教育AI時代已經來臨
去年一年,似乎好像人工智能突然就走到了我們的身邊,谷歌做了一個非常有意思的比賽,就是圍棋比賽AlphaGo戰勝了圍棋冠軍。李世石的水平在一年中不會有太大的變化,但是機器的水平還在不斷的提高,現在人類是沒有可能再去戰勝機器的圍棋水平。只要數據足夠,人工智能就會越來越好。人工智能僅僅下圍棋對我們沒有什么太多的意義,它以后能夠解決很多事情。MIT和麥肯錫分別有一個報告,都是說差不多到2035年會有45%的工作被機器替代掉。
人工智能對教育的影響
人工智能技術到底對我們教育當前和未來要產生什么影響?我覺得主要有幾個方面。
1、人工智能自動的叫數據結構化的技術,可以把當前采集的數據編進計算機進行分析。
比如學生所做的試卷、作業,這是課前和課后銜接的一個重要環節。以前作業做完就結束了,現在機器可以把做完的作業編成計算機可以處理、分析的數據。
2、可以讓優秀經驗模式化
現在科大訊飛的人工智能技術可以批閱越來越多的中英文作文題,以后還可以批閱更多領域的題目。未來機器還可以把更多優秀的活動變成一種模型讓計算機去運行,從而代替很多繁瑣的工作。
3、數據驅動的個性化的教學資源
這個在上午的觀摩課中已經看到。最后,我們希望每個老師都有一個教學助手,老師只有一雙眼睛,一雙耳朵,但是機器可以變成千里眼幫老師觀察每一個學生。每個學生都有一個機器學習伴侶,可以幫助學生整理學習筆記、發現學習中的問題,幫助學生更有效率地學習。這個機器已經開始做,而且在未來幾年中可以做得更好,關鍵就是數據。所有的教育專家們一定要關注教育的數據,因為有兩種數據不可再生,也是別人不可給你期待的,一種就是醫療數據,只有你自己的身體產生,還有一個就是學生學習的數據,只有這個學生的學習是個性化的。
幾個關鍵應用我們也拋磚引玉地提出一下。
第一個是優質教學資源的結構化。以前我們錄播課,但是錄了那么多課,有幾堂課能被后面的學生所用?我們現在講微課,就是把直播課里面關鍵的一些小的優秀片段找出來。現在有了最新的技術就不用去找微視頻,因為已經把老師講課的視頻切成了一段一段,而且每一段對應文字檢索,學生回去如果想去檢索這個老師上課的關鍵視頻,他可以很快可以拿得到。
第二個是全時互動以學定教。技術要創建線上線下的環境,應該讓老師和學生以及學生和學生之間、學校的管理者和老師學生之間可以全時互動,跨時空互動。好處是可以準確及時地發現教學的問題、學生知識掌握的問題,通過以學定教來調整我們課堂的效率。
第三個方面是聽說訓練無障礙。廣東省的高考口語和江蘇省的中考口語,這兩個都是全省性考試。訊飛提供后臺技術支撐,所有口語數據都是由機器來評測。現在北京、上海也在推動。
第四個是虛擬現實或者增強現實對教學的支撐。學生在一些需要發揮想象的課程中,形成想象思維能力過程需要時間。今天在八中展示了一個VR實驗室,有了虛擬現實以后,學生可以非常好地去理解原來很難想象的知識點。
第五個就是個性化教學。有了大量學習的數據以后,系統可以對學生進行問題診斷,最后給學生推送個性化的學習資源。科大訊飛之前與北師大在協同創新項目中進行了合作,今年我們和北師大共建了國家教育大數據的國家工程實驗室,下一步我們也希望有更多的專家為我們這個工程實驗室提供素材。
第六是主觀題的評測。現在英文中文的作文題已經可以評測,而且評測的分數一定比現場老師評測的準確,這個經過多次的實驗得到驗證。我們和教育部在去年的3月份攻堅了一個聯合實驗室,現在四六級考試中的英文作文已經開始用這個技術一人一機來評了。它不僅僅減少了老師的負擔,更重要的是帶來了數據。大家可能會問老師不評閱作業怎么了解學生?這個技術剛好做了這兩種銜接,老師每次還要評閱一部分,用這一部分數據去訓練一個老師的模型,再評閱其他的,老師以后只需要評閱20%的主觀題。
第七個關于高考的分層排課。3+3以后課表怎么能夠排的更好?解決方案基本已經有了。我們通過整個智能的搜索算法,就是把學校的老師的資源、教室的資源、學生數目、學生的興趣全部輸入機器進行決策,然后給學校一個輔助的排課表,最后由專家進行調整。這樣可以大幅度降低排課的復雜度,提升學生的資源的滿足度,這個在很多地區已經開始使用,以后對我們整個教學的管理可以起到非常好的幫助作用。
人工智能對教育行業的沖擊和機遇分析
1.工智能對教學方式有何優化作用?
