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Mar 23, 2020

【淺析】人工智能遇上教育,會(huì)產(chǎn)生什么化學(xué)反應(yīng)呢?

人工智能遇上教育,此處并非單指學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)知識(shí)。AI+教育,其實(shí)在教育教、學(xué)、考、評(píng)、管各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域,皆有應(yīng)用。我們一起來看下

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人工智能運(yùn)用于教育,可以分2條思路來看,1/進(jìn)行人工智能教育,簡(jiǎn)單點(diǎn)就是學(xué)生接受人工智能相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí),如機(jī)器人、編程類、機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning)等,或者利用人工智能相關(guān)的邏輯思維解決問題,即學(xué)習(xí)與人工智能相關(guān)的知識(shí)技能。2/運(yùn)用人工智能技術(shù),引領(lǐng)教育系統(tǒng)性變革,比如說智能化感知,智能化的教育評(píng)價(jià),智能化推薦數(shù)字教育資源,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)等,即人工智能技術(shù)在各類教育場(chǎng)景的應(yīng)用。


1/運(yùn)用人工智能技術(shù),引領(lǐng)教育系統(tǒng)性變革

從AI+教育場(chǎng)景來看,主流場(chǎng)景有:教學(xué)、管理、評(píng)價(jià)等。各個(gè)學(xué)者各家企業(yè),對(duì)技術(shù)在教育場(chǎng)景的應(yīng)用分類細(xì)度上有所差別。目前教育信息化行業(yè),人工智能的應(yīng)用比較成熟的產(chǎn)品,主要是智能批改、智能題庫、自適應(yīng)學(xué)習(xí)和分級(jí)閱讀,當(dāng)前它更多還是承擔(dān)教學(xué)輔助的角色,未來可能將覆蓋更多的教學(xué)核心環(huán)節(jié)。


AI技術(shù)已實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景

圖源:科技部新一代人工智能發(fā)展研究中心


那么,在每個(gè)場(chǎng)景中,人工智能有哪些切合點(diǎn)呢?


一、教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景,主要指教與學(xué)兩部分,畢竟教學(xué)是主戰(zhàn)場(chǎng),其他的是衍生的場(chǎng)景,比如評(píng)價(jià)、管理等。


(1)老師的教


1.備課:如大數(shù)據(jù)的學(xué)情分析,優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的推薦,教案的按需生成,虛擬化課堂場(chǎng)景試講等。



2.授課:線下課堂的如教師智能授課助手,線上的AI課程-基于學(xué)情分析、學(xué)習(xí)者風(fēng)格等綜合因素動(dòng)態(tài)調(diào)整授課內(nèi)容與形式等。


3.課后:智能輔導(dǎo)、課后答疑機(jī)器人等。



(2)學(xué)生的學(xué)


拍照搜題,智能題庫,智能測(cè)評(píng),個(gè)性化答疑如智能學(xué)伴等。



二、評(píng)價(jià)應(yīng)用場(chǎng)景


(1)常規(guī)的考試/作業(yè)練習(xí)


作業(yè)/練習(xí):作文批改、口語學(xué)習(xí)、語音交互、鋼琴陪練等。


考試:智能組卷、個(gè)人化出卷、智能閱卷、考情分析、錯(cuò)因診斷、學(xué)情報(bào)告等。


(2)其他素質(zhì)教育類


如職業(yè)興趣評(píng)估、學(xué)習(xí)風(fēng)格測(cè)評(píng)、綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)等。


三、管理應(yīng)用場(chǎng)景


(1)走班排課。走班制和新高考政策的頒發(fā),預(yù)計(jì)在接下來的三年給“選課排課”類的人工智能+教育產(chǎn)品帶來極大的市場(chǎng)需求。


(2)“依數(shù)治理”。依托大數(shù)據(jù)技術(shù)的產(chǎn)品,如學(xué)生/班級(jí)學(xué)情管理,教學(xué)分析,區(qū)域教育質(zhì)量監(jiān)控,教育決策平臺(tái)等。



當(dāng)前教育大數(shù)據(jù)市場(chǎng)呈現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研廣泛合作的態(tài)勢(shì),企業(yè)其一是與高校/研究機(jī)構(gòu)合作,構(gòu)架教育大數(shù)據(jù)模型。


其二是與K12合作,根據(jù)需求開發(fā)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品,采集對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)解決數(shù)據(jù)源的問題。當(dāng)前市面上各家產(chǎn)品雖說都有一定的數(shù)據(jù)分析模型,但更多停留在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)收集與分析階段,非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),更深層次的意義還有待進(jìn)一步的探討。



(3)人臉識(shí)別類:監(jiān)考/校園安防,視頻監(jiān)控、門禁控制、宿舍管理、校園考勤等。


四、其他,如教研應(yīng)用場(chǎng)景


教學(xué)視頻行為分析,近一兩年也比較流行的智慧課堂師生交互行為分析,利用同步課堂/專遞課堂的設(shè)備進(jìn)行的各類遠(yuǎn)程教學(xué)教研等。



不同的應(yīng)用場(chǎng)景,AI技術(shù)的成熟度不一樣,用戶的容忍度也不一樣。人工智能和教育的融合,仍面臨著很多問題,真實(shí)的教育場(chǎng)景中,我們都需要做出一些變革,如導(dǎo)向變革、理念變革、資源變革,甚至是制度變革。


智能教育場(chǎng)景散點(diǎn)圖
圖源:科技部新一代人工智能發(fā)展研究中心


2/進(jìn)行人工智能教育

下面我們?cè)賮碚f下學(xué)生如何接受人工智能相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。關(guān)鍵一點(diǎn):學(xué)AI必須理論結(jié)合實(shí)踐,智行合一。

以此為基礎(chǔ),商湯科技著重解決了教育過程中的四大核心問題:


1. 如何教?


