AI與教育深度融合 先得做強基礎研究
2019-09-25 11:56:09
來源：科技日報
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近日，2019年第五屆中國人工智能大會在青島召開。國內(nèi)外人工智能領域頂尖專家匯聚一堂，進行了新一輪的思維碰撞與頭腦風暴。人工智能技術(shù)已逐漸滲透到各行業(yè)中，為人類社會和經(jīng)濟發(fā)展帶來變革，主導著人們的生產(chǎn)、生活、學習方式的變遷。而就在上個月底，聯(lián)合國教科文組織正式發(fā)布《北京共識——人工智能與教育》，提出各國要制定相應政策，探索利用人工智能促進教育創(chuàng)新的有效戰(zhàn)略和實踐。
我國是人工智能教育應用大國，大熱的人工智能與全民關注的教育相遇，會有怎樣的新碰撞？前不久公布的《中共中央國務院關于深化教育教學改革全面提高義務教育質(zhì)量的意見》明確提出：“促進信息技術(shù)與教育教學融合應用”。從某種程度可以看出，人工智能教育已經(jīng)走入頂層設計，將對傳統(tǒng)教育的生態(tài)帶來改變。
在這樣的背景下，我國的人工智能教育技術(shù)正在往哪個方向走？是否已經(jīng)做好了足夠的準備？還存在哪些問題？這都是值得探討的問題。
各方積極推動，人工智能教育發(fā)展迅速
近年來，“推動人工智能和教育深度融合，促進教育變革創(chuàng)新”成為官方談及人工智能教育的一句高頻率表態(tài)。
“人工智能技術(shù)正從教育生態(tài)、教育環(huán)境、教育方式、教育管理模式、師生關系等維度影響著教育，”中國教育學會名譽會長、北京師范大學資深教授顧明遠認為，“隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)與課堂教學的融合日益深入，個性化學習和減負增效得到實現(xiàn)。”
2017年，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中，明確把智能教育作為推動智能社會建設的重要應用領域進行了專門部署。利用人工智能技術(shù)滿足教育現(xiàn)代化的發(fā)展需求，推動教育組織形式和管理模式的變革創(chuàng)新，已經(jīng)成為全社會的廣泛共識。
學界的觀點認為，人工智能可以解決3個層面的教育問題，分別是面向特殊人群的補償性教育、針對常規(guī)業(yè)務的替代式教育以及服務個性發(fā)展的適應性教育。
元培教育科學研究院副院長洪文表示，我國大部分人都已經(jīng)認識到了人工智能對教育的深刻影響，從政府到企業(yè)都在積極推動人工智能和教育深度融合，促進教育變革創(chuàng)新，充分發(fā)揮人工智能優(yōu)勢。他認為，人工智能教育技術(shù)的縱深發(fā)展可以在很大程度上解決教育不均、師資短缺、教學負擔過重、學習效率不夠高等多維度的問題。我國人工智能教育目前的情況可以用“前景廣闊、追隨者眾”八個字總結(jié)。
盛景背后隱憂不少，數(shù)據(jù)是個大問題
人工智能在教育領域蓬勃發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，過去一年我國人工智能教育領域的融資數(shù)量和融資金額都已居世界首位，行業(yè)在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應用方面已取得突破性的進展。似乎，關于人工智能和教育一切看起來都很樂觀，然而，在現(xiàn)實世界中，事情從未如此簡單。
對于人工智能來說，為了達到設計目的，AI首先需要解決一個問題，那就是數(shù)據(jù)。必須將數(shù)據(jù)輸入算法，以便它可以“學習”環(huán)境，以及判斷哪些是“好”和“壞”結(jié)果。
當前，我國教育行業(yè)的數(shù)據(jù)儲備量嚴重不足已是公認的問題。與金融、醫(yī)療、制造等其他人工智能應用行業(yè)相比，教育行業(yè)的數(shù)據(jù)類型單一、數(shù)據(jù)規(guī)模有限以及數(shù)據(jù)的真實有效性不足都是人工智能教育發(fā)展的瓶頸。人工智能依賴龐大的數(shù)據(jù)支持，要實現(xiàn)人工智能與教育的深度融合，多維度、大量級的教育數(shù)據(jù)儲備尤為重要，這不僅需要包括學生成績、出勤記錄、課程教案、作業(yè)和評語等在內(nèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，更需要能體現(xiàn)學生學習行為和教師教學過程的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。同時，如何深入分析和理解數(shù)據(jù)也是個大問題，和其他領域相比，單純地依靠大數(shù)據(jù)手段很難還原教育的實際過程。
