人工智能在教育中的應用

梁益珩

摘 要：隨著人工智能的發展，人工智能在交通、服務業、制造業等社會領域的作用愈發顯著，在教育項目中的作用也初見端倪。本篇論文就人工智能在教育中的應用，從現狀、前景、研究方法、面臨問題等方面展開分析探討，最終給出人工智能未來在教育中的合理應用方法。

關鍵詞：人工智能；教育；創新

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0053-02

作為世界三大尖端科學技術之一的人工智能，是計算機科學的一個分支，以了解智能實質、生產出反應方式與人類智能相似的智能機器為目的，綜合運用計算機技術、心理學與哲學、機器學習[1]等各種知識，研究機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理等內容。人工智能是一種多學科相互滲透發展起來的綜合學科和前沿學科，該詞最初是在1956年Dartmouth學會上提出的，迄今已有六、七十年歷史。在這漫長的發展過程中，人工智能逐漸向各個領域滲透，其中一個顯著例子是教育領域。北京師范大學何克抗教授曾在《當代教育技術的研究內容與發展趨勢》中提到當代教育的五大發展趨勢之一就是“愈來愈重視人工智能在教育中應用的研究”[2]人工智能的發展無疑在一定程度上彌補了傳統教育的缺陷，順應并推動了我國的教育發展改革和教育現代化進程，是促進教育資源均衡、保障教育公平的重要戰略選擇。

1 人工智能與新型教育的關系

1.1 新型教育模式（人工智能+互聯網+教育）

新型教育模式是指在當今互聯網+人工智能時代潮流下，將二者先進技術運用于教育領域，從而產生的一種與傳統教育模式截然不同的教育模式。新型教育模式的產生是互聯網深入發展的必然結果，如何處理、利用新型教育模式造福學生，拓展教育事業發展的深度和廣度，是國內外發展均需注意、考慮的問題。

1.2 國內外發展現狀

當前人工智能在教育中應用的一大方面是智能搜題。

以學霸君為例。學霸君是一款運用人工智能進行線上搜題解疑的APP，學生可以通過拍照搜題進行快速的疑難解答，同時，它擁有巨大的知識庫，根據學生詢問的疑難問題提供類似的典型例題和解答方法。現學霸君已通過教師端、學生端及智能手寫識別筆形成一個生態連環，幫助近萬名學子獲得理想的學習成績。

另一大方面應為人工智能公司科大訊飛與國內外高校聯手打造“智慧校園”。而其中的高校包括浙江大學、同濟大學等，也有知名中學如人大附中等位列其中，世界著名高校如麻省理工等也相繼與其進行長期戰略合作。國內外人工智能+教育發展得如火如荼。國內目前所發展的，有通過“刷臉”進行身份識別、讓學生進出校園和圖書館等的人臉識別技術，也有線上教程，還有不可缺少的語音識別，用于搜索圖書、查閱資料。從一定程度上講，國內人工智能+教育的發展已經在世界上處于領先地位。在智能校園系統下，相信人工智能會有更多的用武之地。

2 人工智能在教育中的應用

2.1 應用

人工智能在教育中的應用主要有以下幾個方面。

2.1.1 智能教學系統（智能授課+智能輔導）

人工智能可用于代替傳統教師授課，從而緩解師資短缺等問題。人工智能可將各學生信息精確地儲存并記錄下來，為研究學生的薄弱、欠缺之處提供參考。人工智能的信息儲存系統中儲備海量題庫，可以對學生所提出的疑難問題進行智能匹配，達到舉一反三效果，減輕老師工作負擔。教學（專家）系統還能根據學生的特點（如知識水平、思考能力等），篩選出最合適的教案和教學方法對學生進行教學和輔導[2]。

2.1.2 智能考試系統

隨著人工智能的發展，計算機輔助教學領域也得到了充分的發展與更新，設計合理完備的智能化考試系統成為計算機輔助領域的重要課題，智能化考試系統意味著將人工智能中的專家系統引入試題組卷中。專家系統是一種能夠依靠大量專業知識解決特定領域中復雜問題的計算機智能軟件系統。能夠進行符號操作是專家系統的特點之一，即用符號表示知識，把問題概念表示成符號集合[2]，由此，便大大減少了任務量。

