劉慶峰：用人工智能助力因材施教

凌云

2021年7月，科大訊飛董事長劉慶峰在AI學習機T10發(fā)布會上演講。

科大訊飛董事長劉慶峰站在講臺中央，背景屏幕上是一片郁郁蔥蔥的樹林，上方有一行字——“個性化精準學，AI學習更輕松”。他說：“我們希望幫助學生高效學習，幫助家長減輕輔導負擔，為孩子的五育并舉贏得更多時間和空間，讓因材施教的夢想照進現(xiàn)實?！?/p>

這是今年7月科大訊飛AI學習機T10的發(fā)布會現(xiàn)場。但劉慶峰談的首先不是產(chǎn)品，而是教育的時代之問：“教育要培養(yǎng)什么人，怎么樣培養(yǎng)人，為誰培養(yǎng)人？”歸根結(jié)底是一個問題：如何讓教育回歸本質(zhì)？

讓學生的學習更高效

教育的本質(zhì)是什么？劉慶峰說起了《科學》雜志的一個預測：2045年前，全球45%左右的工作會被人工智能替代。但教師不會被替代，因為教師是人類的靈魂工程師?！胺彩怯幸?guī)律可循的活動，機器都可以替代人。但機器無法取代人類的創(chuàng)意和想象力。未來教育的核心要培養(yǎng)人的創(chuàng)造力。”

2000多年前，孔子就主張“因材施教，有教無類”。如今，義務教育最突出的問題之一則是中小學生負擔太重，學習效率不高。劉慶峰說，科大訊飛聯(lián)合北京師范大學承載的大數(shù)據(jù)專項，共同統(tǒng)計了35億次學生作業(yè)，發(fā)現(xiàn)其中有60%是無效、低效練習。他們在兩年中走訪了16個城市、5500多名用戶，匯聚了1萬多條意見，歸納出社會最關注的5個問題，第一個就是“怎樣幫助孩子減少無效、低效的重復練習”。

在劉慶峰看來，解決問題的路徑是回歸學校的教育主陣地作用，用人工智能幫助學校提升能力，幫孩子進行自主學習、精準學習。“在教育中，存在兩個‘既要也要的典型期待。既要孩子減負，也要學業(yè)提升;既要‘五育并舉，也要科技強國?！倍斯ぶ悄軙r代可以嘗試著實現(xiàn)兩者平衡。“運用人工智能技術(shù)，能解決三個關鍵：第一，能對學情做分析，清楚了解孩子的學業(yè)情況;第二，能追根溯源，為孩子推薦個性化提升方案;第三，能以實際成效來促進信心?！?/p>

劉慶峰以科大訊飛的新產(chǎn)品——AI學習機為例介紹說，它可滿足從小學到高中的學習需求。比如，它能借助復雜場景的圖文技術(shù)等對學生學情做分析;利用知識圖譜技術(shù)等對學習內(nèi)容做推薦;用語音交互技術(shù)、機器翻譯技術(shù)和大規(guī)模權(quán)威評測應用驗證幫學生“能聽會說”學語言。“老師批改全班作文，學生可能要兩天甚至更久得到反饋。機器批改可實現(xiàn)即時反饋，學生立馬就能知道問題在哪，怎樣有針對性提升。”

人工智能讓學習更高效。劉慶峰說：“我們利用人工智能技術(shù)為學生規(guī)劃個性化學習路徑。通過對學生學習過程性數(shù)據(jù)的采集和分析，智能診斷學生薄弱環(huán)節(jié)，構(gòu)建知識圖譜，并進行有針對性的學習資源推薦?！彼蛴浾哒故玖艘粋€學生的數(shù)學知識圖譜，綠色部分是學生掌握的，紅色是沒掌握的，黃色是掌握不牢固的。如果孩子不把薄弱知識點掌握好，再怎么努力成效也很小。如今“按圖索驥”推薦該學的內(nèi)容，不僅減少無效學習時間，還能提升學生的自信心。

在安徽蚌埠市懷遠一中，學校基于學業(yè)數(shù)據(jù)記錄與分析，為每個學生定制個性化學習方案。自2018年引入個性化學習系統(tǒng)以來，已為該校學生整理錯題160余萬道，探索出一套個性化教學模式。青島西海岸新區(qū)是國家級信息化教學實驗區(qū)，2019年與科大訊飛合作開展“‘因材施教人工智能+教育創(chuàng)新應用行動”。在當?shù)攸S島小學，六年級學生用壓感筆和平板電腦上美術(shù)課，用專業(yè)繪畫軟件進行美術(shù)創(chuàng)作，盡情享受著美與科技融合的現(xiàn)代課堂。

