人工智能在教育領(lǐng)域的輔助應(yīng)用

摘要：在教育領(lǐng)域應(yīng)用人工智能能夠創(chuàng)造高質(zhì)量教育資源，增加學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì);優(yōu)化教育供給結(jié)構(gòu)，促進(jìn)教育公平;促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)技能發(fā)展，為教師賦能;優(yōu)化學(xué)科建設(shè)，合理學(xué)科布局。但目前應(yīng)用人工智能存在倫理道德?tīng)?zhēng)議、安全隱私、人性化交流等問(wèn)題，應(yīng)該理性看待人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，提升教師、教育部門(mén)應(yīng)用理念，優(yōu)化人工智能在教育領(lǐng)域的普及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人工智能;教育領(lǐng)域;輔助應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 ???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：CN61-1487-（2020）02-0108-03

人工智能（Arti?ial Intelligence，AI）是一項(xiàng)研究、模擬、擴(kuò)展和擴(kuò)展人類(lèi)智能理論以及相關(guān)方法和應(yīng)用的技術(shù)，它通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)智能，并最終使其像人類(lèi)一樣思考、學(xué)習(xí)和識(shí)別。近年來(lái)，由于人工智能在教育領(lǐng)域的滲透，教育生態(tài)深度變革，受到了全世界的普遍關(guān)注，它已被世界各國(guó)提升為國(guó)家戰(zhàn)略高度。如2017年3月，李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中首次提出人工智能新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃;2019年5月在北京舉辦以“規(guī)劃人工智能時(shí)代的教育：引領(lǐng)與跨越”為主題的國(guó)際人工智能與教育大會(huì)。人工智能所帶來(lái)的技術(shù)變革已然給教育帶來(lái)巨大的改變，在教育領(lǐng)域，人工智能為課程與教學(xué)帶來(lái)了機(jī)遇，它存在一定的輔助作用。[1]

一、人工智能為教育領(lǐng)域增加優(yōu)勢(shì)

人工智能會(huì)助力教育供給側(cè)改革，使教育供給側(cè)改革更加智能化。隨著人工智能和教育的融合進(jìn)一步深化，未來(lái)將能夠看到很多的變化。例如現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)的人機(jī)協(xié)同教育，我們認(rèn)為這種新型的雙師體系教學(xué)方式讓課堂更加有效率。[2]相信下一步人工智能與教育會(huì)進(jìn)一步融合，進(jìn)而會(huì)帶來(lái)更多的創(chuàng)新和變革的可能性，且我們相信未來(lái)“人工智能+教育”也會(huì)像“互聯(lián)網(wǎng)+教育”一樣，在教育領(lǐng)域成為常態(tài)。[3]我們從教學(xué)資源、教學(xué)公平性、教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展、學(xué)科建設(shè)等方面探究了人工智能在教育領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。

（一）人工智能可以創(chuàng)造高質(zhì)量教育資源，增加學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)

人工智能的知識(shí)儲(chǔ)備豐富，能夠?yàn)椤敖膛c學(xué)”提供無(wú)限多的教育資源，它能通過(guò)數(shù)據(jù)處理，把課程與教學(xué)中所需要的知識(shí)點(diǎn)輸入系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)教師所不能完全了解的知識(shí)領(lǐng)域，人工智能已經(jīng)具備比人強(qiáng)大得多的學(xué)習(xí)能力，它能夠隨時(shí)隨地可以提供，而且更加詳盡、完整，并且人工智能的互動(dòng)方式非常簡(jiǎn)單，能夠提高教學(xué)中師生互動(dòng)的教學(xué)效率，強(qiáng)化教師的教學(xué)水平。“人工智能+教育”已被寄予了讓教育由“千人一面”轉(zhuǎn)變?yōu)椤扒饲妗钡南Ｍ?，讓教育回歸本質(zhì)，提高教學(xué)的效果。例如，人工智能將使“自適應(yīng)學(xué)習(xí)”成為現(xiàn)實(shí)。[4]機(jī)器永遠(yuǎn)不會(huì)累，它有充足的時(shí)間指導(dǎo)學(xué)生，也不會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生情緒。當(dāng)算法發(fā)現(xiàn)學(xué)生在某個(gè)問(wèn)題上的弱點(diǎn)時(shí)，它針對(duì)學(xué)生的弱點(diǎn)提供指導(dǎo)和相關(guān)練習(xí)，并提供后續(xù)課程以幫助學(xué)生克服困難。

