我國人工智能教育現狀與愿景分析

黃立志，魏宗坤

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我國人工智能教育現狀與愿景分析

黃立志，魏宗坤

（天津外國語大學 國際傳媒學院，天津 300204）

人工智能教育是人工智能與學習相結合的一個新領域。筆者進行了121份電子問卷的調查，有47.93%的被調查者認為教育機器人會取代教師的教學活動，占比例最大。它既有智能等的優勢，又有情感方面等不足。其發展趨勢為教育機器人、校外輔導、特殊教育等應用。

人工智能；教育；機器人；問卷；愿景

為了加快我國人工智能的核心技術的開發，2017年7月8日國務院印發了《新一代人工智能發展規劃》，十分重視人工智能教育。隨著這種技術的不斷推新，它將是教育事業革命性的工具，是計算機和智能手機的后時代。

一、人工智能的發展

人類人工智能的發展經歷了漫長過程，最早可追溯到1956年，美國達特茅斯學院的約翰·麥卡錫（John?McCarthy）教授等學者首次提出人工智能（AI）概念。后來幾經波折，此領域仍沒有得到突破性進展。2010年后，大數據、云計算、物聯網等高新技術飛速發展，它也有了質的飛躍，并已經在影響著人們的生活、工作和學習。

人工智能（簡稱 AI）屬于計算機科學的范疇，旨在通過計算機的軟硬件來實現人類行為、方法和技術的智能化。其飛速發展給人們的生活、學習和工作帶來了巨大影響，因而廣受大眾的關注。谷歌公司研發了一款智能游戲，即阿爾法狗（AlphaGo），這款圍棋智能程序打敗了世界冠軍李世石。我國在這個領域也走在了世界的前列，今后我國將打造世界人工智能創新中心。這樣，2017年被稱為“人工智能元年”。除此之外，這已經廣泛應用于醫療、智造、通訊、交通等各個領域。實際上，在汽車領域中，無人駕駛汽車的人工智能技術得到充分應用，2017年7月，百度正式開放“阿波羅”自動駕駛平臺[1]，并極有可能在2020年無人車大量投入生產。截至2017年9月，北京擁有人工智能企業近400家[2]，全國同期在這方面的總投資達到了204億多元，將成為中國新的經濟增長點。2018年4月2日，我國首個國內5G手機已經打通了。人工智能與其高度的融合，勢必會給教育帶來翻天覆地的變化，下載速度更快，無線傳輸更便捷，可能U盤將會被其所取代。手機幾乎完全像一個智能機器人，通過語言命令它存儲信息和發送信息等。2019年將是5G手機元年。根據我國的《“互聯網+”人工智能三年行動實施方案》，計算機視覺、智能語音處理等相關技術都將得到大幅度推進，無人駕駛、生物識別、醫療影像和城市大腦等領域將大力推廣人工智能技術，從而加快應用和發展。可見，它將會突破教育變革。

二、AI教育現狀的問卷統計與分析

（一）調查情況介紹

本文通過調查問卷進行數據收集和相應的數據分析。2018年1月，我們通過問卷星一共收到問卷總數為121份，其中有49.59%的男性，50.41%的女性，女性的比例高于男性。被調查者當中，本科學歷占最高，為54.55%；23.14%的是碩士及以上學歷，比例次之；專科占14.05%，高中及以下占8.26%，比例最低。從這個調查者身份來看，基本上是對具有較高學歷的人群進行征詢。如圖1所示。

圖1 被調查者學歷情況分析

圖2 被調查者身份情況統計

如圖2所示，在這次調查中，有45.45%是學生群體，比例最大；有31.4%調查人群為教師群體；7.44%是家長群體，15.7%是其他群體。由此可見，這個調查對象主要是高校的師生，占被調查總數的76.85%，反映了他們對于人工智能教育的看法。

關于人工智能教育的認識，18.18%的被調查者認為人工智能教育毫無意義；81.82%的認為它非常重要，這說明人們對這種教育非常看好。關于認識人工智能教育的階段，2.48%的被調查者對之有初步印象是在小學及以下階段；26.45%的是在高中階段；59.5%的是在大學階段。這就意味著人工智能教育這一理念在不斷普及，而且主要集中在高等教育。

對于人們了解人工智能的途徑，在總體121人中最高有90人是通過新聞事件（通過電視、網絡、微信等途徑）了解到人工智能教育的，占比最高，達到了74.38%；最低有29人是通過其他途徑了解到的，占比23.97%。如表1所示。

表1 了解人工智能教育的途徑分析

有63人了解人工智能教育在托福和GRE考試評分系統，有34人認為這些與他的專業不沾邊。這說明人工智能教育除了在學習考試領域有涉足外，在其他領域還有待挖掘，比如企業培訓學習、教師培訓學習。

