淺談AI+教育的應(yīng)用與發(fā)展

(蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215021)

0 引言

AI就是人工智能(Artificial Intelligence)的英文縮寫，屬于計算機科學(xué)的一個分支。人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，早在數(shù)十年前就開始了，一直到現(xiàn)在都是研究的熱點。AI+教育還可以細(xì)分為K12、語言培訓(xùn)、職業(yè)教育等很多具體的領(lǐng)域，無論是哪個領(lǐng)域的應(yīng)用，在我國的市場都是很火爆的，尤其是語言(英語)培訓(xùn)和K12教育這兩方面。目前，AI技術(shù)應(yīng)用到教育領(lǐng)域已經(jīng)基本覆蓋“教、學(xué)、考、評、管”方方面面。AI這個新興的技術(shù)，未來將如何改變教育行業(yè)，充滿了未知性和挑戰(zhàn)性。

1 AI+教育發(fā)展的現(xiàn)狀

我國在2014-2016年才開始探索AI教育的應(yīng)用。這2年，最先利用人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域探索的企業(yè)經(jīng)過不斷的努力，已經(jīng)開發(fā)出自己的AI教育產(chǎn)品并得到廣泛應(yīng)用，享受到了AI 帶來的紅利，我國AI教育的市場規(guī)模也開始大幅度增長。據(jù)Frost Sullivan統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國AI教育市場規(guī)模達(dá)1 034億元。

在AI技術(shù)在教育中應(yīng)用的場景來看，最為核心的關(guān)鍵賽道應(yīng)該是自適應(yīng)學(xué)習(xí)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)是將AI技術(shù)和學(xué)生的練習(xí)數(shù)據(jù)相結(jié)合來分析學(xué)生對知識的掌握程度，以精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)知識掌握的薄弱環(huán)節(jié)，有針對性地提供個性化的的課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)、練習(xí)計劃。代表性的產(chǎn)品有松鼠AI、悉之教育、科大訊飛學(xué)習(xí)機等。自適應(yīng)學(xué)習(xí)甚至可以直接替代或部分替代老師，用技術(shù)優(yōu)化教學(xué)中的核心要素，未來有可能將從根本上改變教學(xué)理念和教學(xué)方式。

2 AI+教育給我們帶來的好處

2.1 解決中國教育資源不均衡問題

2.2 可以降低中國家庭的教育支出

中國大陸的家庭平均教育支出(從小學(xué)到本科)達(dá)4.29萬美元，位居全球第六；從1985-2012年，中國教育支出占家庭總收入比重上升了13倍，達(dá)到30%，遠(yuǎn)高于美國的1.6%；中國家長對教育的重視程度和付費意愿極高，教育科技發(fā)展?jié)摿Υ蟆I+教育的出現(xiàn)，將內(nèi)容、教師與助教進一步分工提升了規(guī)模化，成本就降低了，從而平均到每個付費用戶，費用相比去實體機構(gòu)進行傳統(tǒng)教學(xué)大大降低。例如現(xiàn)在學(xué)外語，如果能極致地利用到各種AI+教育產(chǎn)品提供的資源，根本無需花大價錢去上價格昂貴的實體培訓(xùn)班。

2.3 有助于提高學(xué)習(xí)效率

AI+教育憑借其獨特的優(yōu)勢，在互聯(lián)網(wǎng)普及的今天，讓我們的學(xué)習(xí)更加簡單、有效。以初中數(shù)學(xué)教學(xué)為例，初中數(shù)學(xué)大概300多個知識點，某AI+教育產(chǎn)品把它拆成了3 400多個學(xué)習(xí)點和知識點，通過這樣細(xì)致的知識的拆分，我們再把這些知識點重構(gòu)成知識地圖。然后通過軟件檢測，測試系統(tǒng)就能夠測出學(xué)生到底是哪些問題沒有很好地進行掌握，然后精準(zhǔn)推送學(xué)習(xí)內(nèi)容、智能測評查漏補缺、自動調(diào)節(jié)習(xí)題難度等個性化學(xué)習(xí)和教學(xué)的功能，進一步促進學(xué)生對知識的理解和掌握，從而大大提高學(xué)習(xí)效率。

3 AI+教育發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 教育數(shù)據(jù)的數(shù)量不足與質(zhì)量不高

AI+教育要真正做到因材施教，需要對每個學(xué)生進行個性化分析，這就需要AI跟蹤記錄完整的教學(xué)與學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，人工智能只有從大量的數(shù)據(jù)中多層次、多精度、多情境地去分析教學(xué)與學(xué)習(xí)的特點，才能輔助教學(xué)。但目前在教育領(lǐng)域，尤其是公立學(xué)校，并沒有足夠的技術(shù)手段來進行教育和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的記錄，這就無法為人工智能提供足夠的數(shù)據(jù)支持。而人工智能最核心的不僅是算法，還需要數(shù)據(jù)，所以對整個教育培訓(xùn)行業(yè)來說，最缺的就是數(shù)據(jù)。其次，由于教育行業(yè)本身存在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)采集不完整等問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量不高。只有高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集才可以提升機器學(xué)習(xí)的效率及其精準(zhǔn)性，從而更好地為學(xué)習(xí)者提供個性化服務(wù)。目前教育數(shù)據(jù)還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)與學(xué)習(xí)過程產(chǎn)生了大量的文本、圖像、聲音、影視、超媒體等半結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其格式各種各樣，并沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)。另外，大數(shù)據(jù)時代新媒體的便捷性、海量信息內(nèi)容的離散性、學(xué)習(xí)者閱讀方式的隨意性以及學(xué)習(xí)時間的零碎性使學(xué)習(xí)者獲取的知識更加碎片化，學(xué)習(xí)的碎片化進一步加大了人工智能獲取高質(zhì)量數(shù)據(jù)的難度。

