助改變教育格局。我們認(rèn)為沖擊最大的，可能是在線教育市場(chǎng)。在某些領(lǐng)域，智能機(jī)器教師可能會(huì)取代部分人類(lèi)教師。

[1]趙剛.人工智能[N].城市快報(bào)，2017-11-24（02）.

[2]雷嘉.人工智能產(chǎn)業(yè)將成為本市新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)[N].中國(guó)青年報(bào)，2018-01-03（A03）.

[3]張家年，朱曉菊，程君青.教育技術(shù)應(yīng)用和研究的盲區(qū)——?dú)埣踩巳旱慕逃齕J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2006（04）：13-15+41.

[4]呂伊雯，徐玲玲.智慧課堂需要智慧教師:技術(shù)發(fā)展助力教師專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)——訪以色列雅典娜基金會(huì)創(chuàng)始人尤里·本·阿里[J].世界教育信息，2017,（22）：3-7.

[5]陳衛(wèi)東，褚樂(lè)陽(yáng)，楊麗，葉新東.4D打印技術(shù)及其教育應(yīng)用展望——兼論與“人工智能+教育”的融合[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018（01）：27-38.

Analysis on Status Quo and Prospect of Artificial Intelligence Education in China

HUANG Li-zhi，WEI Zong-kun

（Tianjin Foreign Studies University, Tianjin 300204, China）

Educational Artificial Intelligence is a new field where the artificial intelligence is combined with learning.The authors conduct a survey of 121 electronic questionnaires and 47.93% of the respondents believe that education robots will replace the teachers for the teaching activities, accounting for the largest proportion.AI education has both advantages of intelligence and disadvantages of emotions. Its developmental trends are applications of educational robots, after-school counselling for children and AI marking and homework correction etc.

artificial intelligence; education; robot; survey; prospect

G642.0

A

1008—6129（2018）02—0060—05

2018—04—06

黃立志（1966—），河北南宮人，天津外國(guó)語(yǔ)大學(xué)教育技術(shù)系，教授。