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人工智慧是電腦科學的一個分支,它企圖了解智慧的實質,並生產出一種新的能以人類智慧相似的方式做出反應的智慧機器,人工智慧從誕生以來,理論和技術日益成熟,應用領域也不斷擴大,他延伸了人類的智慧和身體。在“AlphaGo”連續戰勝世界圍棋冠軍李世石、柯潔之後,全球性人工智慧的發展掀起了新一輪熱潮,引發了人們、越來越強烈的關注。

人工智慧+教育的提出

人工智慧的迅速發展正深刻改變人類社會生活、改變世界。為搶抓人工智慧發展的重大戰略機遇,構築中國人工智慧發展的先發優勢,加快建設創新型國家和世界科技強國,2017 年 7 月,國務院印發《新一代人工智慧發展規劃》,明確指出應逐步開展全民智慧教育專案,在中小學階段設定人工智慧相關課程、逐步推廣程式設計教育,加快人工智慧的創新應用,提出了“智慧教育”,為“人工智慧+教育”指明了發展方向。

2018 年 4 月,教育部關於印發《高等學校人工智慧創新行動計劃》的通知。2018 年 4 月,教育部印發《教育資訊化 2.0 行動計劃》通知,加快了人工智慧+教育的建設步伐。教育是人工智慧的重要應用領域,人工智慧的發展、智慧時代的開啟,既給教育的內容、模式、方法、體系、評估等帶來了整體性影響,也給重塑教育形態、強化教育本質帶來了新的機遇。

不久前聯合國教科文組織釋出的報告《教育中的人工智慧:可持續發展的挑戰與機遇》也提出:“人工智慧技術能夠支援包容和無處不在的學習訪問,有助於確保提供公平和包容性的教育機會,促進個性化學習,並提升學習成果。”2019 年 5 月,國際人工智慧與教育大會在北京舉行,描繪了人工智慧時代教育的發展圖景,提出了“人工智慧+教育”全球合作發展框架,人工智慧+教育漸漸走進福斯的視野。

人工智慧+教育的發展應用模式

“人工智慧+教育”在於依託人工智慧技術,是基於“網際網路+教育”的深化,具有創新驅動、重塑結構、服務智慧、自制演進等特點,並有著廣泛的應用模式,以下是四種應用模式的介紹。

1、 實時跟蹤與反饋的智慧測評

智慧測評是通過一種自動化的方式來測量學生的發展,由機器擔任一些人類負責的工作,包括體力勞動、腦力勞動或者認知工作。通過人工智慧技術而實現的自動測評方式,能夠實時跟蹤學習者的學習表現,並恰當地對他們的學習表現進行評價。以批改網為例,它就是一個以自然語言處理技術和語料庫技術為基礎的線上自動評測系統,它可以分析學生英語作文和標準語料庫之間的距離,進而對學生的作文進行即時評分並提供改善性建議和內容分析結果,通過人工智慧技術實現的即時評價方式,不再侷限於封閉式的評價方式,而是可以通過開放的形式,對學生類似於論文式的學習給出有效反饋和評價。

2、教育機器人

教育機器人在教學中的應用越來越普遍。一方面,教育機器人可以培養和發展學生的計算思維能力。越來越多的學校正在引進教育機器人作為創新的學習環境,用於提高和建立學生的高層思維能力,作為提高學生學習動機和抽象概念理解的補充工具,幫助學生解決複雜的問題。另一方面,教育機器人具有多學科性質,提供建設性的學習環境,有助於學生更好地理解科學知識,在科學、技術、工程和數學 (STEM) 教育方面發揮著重要作用。在 STEM 教學方面,機器人可以協助教師實現工程和技術概念的真實應用,將現實世界中的科學和數學概念進行具體化,有助於消除科學和數學的抽象性。事實上,各種教育機器人的應用推動了科學、技術、工程和數學在教學的改進,機器人固有的靈活性使其在 STEM 不同教育場景中的應用取得了成功。此外,使用機器人教學有助於增強批參與者的判性思維,促進團隊合作,提高溝通交流能力和創新能力。

3、智慧教育助理

智慧教育助理通過輕量級的教育應用,能夠輔助教師教學、學生學習、管理者管理,為使用者提供便捷的智慧化教育服務,其核心驅動力便是人工智慧。當前,智慧教育助理因其便捷性已獲得不少教育使用者的青睞,例如中國企業松鼠 AI,提供教師與 AI 智適應學習系統協作教學的全套標準體系及素質系統 MCM(學習能力、思想、方法),由人工智慧自適應系統主導、真人老輔助的雙師模式,完成“教—學—評—測”的教學全流程,並且做到全流程資料的收集。松鼠 AI 包含小學、初中、高中的語文、數學、物理等全學科課程內容。智慧教育助理是“人工智慧+教育”的一大前景應用形態。

4、高等教育搜尋引擎

例如以色列的一家公司 Schoolargeek,它是目前世界上第一個也是唯一的全球大學和獎學金線上搜尋引擎。服務全球 192 個國家,8646 家機構、10669 項獎學金專案、超過 20 萬學術課程。其人工智慧技術主要體現在個性化的匹配系統,通過技術將使用者的學術和個人背景與正確的學習計劃和獎學金相匹配,幫助使用者更快、更容易、更舒適地進入高等教育。同時,還向使用者提供“智慧代理”的服務,定製化的推送適合他們的專案、獎學金以及其他輔助服務。人工智慧深入到了教育的各個層面。

人工智慧+教育的其他影響

人工智慧技術正在推動教育資訊化的快速發展。不可否認的是,在語音測評、自動批改、拍照搜題等判斷屬性強的場景人工智慧給教育行業帶來了顛覆式的改變,但隨著使用者需求的進一步加深,在一些非是否判斷、有明確結果導向、強幹預、強互動的場景內,特別是涉及到目的性明確的教授環節,例如歐美的 SAT、ACT、CAF 等升學或執業考試,中國的學科輔導、少兒英語等,人工智慧技術無一例外承擔的都是相對輔助的工作,真人教師的作用不容缺失,人工智慧在教育中的定位也引發著我們的思考。

同時,在推進人工智慧教育應用的過程中,還有很多具體問題值得探討,亟待解決。如訓練人工智慧演算法模型需要開放教育大資料,但會涉及到個人隱私暴露等資訊保安問題;相關技術在教學與考試中的應用,可能需要政策和制度的同步完善;人工智慧在提高教學效率和推動教育公平的同時,是否也會造成數字鴻溝的增大;未來的教師和學生、教育研究、教育管理和規劃等該如何適應人工智慧帶來的諸多變革等。面對全球智慧化發展趨勢及其挑戰,教育必須積極主動地調整自身發展,藉助現有技術的優勢與潛能,實現服務社會發展的功能。

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