3.2 教育數(shù)據(jù)捕捉容易引發(fā)隱私安全問題

互聯(lián)網(wǎng)時代，隱私是人們最為關(guān)心的事，往往這也是常常會引發(fā)信任危機的主要原因之一。據(jù)至頂網(wǎng)消息稱，新東方教育科技集團信息安全負(fù)責(zé)人楊寧曾說新東方每月遭受的應(yīng)用層攻擊(如掃描、SQL注入等攻擊嘗試)高達(dá)上千萬次。這種外部攻擊的風(fēng)險和內(nèi)部教育數(shù)據(jù)的泄露一直是造成學(xué)員和家長信任危機的主要原因。因為在人工智能主導(dǎo)的智慧課堂上，AI要做到因材施教，就需要不停地捕捉學(xué)生的各種動態(tài)，而那些不斷被AI收集的大數(shù)據(jù)，很可能會從教學(xué)系統(tǒng)里被盜取或泄露，那么根據(jù)這些數(shù)據(jù)有可能解析出某個人是誰，那就毫無隱私可言了。

3.3 教師對AI存在抵觸心理

隨著人工智能產(chǎn)品的日益更新，一直流傳一種說法，就是“未來10年可能超過50%的工作會被人工智能所取代”。現(xiàn)在AI+教育產(chǎn)品發(fā)展如火如荼，更是引發(fā)了部分老師擔(dān)心被替代的恐慌。于是即便在如今AI+教育產(chǎn)品已經(jīng)開發(fā)出來，形式也多種多樣，但事實上這些利用人工智能技術(shù)可以提高學(xué)習(xí)效率的高科技產(chǎn)品并沒有走進校園。學(xué)校里還是沿用幾十年前傳統(tǒng)的教學(xué)方法，老師授課、學(xué)生聽講、回去作業(yè)這樣的流程在延續(xù)。甚至是為了和人工智能效用相比拼，加大了家庭作業(yè)的量，使得學(xué)生回到家里為了完成作業(yè)，也沒有空余的時間來使用這些AI+教育產(chǎn)品，這就成了教育的悲哀。

4 AI+教育發(fā)展的幾點建議

4.1 大力推廣人工智能教育以獲取樣本量

只有足夠的學(xué)生使用AI+教育產(chǎn)品，從而產(chǎn)生數(shù)據(jù)量，人工智能技術(shù)才能不斷的優(yōu)化算法，因為數(shù)據(jù)的積累是人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)最優(yōu)運行的基石。而且企業(yè)樣本數(shù)量的選擇，需要從一二線城市到三四線城市甚至五線的縣域城鎮(zhèn)都必須有可以抽取的樣本。所以，需要全國范圍內(nèi)大力推廣人工智能教育進校園的工程，這也需要各地政府的支持。

4.2 建立企業(yè)防御體系和教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

對于應(yīng)用AI+教育的企業(yè)或?qū)W校，首先應(yīng)該建立強大的防御體系，保證其數(shù)據(jù)不會被攻擊竊取。另外從業(yè)者還需要有良好的職業(yè)道德，不泄露不出賣這些有價值的數(shù)據(jù)。在隱私方面，需要建立行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)內(nèi)每個AI+教育成員都必須遵循這個標(biāo)準(zhǔn)，否則就要受到一定的處罰。

4.3 教師應(yīng)大力推廣人工智能教育

只要疏導(dǎo)了教師被替代的心理，人工智能教育在老師層面的落地矛盾也相應(yīng)解決了。根據(jù)BBC基于劍橋大學(xué)Carl Frey和Michael Osborne兩位學(xué)者的研究數(shù)據(jù)體系，在365個職業(yè)未來的“被淘汰概率”中，會計、客服、人事、政府職員等職業(yè)都高于89%，而教師被替代的概率僅為0.4%，由此可知，容易被AI取代的工作，一般都是流程簡單、重復(fù)且可被量化的職業(yè)，而教師不同，教師的工作需要有情感融入，這是人工智能的短板。教師的主要優(yōu)勢在于情感、創(chuàng)新和溫度，而人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，優(yōu)勢在于精準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和速度。有效利用人工智能教育產(chǎn)品進行學(xué)習(xí)，需要教師協(xié)助引領(lǐng)學(xué)生完成，學(xué)生還缺乏如何去使用和選擇相應(yīng)資源的能力。即便AI能做到教書，但也做不到只有人類才能完成的育人工作。如果人工智能教育能在學(xué)校得以大力推廣，其實教師的教學(xué)任務(wù)反而減輕了，他只需引導(dǎo)學(xué)生怎樣去做，或者答疑即可，而學(xué)生由于使用AI+教育產(chǎn)品帶來的顯著學(xué)習(xí)效果還是要歸功于教師的引導(dǎo)與選擇。

5 結(jié)語

在人工智能、大數(shù)據(jù)高速發(fā)展的時代，未來教育的變革勢在必行。AI+教育的快速發(fā)展，將在很大程度上對教育產(chǎn)生革命性的影響，教育界與產(chǎn)業(yè)界進行深入的跨界合作成為可能。然而，雖然教育智能化信息化已經(jīng)成為全球的大趨勢，國家也一直非常強調(diào)和重視，但AI+教育真正落地到校園里和教學(xué)過程中，始終還有“最后一公里”沒有打通，這可能需要政府、學(xué)校和企業(yè)三方共同努力來實現(xiàn)。