人工智能教诲成长中的问题及建议

人类正跨入人工智能时期，人工智能技能的发展正重塑人类思维模式，冲击着人们生产、生活和学习的各个领域。
随着深度学习算法在语音和视觉识别上的不断打破，教诲领域已成为人工智能主要的运用处景之一。
2017年 7月，国务院印发《新一代人工智能发展方案》，明确提出完善人工智能教诲体系，培植人工智能学科，在中小学阶段设置人工智能干系课程。
2018年 4月和 5月，教诲部相继制订和发布了《高档学校人工智能创新行动操持》和《教诲信息化 2.0行动操持》，这标志着中国人工智能已上升至国家计策高度，人工智能与教诲领悟已开启。

当前，在大数据、云打算、物联网等新一代信息技能强力支撑及成本大力推动下，人工智能在语音识别测评、智能阅卷和批改作业、拍照搜题和在线答疑等细分领域已实现深度商业化运用，但整体上看，“人工智能+教诲”还处于起步发展的探索试错期，面临巨大的机遇和寻衅。

人工智能教诲研究现状

近年来，中国教诲领域的专家学者和实践者环绕人工智能教诲已开展了初步研究，紧张聚焦在 3 个方面：一是从理论层面对人工智能教诲的干系观点、内涵和特色进行界定；二是基于人工智能本身技能特色，从构建人工智能教诲技能框架体系的视角开展研究，详细包括数据层要素、以机器学习和数据挖掘为主的算法层要素、包含打算机视觉、智能语音技能、自然措辞处理、知识图谱和生物特色识别等在内的技能层要素，有的研究还延伸到了处理器/芯片、传感器原件、云平台等硬件和根本举动步伐范畴；三是从人工智能教诲运用处景的角度进行剖析，场景在分类上紧张做事于教诲机构、老师和学生3个主体，详细表示在口语评测、试卷智能批改、习题推举、分级阅读、智能陪练、智能书写、拍照搜题、智能分班排课、学情监测等方面的运用。

总结来看，当前中国人工智能与教诲行业的结合在运用形态上可归纳为 5类：1）精准诊断，即正视学生的个体差异，改变传统教诲模式中所有学生利用相同学习资料、遵照同样学习节奏的情形，基于过程监测和大数据剖析，按照学生在学习过程中呈现出的不同特点对其进行分类，实现对学生个体学习情形的精准诊断。
2）个性化推举，紧张做事于学生自主学习、课后练习以及西席备课等干系环节，可通过用户画像、资源画像及构建知识图谱，实现学习资源的个性化推举。
3）智能导师，是早期打算机赞助传授教化功能的新发展，通过仿照西席的部分职能实现智能化传授教化（例如，通过语音识别和语义剖析技能赞助西席进行口试测评，通过图像识别技能帮助西席开展智能感情剖析，通过人机交互技能帮忙西席为学生在线答疑解惑和远程授课），办理传统教诲中以西席为核心的本钱高、效率低、不公正问题。
4）聪慧化决策，即通过创造聪慧学习环境赞助学校进行聪慧决策，紧张做事于教诲机构的校园管理和区域的教诲管理与教诲管理。
5）智能陪伴，在智能方面和感知行为能力方面扮演如西席、学习差错、助理、顾问等多重角色并与学习者进行互动，寓教于乐。

人工智能教诲发展面临的问题

数据层

首先，教诲行业的数据储备量不敷。
与金融、医疗、制造等其他人工智能运用行业比较，教诲行业数据储备严重不敷，数据类型单一，数据规模有限，大大制约了人工智能教诲的发展。
人工智能依赖弘大的数据支持，要实现人工智能与教诲的深度领悟，多维度、大量级的教诲数据储备尤为主要，这不仅须要包括学天生就、出勤记录、课程教案、作业和评语等在内的构造化数据，更须要图片、视频、音频等表示学生学习行为和西席传授教化过程的非构造化数据。

其次，缺少标准化的大规模数据感知体系。
教诲数据产生于各种教诲活动和全体传授教化的全过程，但在实践中难以落实，问题在于数据的采集。
当前，中国尚未建立规范化的教诲数据动态采集与更新机制，缺少适应教诲大数据需求的配套软硬件数字化传授教化环境，同时，在教诲数据的安全管理、做事运营和质量标准规范上没有出台详细的法律法规，这都严重影响了大数据技能在教诲行业中的运用推广。

第三，数据的互联互通尚未有效办理，没有形成一个智能的闭环。
互联网在连接教诲各种场景的过程中，产生了大量信息，但目前还没有统一的数据平台可以使教和学、教和管之间的多源异构数据实现有效整合，不能实现互动中数据的实时处理和信息反馈，使各种数据都处于伶仃状态，无法形成大规模的运用。

