未來已來
——人工智能+教育

周 詳

（上海戲劇學(xué)院附屬舞蹈學(xué)校 上海 200335）

“不斷加速的科技進步對人類生活模式帶來的改變，把人類帶到了一個稱為‘奇點’的階段。在這個階段過后，我們目前所熟悉的人類社會、藝術(shù)和生活模式，將不復(fù)存在?！痹?958年著名數(shù)學(xué)家烏拉姆這句名言預(yù)示著一個“智能爆炸”時代的到來。而今天這一時代已經(jīng)隨著智能手機，可穿戴數(shù)字設(shè)備，強大的無線移動通信網(wǎng)絡(luò)，以及各種各樣的感應(yīng)器悄然來到我們身邊。

當(dāng)智能機器的能力跨越這一“奇點”臨界點之后，人類的知識單元、聯(lián)結(jié)數(shù)目、思考能力，將旋即步入加速噴發(fā)狀態(tài)，一切傳統(tǒng)的和習(xí)以為常的認(rèn)識、理念、常識將不復(fù)存在，所有的智能裝置、新的人機復(fù)合體將進入“蘇醒”狀態(tài)。正如2017年卡普蘭博士所闡述的：“當(dāng)計算機越來越快，數(shù)據(jù)量大了之后，機器學(xué)習(xí)就成為了更好的匹配，尤其是即將進入到5G時代，這更加推動了演繹與推理、感知與真實世界互動?；诖?，未來我們可以造出有很強的感知能力全新靈活的機器，以及可穿戴傳感器。這些設(shè)備可能變得更浸入式，比如與耳機、隱形眼鏡相結(jié)合，成為你的個人助理。人工智能將使得人類的未來更加光明，讓人的智力更加寶貴有價值，讓我們更好地面對挑戰(zhàn)，幫助人類尋找最有價值的信息，做出更有價值的決定。未來肯定是由人創(chuàng)造的，我們應(yīng)該找到更加創(chuàng)新的方式，更好地服務(wù)人類的生活?！?/p>

如果說工業(yè)革命取代了許多人類的體力勞動，那么人工智能將取代許多人類的腦力勞動。隨著這一革命性時代的到來，教育也將隨之發(fā)生革命性的變革。翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生真正成為了教育的主體，教師的工作被縮減成“學(xué)習(xí)教練”。學(xué)生可以在線上搜尋學(xué)習(xí)相關(guān)資料，然后在教師和教學(xué)助理的幫助下在學(xué)校完成作業(yè)。當(dāng)人工智能真正進入到教育領(lǐng)域中，我們的教育又將是什么樣子的呢？

一、人工智能幫助我們更好的理解個體

計算機的計算能力高速增長，現(xiàn)在的速度比30年前翻了超過100萬倍。初期人工智能以邏輯推理為主導(dǎo)，通過輸入少量的數(shù)據(jù)，能夠有很好的推理和演繹是最初的主要發(fā)展方向。隨著時間的推移，隨著數(shù)據(jù)量越來越大，我們需要具有大量計算能力、很強的云存儲能力的計算機工具，人工智能便進入了機器學(xué)習(xí)為主導(dǎo)的研究方向。機器學(xué)習(xí)需要更大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)越多，結(jié)果越好，越精準(zhǔn)。特別是在一個數(shù)據(jù)密度非常高的世界當(dāng)中，當(dāng)進入5G的萬物互聯(lián)的時代后，機器學(xué)習(xí)能夠用來解決非?；靵y的、非結(jié)構(gòu)化的真實世界當(dāng)中的許多問題。

在教育領(lǐng)域中，機器學(xué)習(xí)通過學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)者來獲取海量數(shù)據(jù)。首先，機器學(xué)習(xí)通過單個學(xué)習(xí)者獲得個體數(shù)據(jù)，包括個體的經(jīng)歷、以往閱讀、各學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)與儲備，從而分析出個體記憶、解析問題的數(shù)字化模型。然后，機器學(xué)習(xí)通過學(xué)習(xí)大量個體學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)云中獲得的海量數(shù)據(jù)，通過算法進行分析分類，從而組織建立起群體數(shù)據(jù)云。最后，人工智能從群體數(shù)據(jù)云中分析提取出所需要信息提供給學(xué)習(xí)者與教師，從而完成從人到人的輔助學(xué)習(xí)循環(huán)。

比如，在教育系統(tǒng)中對學(xué)生分班這項工作可以由人工智能完成。這要比現(xiàn)在大多數(shù)學(xué)校運用隨機抽取的分班方式更加有效。計算機通過獲取學(xué)生的記憶模式、個性傾向、愛好特點等，進行最優(yōu)化的組織分類。同時，人工智能通過對教師數(shù)據(jù)與學(xué)生數(shù)據(jù)的配對分析使教師與學(xué)生的匹配更趨合理，也為教師提供了所教授學(xué)生的數(shù)據(jù)云分析。

二、人工智能比教師更加了解學(xué)生

2011年，谷歌的深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)第一次自主學(xué)會了識別貓的視頻。隨后出現(xiàn)了GPU，應(yīng)用于深度學(xué)習(xí)，加速了深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展。