“因為每個地方的教育程度、孩子們的接受水平等都非常不一樣，要實現(xiàn)真正的因材施教，都必須進行通過AI課堂技術(shù)工具真實還原學習軌跡、精準記錄學習過程、幫助學生最大程度發(fā)掘潛力等一連串的過程。”好未來集團智慧教育事業(yè)部總裁王偉說。
洪文也表示，我國人工智能教育行業(yè)目前正在使用的學生學習的整個數(shù)據(jù)確實參差不齊?？雌饋硭坪跤泻Ａ繑?shù)據(jù)，但仔細分析問題不少，一方面是數(shù)據(jù)過時或是不可靠，另一方面是數(shù)據(jù)之間沒有交流與溝通，造成封閉。他認為行業(yè)要發(fā)展，首先要解決數(shù)據(jù)問題，才能讓模型更精準、學習更有效。
先有教育才有智能，仍需筑牢基礎研究
人工智能推動教育的個性化學習從理論研究走向?qū)嵺`對所有的從業(yè)人員來說都是挑戰(zhàn)和新的嘗試。技術(shù)方向該往哪邊走？哪些研究是必不可少的？業(yè)內(nèi)人士都有各自的看法。就研究側(cè)重點來說，國內(nèi)外的人工智能教育目前已經(jīng)呈現(xiàn)了不同的方向。
國外對人工智能教育的研究主要集中在大數(shù)據(jù)、機器人、深度學習等方面。國內(nèi)對人工智能教育的研究主要集中在自然語言處理、語音識別、圖像識別等方面。值得一提的是，美國等國家已經(jīng)在教育學心理、情感教育、認知研究等方面下苦工夫，并取得了一定的成果。而這些基礎性的研究在我國仍屬空白。
由于人類的情感非常豐富，而學習是一個復雜的過程，學生在學習的過程中會產(chǎn)生厭煩、愉悅、沮喪、恐懼等復雜多變情緒，人工智能技術(shù)如何及時獲知學生的情緒、有效把握學生的情緒并給予相應的情感指導是情感教育的重要環(huán)節(jié)，更是人工智能教育應用中亟待解決的問題。好未來集團CTO兼開放平臺事業(yè)部總裁黃琰認為，從長期來看，人工智能還需要加深對人類情緒和情感的識別及了解，并與人類的腦科學、認知科學和心理學相關理論相融合，這些問題的研究或?qū)θ斯ぶ悄芙逃I域的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。
戰(zhàn)略部署來臨，打造智慧教育新生態(tài)
8月底，2019世界人工智能大會開幕式上，科技部宣布在前期建設5家開放創(chuàng)新平臺的基礎上，新批10家單位開展國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺建設，智慧教育名列其中。這表明國家對人工智能促進教育變革創(chuàng)新，對推動人工智能與教育深度融合發(fā)展有較大的期許。
據(jù)了解，智慧教育國家開放創(chuàng)新平臺建設將面向教育改革創(chuàng)新和教育行業(yè)發(fā)展需求，為行業(yè)中的教育教學機構(gòu)、教育科技企業(yè)、教育從業(yè)者等各參與方提供從技術(shù)、解決方案到產(chǎn)業(yè)化應用的全場景、全過程、全周期智慧教育服務支持。開放平臺將分為三個部分：智慧教育技術(shù)賦能平臺、智慧教育解決方案開放平臺和智慧教育產(chǎn)業(yè)開放平臺。
如果把人工智能教育的技術(shù)視為“一路升級打怪的過程”，那么基礎設施層面的問題則是全行業(yè)必須突破的。有了它，才有了人工智能教育的基礎數(shù)據(jù)，比如學生的學習數(shù)據(jù)、教學資源數(shù)據(jù)、教學管理數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)的開放和共享，讓人們對人工智能+教育有更清楚的認識。
黃琰表示，作為此次智慧教育國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺的承建單位，好未來目前實現(xiàn)了多項技術(shù)的產(chǎn)品化應用。未來，將進一步打造教育行業(yè)知識共享和經(jīng)驗交流社區(qū)，引導中小微企業(yè)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人員基于開放創(chuàng)新平臺開展產(chǎn)品研發(fā)、應用測試，整合技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈和金融三方面資源，營造共創(chuàng)共享的智慧教育新生態(tài)。（科技日報 記者李艷）
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