技能层

人工智能教诲发展的核心驱动之一在于人工智能本身的技能进步和创新。
人工智能是将人类智力变成机器智能，让机器像人一样认知、思考和学习。
人类形成基本观点和判断依赖于多种形式信息的综合，包括笔墨、图形、声音、气味等，因此，使机器能在措辞、视觉和听觉之间达到语义贯通是实现遐想、推理、概括等功能的关键。
当前，人工智能还处于“弱人工智能”阶段，只管已经利用了深度学习和增强学习等干系技能，但依然没有达到有独立自我意识、有情绪认知能力和推理思考能力的“强人工智能”。

实践创造，只管当古人工智能在语音识别测评、智能阅卷、拍照搜题和在线答疑等教诲细分领域已实现深度商业化运用，但在基于虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的场景式教诲上迟迟没有打破，如何将打算机视觉打算技能、听觉感知技能与自然措辞处理技能（NLP）三者深度结合、实现跨媒体交互和跨媒体学习是当古人工智能教诲须冲要破的技能瓶颈。

此外，情绪教诲是当代学校本色教诲体系中的核心内容，学生情绪的康健发展将对他们的认知发展、社会适应、道德形成、潜能开拓与个性发展发挥主要的促进浸染。
由于人类的情绪非常丰富，而学习是一个繁芜的过程，学生在学习的过程中会产生厌烦、愉悦、沮丧、恐怖等繁芜多变感情，及时把控学生的感情并给予相应的情绪辅导是情绪教诲的主要环节。
当古人工智能技能在高层次的人工意识和感情感知方面还没有明显打破，人脑智能的产生事理尚未研究清楚，因此，从长期来看，人工智能还须要加深对人类感情和情绪的识别及理解，并与人类的脑科学、认知学和生理学干系理论相领悟，重点推进情绪打算、认知打算、智能感知等技能的发展。

内容层

人工智能技能的迅猛发展正在将西席从大略、机器和繁琐的传授教化事情中解放出来，大大提升了知识传授的效率。
但是，当古人工智能教诲的浩瀚产品和运用过于关注人工智能技能本身，而忽略了教诲内容、教诲方法和教诲模式的与时俱进，一方面导致市场上产品同质化征象严重，另一方面，并没有在学习者的能力培养和提升方面产生显著效果，不能有效知足知识经济时期对峙异人才的需求。

在新的人工智能环境下，教诲者应将专注力放在创新教诲内容、改革传授教化方法，重塑和再造教诲组织模式和做事模式，完成传统教诲想做而做不到或做不好的事情。
例如，教诲重心将从培养学生节制低阶认知技能（影象、复述、再现等低级信息加工）向培养学生高阶认知能力（识别问题、逻辑推理、意义构建、自我辅导等能力）和创新能力转变，从标准化教诲向个性化教诲转变，学习周期也将从传统的一次性学历教诲向终生学习转变等。
面对这些转变，需将人工智能作为新的工具和创新要素，与“教、学、考、评、管”教诲全生命周期各个环节的设计结合，构建新型教诲生态体系。

运用处景层

当古人工智能教诲紧张聚焦在西席、学生和教诲机构 3个主体，重点环绕学情剖析、个性化推举和聪慧化决策等开展运用。
总体来看，人工智能技能在教诲行业运用处景的宽度、广度和深度有待进一步拓展。

家长是教诲体系的主要组成部分，既是教诲机构和教诲产品的选择者，也是家庭教诲的任务人和学生课下学习的监督人，更是课程传授教化绩效的评价人，同时还肩负着为学生制订学业发展方案的主要任务。
但是，当古人工智能教诲无论在功能设计还是产品设计上都忽略了家长这一主体，缺少对与家长干系运用处景的考虑。

同时，在运用处景的设计上也要与时俱进，不能用静止的眼力将人工智能技能局限在传统的教诲场景运用中，更不能结束在对现有学习模式（提升知识传授效率和质量）的知足上。
未来，以人机交互和人机结合为紧张形态的“双师型”教室将成为传授教化教室的紧张形式，同时，终生学习和个性化教诲也是教诲发展的新趋势，我们须要对这些趋势进行前瞻思考，对各项潜在新功能提前研判，探索并挖掘人工智能技能在教诲中的新运用情境和运用办法。

西席军队层

人工智能技能的涌现，给西席带来巨大寻衅。
在很大程度上，人工智能可以替代西席独立完成在知识传授过程中的大部分重复性事情，西席须要从知识的讲授者转变为学生学习过程的设计者，须要熟习人工智能技能并学会与人工智能相互协作。
对教诲的内容和模式进行创新，这是人工智能时期对西席的新哀求。