問卷調查顯示，有51人聽說過網龍華漁教育研發的“未來教師機器人”人工智能教育應用。有89人聽說過蘋果手機中的“語音控制功能”虛擬助手和作業幫助手，有54人聽說過智能機器人“小胖”和“海爾小帥”，還有24人均未接觸過人工智能教育的應用。這說明人工智能教育的應用已經非常普及。有47.93%的人認為教育機器人會取代教師的教學活動，4.13%的人認為會完全取代。可以看出，一方面，教育機器人的未來發展前景十分樂觀；另一方面，對教師來說存在嚴峻考驗。所以發展教育機器人的同時，教師應該是占主導地位的，必須是教師主導教育機器人。60.33%的人對發展人工智能教育表示支持；28.93%的人保持中立；10.74%的人表示反對。這就意味著人們對發展人工智能教育十分“支持”。

（二）AI教育的優勢

人工智能不斷發展過程中，人工智能教育取得了諸多成就，諸如從托福和GRE考試智能評分系統，到教育機器人“小胖”和“海爾小帥”的出現。這些給師生提供了極大的便利。教育機器人的出現，能夠有效改進教學質量，減輕教師繁重教學負擔，保障學生能夠獲得更具個性化的教育模式。

有關研究表明：學生及時反饋是輔導效果最好的驗證。人工智能教學可以根據學生自身需求，制訂針對性較強的教學和反饋機制。通過AI技術和多媒體等教學手段，從而創建更為開放、互動效果更好的教學模式，不僅可以為學生提供良好的學習氛圍，同時也能為學生提供相應的精神關懷機制，從而保障學生都能自由快樂的學習。借助人工智能技術和多媒體等教學手段，創建“開放式交互教學系統”，學生能夠向該系統獲取必要的學習資源。

最后，也能夠向該系統獲取良好的學習方法，從而改善教學方式和提升教學效果，實現學生個性化教學。現階段的教學模式，所有的學生都遵循統一標準，學生之間的差異化并不明顯，而人工智能教學可以很好解決這一問題，可以為每個學生制定相應的個性化課程，從而實現因材施教。

（三）AI教育的不足

人工智能的快速發展必將為我國教育事業的變革提供了強大動力，同時它們也給我們帶來了諸多挑戰：

首先，人工智能教育技術為孩子的學習提供了較大幫助，但由于技術的簡便化還有一段距離，需要學生家長具有一定的知識基礎。其次，人工智能教育技術對傳統的教師行業必將產生重大沖擊，是否會導致一些重復性技能的教師下崗，這也是一個問題。再次人工智能教育的付費標準和方式也會有較大變化，教育成本將大大降低。然而當父母更多地參與到孩子的教育問題上，除了教育成本外，其它方面成本反而會增加很多，最后可能導致總成本更高。還有，人工智能引入課堂，教師與學生面授機會減少，缺少了與老師的交流。教學就是師生之間的交流。當孩子花費太多的精力和時間在遠程學習上或機械學習上，那么人際交往將成為一個問題。然而智能機器人的情緒技術也在研制過程中，并取得了一些進展。另外，不同的人工智能教育模式，其設立的標準也會有所不同，這樣容易導致標準無法統一。現階段，我國公立學校采用的都是統一標準，學生所遵守的行為準則及教育文化規范幾乎都是一致的，而人工智能教育更注重學生的個性化教育，包括定制教育和小型人工智能學校等，這些教育模式并不同于傳統的教育，學生可能會喪失更多學習規范的機會。最后，既然教育機器人具有機器學習的功能，那么會不會帶來“師德”問題呢？會不會代替小學生寫作業呢？會不會出現教育機器人的“低頭族”現象？會不會引發考試作弊、智能押題的問題呢？

三、發展趨勢與愿景

（一）學校教育的應用

教育機器人就是一種用于未來教育領域的人工智能型助手。在121調查人次中，有51人對“未來教育機器人”十分了解，占總人數的42.1%。這說明人們對于教育機器人這一應用并不陌生。當然我們調查人群主要是教育技術專業本科生。實際上，全社會的人群沒有這么高的比例。有問卷結果顯示，希望“教育機器人”在能給小孩帶來良好教育的同時，讓社會及家人都放心使用，給社會帶來良好的風氣，同時也希望人工智能教育越來越人性化，讓孩子學的開心，家長放心。今后我們對待機器人，恐怕不能用“它”，而應當用“他”或者“她”來指代。

教育機器人在未來教學中會有廣泛的應用空間。首先，這種教育機器人能夠減輕教師的負擔，幫助教師完成一些重復和輔助性工作，如試卷收發、監考、點名和課文朗讀等。其次，它們還能夠幫助教師開展科研和備課等活動，幫助我們搜集和整理資料，提供大量幫助，如安卓手機的“果凍豆”助手和蘋果手機的“語音控制功能”虛擬助手。在121調查人次中，有89人聽說過“蘋果手機“語音控制功能”虛擬助手和作業幫助手”占被調查總數的73.6%。這說明人工智能教育掌上助手軟件已十分普遍。再次，還出現了很多虛擬智能助手，為人們的學習提供了極大方便，尤其是對于殘障學生更具有意義。人們可以同這些智能助手進行對話，模擬面對面的交流場景，還可以向它們提問，從而無障礙地獲取自己所需的信息和資料。