（二）人工智能可以?xún)?yōu)化教育供給結(jié)構(gòu)，促進(jìn)教育公平

教學(xué)成本是制約在線(xiàn)教育規(guī)?；闹饕?，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，教學(xué)的邊際成本也水漲船高。傳統(tǒng)的教育供給是有限的，特別是在貧困地區(qū)，由于存在地理位置上的巨大差異，貧困地區(qū)師資配備不充足，且往往存在一個(gè)教師教授多門(mén)科目的情況，成熟教師流動(dòng)性太強(qiáng)，從數(shù)量和質(zhì)量上來(lái)看均不能滿(mǎn)足當(dāng)?shù)亟逃枨螅逃Y源不均衡問(wèn)題十分突出。[5]人工智能可以有效地學(xué)習(xí)知識(shí)的各個(gè)方面，可以有效地吸收多學(xué)科知識(shí)，并且可以不受限制地分布到各個(gè)偏遠(yuǎn)地區(qū)，從而可以提高偏遠(yuǎn)地區(qū)教學(xué)的數(shù)量和質(zhì)量，從而有效地提高教育公平性。人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用能夠擴(kuò)大教育普及率以及確保學(xué)習(xí)質(zhì)量和教育公平，學(xué)習(xí)可以不論時(shí)間和地點(diǎn)，突破教育的時(shí)間和地點(diǎn)限制，為貧困地區(qū)帶來(lái)新的希望。

（三）人工智能可以促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)技能發(fā)展，為教師賦能

與傳統(tǒng)的教師教學(xué)相比，人工智能在知識(shí)教學(xué)方面可能具有更大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別、學(xué)習(xí)效果量化統(tǒng)計(jì)等技術(shù)，人工智能可以讓教師的工作在很多方面得到解脫。教師可以培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)，并幫助他們進(jìn)行人際交流。由于教育資源相對(duì)有限，一個(gè)學(xué)校的師生比往往十分懸殊，教師想要發(fā)展精細(xì)化教育往往受限于現(xiàn)實(shí)狀況，而人工智能能給與教學(xué)新的傳授模式。[6]人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用不是為了取代教師，而是代替教師完成低技能任務(wù)和日常工作，輔助完成機(jī)械重復(fù)性任務(wù)，使教師有更多的時(shí)間和精力來(lái)提高教學(xué)技能和教育研究，真正實(shí)現(xiàn)教師角色的動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，人工智能的應(yīng)用并不脫離以人為本。它基于師生的需求，使學(xué)生可以獲得更全面的知識(shí)，并解決教室中老師所面臨的問(wèn)題。

（四）人工智能能夠優(yōu)化學(xué)科建設(shè)，合理學(xué)科布局

傳統(tǒng)教學(xué)中，由于學(xué)科背景和精力限制，教師往往都是專(zhuān)注于某一具體的學(xué)科。但事實(shí)上，當(dāng)前教育更多的是要求多學(xué)科融合發(fā)展，例如近來(lái)日益發(fā)展的STEAM教育，便凸顯了當(dāng)前多科學(xué)融合建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。人工智能的機(jī)器學(xué)習(xí)，使得其能夠快速且全面的吸收各學(xué)科知識(shí)，進(jìn)而人工智能有望改進(jìn)核心科目的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果以及培養(yǎng)跨學(xué)科能力。人工智能的設(shè)定不僅可以使分科教學(xué)的知識(shí)更加深入，還能夠整合各學(xué)科知識(shí)，強(qiáng)化跨學(xué)科式綜合教學(xué)的廣度，有效加強(qiáng)學(xué)科教學(xué)的學(xué)習(xí)效果，深入發(fā)展核心素養(yǎng)，提高未來(lái)人才競(jìng)爭(zhēng)力。[7][8]隨著人工智能應(yīng)用的深入，學(xué)生、教師、智能機(jī)器將共同組成數(shù)字化學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，讓老師和學(xué)生以及學(xué)生和學(xué)生之間、學(xué)校的管理者和老師與學(xué)生之間可以全時(shí)互動(dòng)，跨時(shí)空互動(dòng)，進(jìn)而優(yōu)化學(xué)科布局。