18年4月,商湯科技便推出了全球第一本面向高中生的人工智能教材——《人工智能基礎(chǔ)(高中版)》。在此基礎(chǔ)上,商湯科技又推出了適合初中生學(xué)習(xí)的《人工智能入門》。



商湯科技正是從教材入手,解決了如何教的問題。


教材由學(xué)生用書、教師用書、實(shí)驗(yàn)手冊(cè)與配套實(shí)驗(yàn)室等系列組成。在整體設(shè)計(jì)上以任務(wù)為驅(qū)動(dòng),穿插知識(shí)點(diǎn)來推進(jìn),理論結(jié)合實(shí)踐。學(xué)生可以在編程練習(xí)和項(xiàng)目中,培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力,并對(duì)AI有深入的理解。


2. 誰來教?


至今,商湯科技已免費(fèi)培訓(xùn)了1000余位一線教師。


人數(shù)并不算多,因?yàn)檫@是全新領(lǐng)域,需要摸索。不僅要讓老師知道什么是AI,怎么用AI的方法,甚至要讓他們懂得提出需求,來跟有AI技術(shù)的公司合作。如此,才算一名合格的人工智能教師。



因此,商湯科技為學(xué)校提供了AI基礎(chǔ)課程教師培訓(xùn)、AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)教師培訓(xùn)、智能機(jī)器人教師培訓(xùn)等服務(wù),全方位培養(yǎng)老師的理論知識(shí)和實(shí)踐能力。


3. 如何學(xué)?


如何學(xué),是AI基礎(chǔ)教育里的重中之重。為此,商湯科技特意打造了SenseStudy AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、AI機(jī)器人、AI實(shí)驗(yàn)室等。


所有這些,都是踐行“智行合一”的AI教育理念必不可少的一部分。


SenseStudy AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái),是商湯科技專為教育行業(yè)打造的人工智能教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)解決方案。目前在平臺(tái)上已經(jīng)擁有了和《人工智能基礎(chǔ)(高中版)》、《人工智能入門》教材配套的200余課時(shí)的AI及編程教育課程。



打造這平臺(tái)的目的,是為了能與教材有機(jī)結(jié)合,做到實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果可視化,全面培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)踐的能力。


4. 如何評(píng)價(jià)?


課程開設(shè)后,如何評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果?還是實(shí)踐。


商湯科技已經(jīng)與新教育研究院共同舉辦了“首屆國(guó)際中學(xué)生人工智能交流展示會(huì)”,吸引了中國(guó)(包括香港地區(qū))43所中學(xué)的118個(gè)項(xiàng)目,以及來自美國(guó)、印度、日本和新加坡的13所學(xué)校的14個(gè)項(xiàng)目報(bào)名參加活動(dòng)。競(jìng)賽可以成為一個(gè)衡量的維度,學(xué)生們通過國(guó)際間的比賽、校際間的交流展示,讓有成果的作品一目了然。



在這四個(gè)層面完整做成閉環(huán),才算打造出了全鏈條AI基礎(chǔ)教育生態(tài)。AI教材、AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、AI機(jī)器人、AI實(shí)驗(yàn)室、AI基礎(chǔ)教育服務(wù)和AI交流展示活動(dòng),缺一不可。


人工智能已上升到了國(guó)家戰(zhàn)略層面

早在《教育信息化“十三五”規(guī)劃》就已指出,我國(guó)強(qiáng)調(diào)發(fā)展智能教育,主動(dòng)應(yīng)對(duì)新技術(shù)浪潮帶來的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)。人工智能與教育的深度融合,正在推動(dòng)教育教學(xué)、管理和服務(wù)的改革創(chuàng)新,推動(dòng)教育生態(tài)重構(gòu),引領(lǐng)教育的系統(tǒng)性變革。


然而,我國(guó)在高校人工智能相關(guān)學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)方面仍與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距。相關(guān)報(bào)告顯示,中國(guó)人工智能人才缺口已超過500萬人。


培養(yǎng)AI人才,顯得尤為重要。


3 月 3 日,教育部官方網(wǎng)站更新了「關(guān)于公布 2019 年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知」。



其中,新增人工智能專業(yè)的高校達(dá)到了 180 所,也是本次新增備案專業(yè)數(shù)量較多的學(xué)科。新增數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的學(xué)校也占到了 100 多所;智能制造、機(jī)器人工程、智能科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)也都有數(shù)十所學(xué)校通過審批。



教育部《加快人工智能研究生培養(yǎng)意見》通知,更是在人才培養(yǎng)模式方面強(qiáng)調(diào)“復(fù)合培養(yǎng)”,探索以問題為導(dǎo)向的學(xué)科交叉人才培養(yǎng)模式;在課程體系建設(shè)方面強(qiáng)調(diào)“精密耦合”打造人工智能核心知識(shí)課程體系和應(yīng)用模塊課程;在評(píng)價(jià)機(jī)制方面強(qiáng)調(diào)“組合創(chuàng)新”,推進(jìn)不同類型研究生的分類評(píng)價(jià)機(jī)制。這將為人工智能領(lǐng)域提供更加充分的人才支撐。