（二）校外輔導的介入

不僅教育機器人在學校教育中廣泛應用，而且還能夠延伸到學前教育的校外領域。人工智能產品還能夠陪伴兒童，比如，“愛樂優”家庭親子機器人（北京紫光優藍機器人技術有限公司）能夠陪伴0歲至12歲的兒童，和他們一起玩游戲、唱歌和做體操。此外，還能照顧他們的學習，提供一對一的學習指導，實現在樂趣中學習的效果，促進兒童的學習。

教育機器人是生產商專門開發以激發學生學習興趣、培養學生綜合能力為目標的機器人成品、套裝或散件。教育機器人既能夠陪伴學童玩耍，又能夠輔導他們完成作業，并向家長及時反饋兒童的情況。調查問卷的最后一個問題的回答顯示，人們對于人工智能教育發展前景十分看好，教育機器人的出現非常便捷、有效。對于留守兒童，可以購買一款高檔的教育機器人，既能夠進行學習，又可以感情陪伴。

（三）特殊教育的推廣

我國的教育研究主要集中在兩大領域，即普通教育和成人教育，一些特殊教育往往會成為教育研究和實踐的盲區，諸如殘疾人的教育等[3]。對于四肢殘疾的學員，采用眼動技術翻閱網頁或者學習材料，增加課外閱讀量，還可以進行寫作和創作。對于聾啞學員，采用生物識別技術，用口型或者手語與教育機器人進行交流。正像以色列的一位學者所說，一個平板電腦“對于自閉癥兒童、患有唐氏綜合癥或智力低下的人群來說都是至關重要的”[4]那么教育機器人超越了平板電腦，更加具有“至關重要”了。這可能會使一些殘疾人士自立，自強，自謀生路。無論對于他們個人還是社會都是一種福祉。總之，應大力在特殊教育領域發展人工智能教育。

四、結論

鑒于人工智能教育發展本身還不太成熟，目前仍缺乏系統的理論和嚴謹的實驗數據。那么面對人工智能教育發展的新機遇，如何利用其彌補當前教育的缺陷問題，值得思考。如何在人工智能環境下實現精準教育以及它存在的優勢與不足都有待探索。任何技術都有弊端，人工智能也不例外。

盡管人工智能在教育領域得到了一定的應用，但整體上來講，現階段人工智能整體水平還較低，處于“弱人工智能”階段，同“強人工智能”還存在著較大的差距。隨著科技的不斷發展，這種技術正在從3D打印到4D打印[5]，必將變得越來越成熟，傳統的學習方式和教育方式必將會被取代，它終將會從強化反饋和交互、滿足個性化學習等方面促進教學效率提升，推動“人工智能+教育”的進一步發展。對于我們來講，必須走在人工智能的前面。在基礎教育階段，積極推廣編程教育等全新的教學方法，從中學開始便為學生提供智能化的學習環境，讓中學生跟上人工智能的時代步伐。在高等教育階段，今后我國的師范類院校的教育學院要開設人工智能教育專業，將教育技術逐漸引向這個方向。在碩士博士階段，我們要開始著手人工智能教育理論，構建人機和諧的教育心理學說，重構人-機-人的師生交流理念。

與此同時，它極大地沖擊了傳統教育，既可以為教育提供服務，還能幫助改變教育格局。我們認為沖擊最大的，可能是在線教育市場。在某些領域，智能機器教師可能會取代部分人類教師。

[1]趙剛.人工智能[N].城市快報，2017-11-24（02）.

[2]雷嘉.人工智能產業將成為本市新經濟增長點[N].中國青年報，2018-01-03（A03）.

[3]張家年，朱曉菊，程君青.教育技術應用和研究的盲區——殘疾人群的教育[J].現代教育技術，2006（04）：13-15+41.

[4]呂伊雯，徐玲玲.智慧課堂需要智慧教師:技術發展助力教師專業成長——訪以色列雅典娜基金會創始人尤里·本·阿里[J].世界教育信息，2017,（22）：3-7.

[5]陳衛東，褚樂陽，楊麗，葉新東.4D打印技術及其教育應用展望——兼論與“人工智能+教育”的融合[J].遠程教育雜志，2018（01）：27-38.

Analysis on Status Quo and Prospect of Artificial Intelligence Education in China

HUANG Li-zhi，WEI Zong-kun

（Tianjin Foreign Studies University, Tianjin 300204, China）

Educational Artificial Intelligence is a new field where the artificial intelligence is combined with learning.The authors conduct a survey of 121 electronic questionnaires and 47.93% of the respondents believe that education robots will replace the teachers for the teaching activities, accounting for the largest proportion.AI education has both advantages of intelligence and disadvantages of emotions. Its developmental trends are applications of educational robots, after-school counselling for children and AI marking and homework correction etc.

artificial intelligence; education; robot; survey; prospect

G642.0

A

1008—6129（2018）02—0060—05

2018—04—06

黃立志（1966—），河北南宮人，天津外國語大學教育技術系，教授。