2.2 實現方法

目前，如何將人工智能技術很好的應用于教育中是教育研究中的一個熱點問題，在這幾年的研究與實踐中，已經取得了一定的進展。在人工智能教學方面，我們利用人工智能教學系統自我分析能力，為學生量身定做學習計劃與方案，解決學生的痛點。在學生接受過信息化教學后，如網絡教育等，需要及時提供習題加以練習，人工智能教學系統可以根據學生對于上課時的反饋，利用大數據技術為學生匹配相應的習題加以鞏固，做到量身定做。此外，在學生練習時，同一章節或者同一知識點我們可以舉一反三，利用人工智能教學系統的數據庫為學生準備不同方面的習題，在學生做完對應習題后舉出同一知識點但細節方向不同的練習，真正做到舉一反三和反思提高。由此可見，搭載著人工智能的教學系統能很好的利用AI機器學習的能力，很好的掌握學生的知識遺漏，了解學生學習過程中的痛點，真正做到因材施教。

3 人工智能在教育中應用所面臨的問題

3.1 社會問題

人工智能在教育中的普及誠然在一定條件下會帶來更多的科研力量，但同時由于大部分老師（幼兒教師等）的創新能力、研究能力、知識水平有限，不適合從事創造性工作，便會引起失業，從而危及民生。李克強總理曾說過：“就業是民生之本。”由此，就業可看作是維系社會穩定的一類重要紐帶，人工智能應用的大量興起，誠然節省了勞動力，但卻不利于百姓的就業，甚至影響人類的發展和進步。

3.2 實用性問題

人工智能設計與生產需消耗大量物力、人力、財力、精力，對于眼下努力向兩個一百年目標奮斗的中國來說，無疑是一筆大“投資”。并且由于教育行業試錯成本高這一特點，多數家長不情愿也不希望拿自己的孩子做實驗。

另外，使人工智能作為教育主導的創新想法顛覆了人們的傳統認知，其應用后能否得到支持也不得而知。在應用時，人工智能由于各地區地理位置、文化背景的不同，被接受的程度、應用的效果也不盡相同。由此，實用性問題是將人工智能應用于教育所要考慮的首要問題之一。

3.3 倫理性問題

教育，即所謂教書育人，并不僅僅是傳授知識和能力，更重要的是在品德、心智上對學生的磨練。

倫理性問題在教育中的一個表現是人工智能作為輔助教師對師生關系的處理。例如，在學生向智能“老師”問問題時，“老師”應照顧學生的感受，做到因材施教，對學生進行適時、適當的鼓勵，由此，智能匹配分析各個學生的薄弱之處也顯得必不可少，這也是增進學生與智能老師親密度的一大重要措施，需要科研人員將之納入設計內容內。還有一個就是作為傳道受業解惑的傳播者，人工智能所進行的教育能否兼學習與做人于一體？眾所周知，老師是學生成長路上的重要陪伴者，其個性品質也對學生品性的形成有潛移默化的影響，同時，老師應尊重學生的心理需求，關心學生，鼓勵學生養成自尊自信的品質，為學生參與豐富多彩的校園生活創造條件[5]。因此，關于人工智能應用的研究需將倫理性問題納入考慮范圍。

4 結論與展望

上述問題表明，人工智能在教育中的作用因時間、地點、參與內容的不同而不同。由此國家應合理應用人工智能，如在貧困山區積極開設人工智能試驗班，讓人工智能完成老師教學的大部分任務，減輕老師負擔，緩解師資力量不足。人工教育的圖像識別以及信息處理技術可以較為精確地找出學生的薄弱、欠缺環節，促進貧困地區教育事業發展。

未來人工智能在課堂內外的具體應用可以大致在以下幾個方面：課堂上，人工智能作為知識、數據庫為老師補充和提供所要講的知識和資料；課下，人工智能想到于各科老師的集合體“屹立”在教室外，給學生解決疑難問題，并提供直接聯系各任課老師和班主任的途徑；每臺人工智能還可配備單獨的路由器，供教師聯網。

由于教育行業學生家長的付費意愿較強，這無疑為人工智能在教育中的應用提供資金支持。科學技術的發展也推動人工智能技術在教育中應用的廣度和深度。

人工智能雖不能完全替代老師，但它卻是一名老師最強有力的武器，它可以讓一位普通老師成為“一流”老師。結合中國國情來看，人工智能在中國教育領域的發展前景相當可觀。

參考文獻

[1]胡繼禮，殷云霞.人工智能技術在教育中的應用[J].電腦知識與技術，2007，2（12）：197-198.

[2]傅莉.人工智能在教育中的應用研究[J].計算機與數字工程，2012，40（12）：63-65.

[3]黃文芝，趙晶.“互聯網+”時代在線教育發展前景探討[J].中國成人教育，2016，（6）：138-140.

[4]蘇楠.人工智能的發展現狀與未來展望[J].中小企業管理與科技，2017，（10）：107-108.

[5]趙紅英.教師對學生健康人格形成的作用[J].中國健康教育，2004，20（3）：246-247.