然而，机器学习与聪慧教诲的领悟存在跨界问题。
一样平常情形下，教诲事情者不懂人工智能技能，而人工智能技能职员不能深度理解教诲，这就导致教诲者无法从技能的角度对人工智能及其教诲运用提出准确需求，也不随意马虎快速接管和节制新型机器学习支持的教诲软件，这都将影响当古人工智能技能及产品在教诲实践中的运用和推广。

在西席军队的人才储备上，中国之前没有针对机器学习、学习科学、教诲学相结合的跨学科人才军队培养体系，导致人工智能西席军队缺少，极大地阻碍了人工智能融入教诲的进程。

建 议

当前，中国教诲信息化根本举动步伐培植不足完善、“互联网+”和教诲尚在催化领悟，人工智能作为信息技能的更高发展阶段，正以前所未有的速率深层次推动教诲传授教化改革与创新发展，这给未来教诲带来巨大发展机遇的同时，也让中国的教诲管理部门和紧张参与主体（教诲机构、西席、学生等）骤不及防，尚未做好欢迎准备。
人工智能技能发展太快、新型传授教化内容不愿定、传授教化目标和传授教化模式不明确，内容载体和配套教材不成体系、西席缺少干系传授教化履历、成熟的教诲理念尚未形成等，给教诲事情者和教诲管理机构带来困惑。

要破解这些困惑，须要针对已经明确的各种详细问题，分别从数据、技能、内容设计、运用处景和西席军队等多维度入手给出办理方案，加大人工智能教诲产品的研发力度、拓宽人工智能教诲运用空间、健全人工智能教诲跨学科人才培养体系、全方面提升现有技能做事品质。
更为主要的是，要回归对教诲实质的思考。
教诲的实质是“育人”，随着传授教化技能和工具的不断发展，“育人”的阶段性任务重心和表现形式可能会发生变革，但“育人”这一核心不变。

从当古人工智能与教诲领悟的功能来看，紧张因此知识传授为主，其关注点还勾留在如何让学生更有效地接管已有知识。
人工智能时期则有所不同，首先，要让学生从去世记硬背的贯注灌注式教诲中解放出来，重点培养学生的剖析思辨能力、创新能力、互助互换能力和实践能力，并帮助学生树立终生学习的意识；其次，不能过分依赖人工智能技能，不能在教诲主导者的认识上本末倒置。
人工智能是工具，它与教诲行业结合的初衷是为了提升学生的学习效率和效果，也帮助教诲机构（学校）、西席和家长从之前知识传授过程中低层次的重复性事情中解放出来，但这不代表干系主体将阔别教诲。
相反，这些主体须要思考和承担更高层次的事情，让教诲变得更好。
对西席这一主体来说，要不断学习并及时关注人工智能最新技能进展，在人机协作的新模式下对教室的组织办法进行创新设计。
例如可以基于虚拟现实和增强现实技能构建虚实领悟的空间体系，实现对教室传授教化空间的拓展，勾引学生开展情境化协作学习等；同时，西席要更加关心学生的生理康健和感情变革，关注学生的个性发展，节制学生的认知规律，在传授教化的过程中看重引发学生的好奇心，发挥每个孩子的潜能。
对学校而言，须要看重对学生人格、风致、情绪，特殊是代价不雅观与行为习气的养成，在这个过程中，必须复苏地认识到，学生的学习能力和逻辑思维习气绝非天生具有，每每须要低阶脑力劳动乃至体力劳动的重复演习和积累，过度依赖人工智能可能导致学生眼高手低与好高骛远。

在推进人工智能教诲的发展进程中，也要当心技能激进主义，须要开展干系伦理研究。
人工智能是影响面广的颠覆性技能，它在提升教诲传授教化质量、创新人才培养模式、促进个性化学习和终生学习等方面发挥了积极的浸染，但与之相伴的是师生隐私透露的风险急剧增加。
因此，在大力发展人工智能教诲的同时，也要加强社会文化勾引，高度重视人工智能技能可能带来的安全风险寻衅，加强前瞻预防与约束勾引，最大限度降落风险，确保人工智能安全、可靠、可控发展。

此外，还须要建立科学的多教诲阶段衔接机制，从教材内容、传授教化方法、学习策略等方面进行综合考量，担保人工智能教诲课程的整体性、渐进性和持续性。
（任务编辑 王丽娜）

基金项目：中国科学院学部咨询评议项目（2018-Z10-A-025）

作者简介：黄璐，北京理工大学管理与经济学院，副教授，研究方向为教诲技能、科技创新管理；郑永和（通信作者），北京师范大学教诲学部，教授，研究方向为教诲技能、科技与教诲政策。