二、中小學(xué)人工智能應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

人工智能能夠帶給中小學(xué)教學(xué)更多的優(yōu)勢(shì)，但具有變革性的新興技術(shù)也會(huì)給當(dāng)前教育帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)，譬如人機(jī)共處、數(shù)據(jù)泄露、安全隱私等倫理性問(wèn)題。

（一）人工智能尚存?zhèn)惱淼赖聠?wèn)題爭(zhēng)議

人工智能技術(shù)帶來(lái)了便利，但它也產(chǎn)生了復(fù)雜的道德和安全問(wèn)題。在教育領(lǐng)域，一方面，人工智能進(jìn)一步促進(jìn)了教育的發(fā)展，如支持個(gè)性化學(xué)習(xí)、提供高質(zhì)量服務(wù)等;另一方面，人工智能的倫理性問(wèn)題的確存在，數(shù)據(jù)的信息安全無(wú)法得到保障，例如著名的電車(chē)悖論，表面上看，電車(chē)悖論和教學(xué)應(yīng)用并未太大關(guān)聯(lián)，但本質(zhì)上都反應(yīng)了當(dāng)前人工智能應(yīng)用上存在一定限制，畢竟人工智能的實(shí)質(zhì)是基于算法，其應(yīng)用的決策大多是基于人為的設(shè)定，在沒(méi)有確定其倫理道德?tīng)?zhēng)議前是難以應(yīng)用到教學(xué)內(nèi)容上的。因此，倫理性問(wèn)題的控制還需得到國(guó)家政策的支撐。

（二）人工智能的安全應(yīng)用問(wèn)題還有待保障

無(wú)論是先前的VR技術(shù)，腦機(jī)互動(dòng)技術(shù)還是當(dāng)前的人工智能，它們都是針對(duì)大腦進(jìn)行深度感知、信息互動(dòng)，在互動(dòng)中提高教學(xué)效率。譬如人工智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它能夠?qū)W(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)過(guò)程中的監(jiān)管和記錄，從而分析學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，達(dá)到個(gè)性化教學(xué)的效果。像這樣的學(xué)生學(xué)情大數(shù)據(jù)分析，雖然可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，但是這些具有隱私性的數(shù)據(jù)會(huì)不會(huì)被跟蹤泄露，會(huì)不會(huì)被惡性競(jìng)爭(zhēng)，目前還無(wú)法得到確切的保障。此外，數(shù)據(jù)來(lái)源也存在安全性問(wèn)題，人工智能的基礎(chǔ)是算法，而算法的科學(xué)性離不開(kāi)大數(shù)據(jù)的支撐，對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō)，單個(gè)學(xué)校的數(shù)據(jù)集太過(guò)有限，難以進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效分析，因此不得不依靠人工智能和大數(shù)據(jù)公司所提供的數(shù)據(jù)，對(duì)于數(shù)據(jù)的來(lái)源難以把控。同時(shí)，為了進(jìn)一步提升人工智能在教育的科學(xué)性，在應(yīng)用中還將不斷收集各個(gè)應(yīng)用學(xué)校的數(shù)據(jù)，對(duì)于學(xué)生的數(shù)據(jù)安全性構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)，因此針對(duì)人工智能應(yīng)用的安全問(wèn)題有必要建立合理的監(jiān)管平臺(tái)來(lái)保證安全與公平。

（三）人工智能缺乏人性化交流

教育不僅是在教人，更重要的是在育人。人工智能在一定程度上實(shí)現(xiàn)了智能化的交流，但它始終是虛擬化存在的機(jī)器，目前尚存“數(shù)據(jù)偏見(jiàn)”問(wèn)題，從信息流分發(fā)可以看到，這種數(shù)據(jù)偏見(jiàn)越來(lái)越嚴(yán)重，因?yàn)闄C(jī)器沒(méi)有情感，只是進(jìn)一步強(qiáng)化馬太效應(yīng)。人本身是社會(huì)動(dòng)物，真實(shí)的社會(huì)交往對(duì)人來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。特別是對(duì)于中小學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于較大的課程壓力，本身缺乏一定的社會(huì)交流，中小學(xué)階段是其成長(zhǎng)的關(guān)鍵期，學(xué)生需要獲得教師正確價(jià)值觀的引導(dǎo)。在這樣的情況下，教師對(duì)其交流至關(guān)重要，而人工智能在教學(xué)上的推進(jìn)普及，雖然給與教師更大的自由度，但不可避免的會(huì)減少教師數(shù)量，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)學(xué)生人性化交流的減少。因而，人機(jī)如何和諧共處還需更深入的思考。