劉慶峰說，智慧教育個性化解決方案有效減輕了學生負擔?！敖逃谋举|(zhì)不應是盲目追求學得多、學得難，而是能培養(yǎng)孩子的學習興趣和好奇心?！?h3>讓老師教得更精準

人工智能也讓教學更精準。劉慶峰說：“傳統(tǒng)的英語聽說教學無法短時間內(nèi)掌握學生共性問題。比如朗讀短文，老師只能讓個別學生起來讀，然后有針對性地進行指導。通過我們的英語聽說教學平臺，所有學生一起讀，系統(tǒng)自動統(tǒng)計學生高頻錯詞，回放問題讀音，讓老師快速掌握學情，以學定教?！?/p>

在青島西海岸新區(qū)育英初級中學，學校應用這一平臺和智慧課堂，打造在校模擬測試、在家自主練習的英語教學模式。課前，教師利用人工智能技術(shù)生成練習題，推送預習任務，學生在線完成提交后，系統(tǒng)自動批改并反饋學情，教師隨后在課堂上進行有針對性的講解。課后，教師布置英語朗讀評測，學生進行發(fā)音練習后，系統(tǒng)即時給出反饋，讓孩子準確了解自身的優(yōu)勢與不足，樹立自主學習的自信心。

劉慶峰說，人工智能可以幫助老師完成復雜重復的工作。比如，在課前備課環(huán)節(jié)，老師通常面臨學情難掌握、備課資源難尋找等問題，智能備課工具可提供體系化的精準性資源，并基于學情做智能推薦。“我們提供體系化精品資源覆蓋全國主流教材版本;超過1500萬道題庫資源涵蓋中小學10門學科，且實時更新?！痹谡n堂上，教師可以發(fā)起全班作答，學生完成后系統(tǒng)自動批改，每道題的完成率、正確率一覽無余。作文智能批改釋放了老師的時間、精力，省出來的時間可以對作文較薄弱的學生進行專項輔導。

左圖：科大訊飛副總裁章繼東在發(fā)布會現(xiàn)場介紹AI學習機情況。右圖：AI學習機T10引起參會者濃厚興趣。

身為全國人大代表的劉慶峰，也一直在關注教育公平問題。他說，一些鄉(xiāng)村學校教育資源相對匱乏，影響了教育公平。近幾年，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，這些問題正在逐漸得到解決。比如，安徽省蚌埠市從2019年開始在全市開展智慧學校建設，科大訊飛為當?shù)靥峁┝?2萬條教學資源、2000萬道試題資源，幫助鄉(xiāng)村學校開齊國家課程，開好語言課程，讓鄉(xiāng)村學生共享城鎮(zhèn)名師資源。在地處偏遠的固鎮(zhèn)縣連城鎮(zhèn)中心小學，“能聽會說”的電子課本讓師生有了標準的語言學習環(huán)境，通過大屏幕和網(wǎng)絡錄播設備，學生可以和市里優(yōu)質(zhì)校學生“同上一節(jié)課”。革命老區(qū)六安是國家扶貧開發(fā)重點區(qū)域，當?shù)靥焯谜行男W下轄6個教學點，常年無法開設英語、美術(shù)、音樂等科目。通過智慧學校建設，那里的孩子們也有了這些課程。

劉慶峰說：“教育是鄉(xiāng)村的支柱，鄉(xiāng)村振興和農(nóng)村現(xiàn)代化離不開鄉(xiāng)村教育發(fā)展，而縮小教育區(qū)域差距是我們國家和社會一直在追求的目標。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，技術(shù)確實已對這個目標的實現(xiàn)做出了一定的貢獻?！?h3>AI學習機背后的“硬核”科技

自2004年涉足教育領域以來，科大訊飛研發(fā)的智慧教育產(chǎn)品已廣泛應用，并與3.8萬余所學校深度合作，服務過億師生。這背后，是科大訊飛的“硬核”技術(shù)。