隨著機器學(xué)習(xí)算法的不斷優(yōu)化，并得到了GPU并行計算能力和海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)的支持，原來深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練方面的困難逐步得到解決，“深度學(xué)習(xí)”的發(fā)展迎來了新的高潮。首先，在計算機視覺領(lǐng)域，光學(xué)字符識別較早實現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用，就是將計算機無法理解的圖片文件中的字符，識別轉(zhuǎn)化為計算機的文本格式。隨后，深度學(xué)習(xí)在性能上超越了機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的其他很多算法，應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的圖像識別擴展到機器學(xué)習(xí)的各個領(lǐng)域。比如，2014年，Deep Face深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以識別核實照片中的人物，人臉識別準(zhǔn)確率達97.25%。現(xiàn)在計算機的“深度學(xué)習(xí)”已經(jīng)可以從獲取圖像上識別人類的情緒變化，甚至于人面對面都很難發(fā)現(xiàn)的細微表情變化，計算機都可以迅速做出分析。

在課堂場景中，既使在面對面的課堂中，教師都可能感覺不到學(xué)生的細微心理變化，但能夠識別人類情緒變化的人工智能可以迅速為教師提供學(xué)生的實時反饋，為成功達到教學(xué)目標(biāo)提供最佳解決方案。人工智能也可以實時監(jiān)控學(xué)生的反饋，協(xié)助教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程。人工智能可以說是教學(xué)過程中的教師超級大腦。計算機技術(shù)從完成學(xué)習(xí)者的被動搜索或計算存儲，到利用人工智能主動根據(jù)大數(shù)據(jù)分析對學(xué)習(xí)者進行全景式掃描，掌握學(xué)生的個體學(xué)習(xí)難點，提出學(xué)習(xí)方案并提供學(xué)習(xí)參數(shù)。

三、人工智能下的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)正在改變課堂

現(xiàn)在的學(xué)生可以被稱為“數(shù)字新生代”，他們在出生這一刻甚至于受孕這一刻起就被數(shù)字化所影響的，他們已經(jīng)被互聯(lián)網(wǎng)所緊緊“纏繞”。“把網(wǎng)絡(luò)看成是電腦之間的連接是不對的。相反，網(wǎng)絡(luò)把使用電腦的人連接起來了?；ヂ?lián)網(wǎng)的最大成功不在于技術(shù)層面，而在于對人的影響?；ヂ?lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展對我們所有的人都是一個技術(shù)上的挑戰(zhàn)，可是我們永遠不能忘記我們來自哪里，不能忘記我們給更大的電腦群體帶來的巨大變化，也不能忘記我們?yōu)閷淼淖兓鶕碛械臐摿Α！保≧FC：第1336期）互聯(lián)網(wǎng)的這一巨大改變也使傳統(tǒng)的教育體系徹底被翻轉(zhuǎn)。隨著“信息化”時代發(fā)展到物聯(lián)網(wǎng)階段——物物相連的互聯(lián)網(wǎng)階段，互聯(lián)網(wǎng)的用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間進行信息交換和通信，通過智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)，再通過人工智能來控制輸出，將學(xué)校、教室和與教育相關(guān)的包括桌椅等一切設(shè)備連接后，教室成為了一個空間。用更形象的話來形容就是“教室或?qū)W校成為了宇宙空間的一部分”，數(shù)字虛擬空間也是教學(xué)空間一個重要組成部分。

每位教育的參與者包括教師、學(xué)生、家長將人工智能助理加入其中。以前基于消化模式的教育方式將被在人工智能幫助下的創(chuàng)造模式所替代。這一代的學(xué)生可以從未去過實體圖書館，他們的所有知識來源都是通過移動數(shù)字方式獲得的，他們的所有獲得的知識及在教育中的表現(xiàn)也被用數(shù)字化的手段記錄下來成為了個體云數(shù)據(jù)，為持續(xù)的教育甚至終身學(xué)習(xí)提供支持。可以這樣說：學(xué)習(xí)者需要達到什么學(xué)習(xí)目標(biāo)，人工智能數(shù)字虛擬空間就為學(xué)習(xí)者提供什么樣的內(nèi)容。[1-6]

四、結(jié)束語

教育應(yīng)該走在人工智能發(fā)展和運用的前沿，因為教育是對未來人的塑造?！拔磥硪褋?，只是尚未流行?！边@句名言預(yù)示著人工智能的普及化應(yīng)用將顛覆現(xiàn)有的大多數(shù)產(chǎn)業(yè)包括教育，將會讓我們的未來更加的光明。人工智能設(shè)備將會去承擔(dān)人類那些程式化的工作，讓人的智力顯得更加寶貴和有價值。人工智能可以像大腦一樣為我們尋找最有價值的信息，幫助我們做出更加正確的決定，從而更好地應(yīng)對挑戰(zhàn)。

教育必須加快開發(fā)新的人工智能場景，進行大數(shù)據(jù)運用實驗，加速人工智能在教育各個環(huán)節(jié)中的運用。人工智能不能完全取代教師，但不懂人工智能的教師將會被取代。

“未來已來”，一個嶄新的時代已經(jīng)進入了我們的生活。人工智能是教育的未來，更是塑造出未來的人的未來。