三、理性看待人工智能在中小學(xué)的應(yīng)用

盡管在人工智能的應(yīng)用中存在一定問(wèn)題，但推進(jìn)人工智能大趨勢(shì)不應(yīng)停滯。當(dāng)前已從“互聯(lián)網(wǎng)+”逐步進(jìn)入“人工智能+”時(shí)代，時(shí)代的需求必將推動(dòng)人工智能的應(yīng)用，人工智能的確已為教育賦能。在教育上較早的應(yīng)用人工智能，有助于學(xué)生更早的了解人工智能，了解新時(shí)代的科技應(yīng)用，同時(shí)，隨著時(shí)代發(fā)展對(duì)人工智能弊端的突破與優(yōu)化，相信會(huì)帶給教育領(lǐng)域更優(yōu)質(zhì)安全的輔助效果，這也更符合新時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。

（一）應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)人工智能

人工智能本質(zhì)上是一種工具，工具本身沒(méi)有對(duì)與錯(cuò)，更重要的是應(yīng)用人工智能的人。必須利用人工智能，發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢(shì)，使人工智能在教育中發(fā)揮作用。因此，教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生正確對(duì)待人工智能在教育的應(yīng)用。[9]教學(xué)的目的是提高學(xué)生的認(rèn)知能力、思維能力和創(chuàng)造能力。人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用不是一陣風(fēng)，也不應(yīng)該是一個(gè)新穎的玩具。有必要引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用。未來(lái)教育應(yīng)致力于培養(yǎng)面向人工智能時(shí)代的創(chuàng)新人才，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)和工作中，培養(yǎng)創(chuàng)造力，發(fā)展關(guān)鍵能力與核心素養(yǎng)，從而更好地適應(yīng)未來(lái)時(shí)代的發(fā)展。

（二）教師應(yīng)合理發(fā)揮人工智能效能

教育是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，人工智能技術(shù)再怎么先進(jìn)，也肯定替換不了師生之間的心靈溝通和思想啟迪。作為教育的直接主體，教師在人工智能應(yīng)用上要發(fā)揮主觀作用，著力踐行師資隊(duì)伍建設(shè)的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)。教師是教學(xué)過(guò)程中不可缺少的要素，學(xué)校不會(huì)消失，教師不會(huì)被取代，人工智能所取代的只是低技能的日常工作，因此，應(yīng)積極發(fā)展人工智能在教育領(lǐng)域中的輔助應(yīng)用。人工智能的應(yīng)用所改變的只是教學(xué)的過(guò)程與方式。在人工智能應(yīng)用的過(guò)程中，教師要積極主動(dòng)了解并應(yīng)用人工智能，緊跟時(shí)代，集合人工智能推動(dòng)教育進(jìn)入新時(shí)代。[10][11]

（三）教育機(jī)構(gòu)應(yīng)合理對(duì)待人工智能

作為教育的實(shí)施主體，教學(xué)機(jī)構(gòu)要合理對(duì)待人工智能。教育機(jī)構(gòu)對(duì)新技術(shù)完全接納需要長(zhǎng)期的適應(yīng)過(guò)程。人工智能既會(huì)給教育帶來(lái)益處，也會(huì)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)，人工智能的開(kāi)發(fā)應(yīng)當(dāng)為人所控、以人為本，始終把對(duì)學(xué)生的主體地位作為教育的核心。[12]教學(xué)機(jī)構(gòu)推動(dòng)人工智能發(fā)展在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用時(shí)要注重以服務(wù)于人為目的，注重倫理道德教育，養(yǎng)成人工智能應(yīng)用的好習(xí)慣。同時(shí)教育部門(mén)理應(yīng)加大對(duì)信息技術(shù)教材的審查力度，建立人工智能內(nèi)容體系。

實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中華夢(mèng)需要教育的大力支持。教育作為國(guó)家人工智能戰(zhàn)略的核心領(lǐng)域，必須與時(shí)俱進(jìn)，積極響應(yīng)人工智能在教育中的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：伍紹琦（1995—），女，漢族，重慶人，單位為重慶師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，研究方向?yàn)樾W(xué)教育。

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