劉慶峰說：“為什么AI學習機能對學情做分析？因為我們有強核心技術(shù)。比如OCR技術(shù)，能把圖片變成機器可以理解的‘文字。我們在國際模式識別大賽上，中文、英文和公式總共3項比賽都是全世界第一名;在2020年復雜數(shù)學公式挑戰(zhàn)賽中，我們獲得了全世界第一名。因為這項技術(shù)，學生的數(shù)據(jù)成為了讓機器做分析的條件和基礎?！?/p>

機器批作文背后是機器閱讀理解能力?！霸谒固垢４髮W牽頭的SQuAD的比賽中，我們的技術(shù)在全球首次超過了人類平均水平。這使機器可以學習一個個領域的知識，在作文評分上達到人類專家的水平。這項技術(shù)已在中高考作文閱卷中應用?！?/p>

AI學習機如何精準規(guī)劃、推薦學習路徑呢？這就要識別孩子的“最近發(fā)展區(qū)”，并給出動態(tài)的學習路徑規(guī)劃。所謂“最近發(fā)展區(qū)”，就是孩子已達到的發(fā)展水平和可能達到的發(fā)展水平間的距離。孩子需要做“跳起來夠得著”的相關訓練，太難會打擊自信心，太簡單又沒有用。在2020年NeurlPS教育挑戰(zhàn)賽的“預測學生對新試題的作答選項”“評估試題質(zhì)量”和“設計個性化試題推薦模型”3個任務中，科大訊飛斬獲了一個賽道的公榜和私榜雙項冠軍及兩個賽道的公榜第一?！斑@個核心技術(shù)的突破，使得我們有能力在全球率先做因材施教的精準推薦?！眲c峰說道。

科大訊飛AI學習機能幫孩子讀課文、練口語、做聽寫練習等，這些功能也有核心技術(shù)支撐。首先是語音合成技術(shù)的突破。在國際權(quán)威語音合成大賽Blizzard Challenge中，科大訊飛獲得14連冠，其合成語音首次超過專業(yè)播音員。兩年前，科大訊飛利用AI技術(shù)為紀錄片《創(chuàng)新中國》配音，是全球首部全部采用人工智能配音的紀錄片。其次是口語評測技術(shù)的突破。目前，業(yè)內(nèi)只有科大訊飛口語測評技術(shù)能做到大規(guī)模應用，并且是在普通話等級考試和高考英語口語考試中應用。第三是機器翻譯技術(shù)的突破?？拼笥嶏w的機器翻譯已通過全國翻譯專業(yè)資格（水平）測試，機器口譯技術(shù)測試在全球首次達到專業(yè)資格合格標準?？拼笥嶏w成為北京2022年冬奧會和冬殘奧會自動語音轉(zhuǎn)換與翻譯的獨家供應商。第四是語音識別技術(shù)的突破，在國際語音識別評測領域影響力最大的CHiME大賽中，科大訊飛語音識別技術(shù)蟬聯(lián)三屆冠軍。今年，科大訊飛“語音識別方法及系統(tǒng)”榮獲第二十二屆中國專利金獎。

“新一代AI學習機中有著以科大訊飛為代表的中國人工智能里程碑式技術(shù)突破。正因為這些突破，我們今天才敢說人工智能學習機的時代已經(jīng)到來了?！眲c峰說，“我相信這樣的核心技術(shù)成果，將會支撐著中國孩子率先在全球享受到人工智能的紅利，讓中國在未來科技創(chuàng)新和人的培養(yǎng)上走在世界前列?！?/p>

劉慶峰說，時代在變，技術(shù)在變，但教育的本質(zhì)不會改變。人工智能的目的是幫助老師推動教學，讓老師從不必要的勞動中解放出來，有時間和精力去做教學研究，去關注孩子的心智發(fā)展和創(chuàng)造力的提高。“教育的核心絕不僅僅是‘注滿一桶水，而是要‘點燃孩子心中的那一把火，激活孩子的創(chuàng)造力。這一點在人工智能時代尤為重要。數(shù)據(jù)會告訴每一個孩子到底在哪些方面是有天分的、與眾不同的。我們希望能夠通過過程性評價，幫助孩子們找到未來人生出彩的最合適的那個方向?！?/p>

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新一代信息技術(shù)的發(fā)展與普及應用，未來的教育將進入教師與人工智能協(xié)作共存的時代。劉慶峰說：“人工智能依舊是人類的助手，未來屬于掌握了人工智能的人類，希望廣大教師能夠主動適應人工智能新技術(shù)的變化，讓孩子們站在人工智能的肩膀上適應未來?！?/p>