未來學家、發明家雷·庫茲韋爾曾說:“不斷減輕人類痛苦是技術持續進步的主要動力。”技術發展的愿景和初衷是好的,人工智能也一樣,它的研發初衷是為了把人從簡單、機械、繁瑣的工作中解放出來,然后從事更具創造性的工作。教育人工智能的使命應該是讓教師騰出更多地時間和精力,創新教育內容、改革教學方法,讓教育這件事變得更好。
目前人工智能在教育領域的應用技術主要包括圖像識別、語音識別、人機交互等。比如通過圖像識別技術,人工智能可以將老師從繁重的批改作業和閱卷工作中解放出來;語音識別和語義分析技術可以輔助教師進行英語口試測評,也可以糾正、改進學生的英語發音;而人機交互技術可以協助教師為學生在線答疑解惑,去年媒體曾報道美國佐治亞理工大學的機器人助教代替人類助教與學生在線溝通交流竟無學生發現,說明了人工智能在這方面的應用潛力。
除此之外,個性化學習、智能學習反饋、機器人遠程支教等人工智能的教育應用也被看好。雖然目前人工智能技術在教育中的應用尚處于起步階段,但隨著人工智能技術的進步,未來其在教育領域的應用程度或將加深,應用空間或許會更大。
2.人工智能會取代教師嗎?
自人工智能出現起,就存在一種人工智能威脅論,這種觀點認為人工智能最終會取代人類,甚至消滅人類。比如著名物理學家史蒂芬·霍金繼2015年9月拋出人工智能威脅論后,今年3月份在接受英國《獨立報》采訪時再次表達了對人工智能技術的擔憂。回歸到教育領域,假設未來人工智能不僅在教育的技術層面,而且在知識層面應用得越來越成熟,那么人工智能是否會取代人類教師呢?
對于這種擔心,筆者認為可以從教育的本質以及人與機器的區別等角度進行審視。教育的任務是教書育人,教師的作用不僅是傳授知識,而且需要通過情感的投入和思想的引導教會學生做人、塑造學生的品質等。對于什么是真正的教育,德國著名哲學家雅斯貝爾斯曾形象地描繪為,用一棵樹撼動另一棵樹,一朵云推動另一朵云,一顆心靈喚醒另一顆心靈。教育是一項心靈工程,它的實施者——教師是富于情感和智慧、想象力與創造力的人類,這些特質是人工智能無法比擬的。同時我們也看到教師正在努力從教學的主宰者、知識的灌輸者向學生的學習伙伴、引導者等方向轉變。
基于此,即使未來人工智能在知識儲備量、知識傳播速度以及教學講授手段等方面超越人類,人類教師仍然具有不可替代的作用。但是面對人工智能的沖擊,教師應該具備危機意識和改革意識,思考如何發展那些“AI無而人類有”的能力,思考如何提高教師這個角色的不可替代性,思考什么才是真正的教育,思考未來需要培養怎樣的人才等問題。只有朝這些方向努力,才能將人工智能帶來的挑戰轉變為變革傳統教育、創新未來教育的機遇。
3.人工智能對學科設置有何引導作用?
在科學技術日新月異的今天,世界正在發生快速變化。新時代對學校教育的影響之一是學科設置的變化,包括新學科的設立、傳統學科的改良以及某些“過時”學科的撤銷。
近日,教育部公布了2016年度普通高等學校本科專業備案和審批結果。其中筆者觀察到,各高校在布點新專業時,紛紛聚焦大數據、新能源、新媒體等戰略性新興產業,比如“數據科學與大數據技術”、“新能源科學與精神”、“網絡與新媒體”等專業,時代感十足。
回歸到人工智能領域,自2003年北京大學提請建立智能科學系,并于2004年招收首批本科生后,至今十多年的時間里,隨著人工智能的崛起,越來越多的高校開設此專業,從事有關智能科學發展的研究并培養相關人才。而人工智能是一個多學科交叉的領域,其發展也帶動了其他相關專業地位和報考人數的提升。與此同時,人工智能帶動了本專業與相關專業發展的同時,也對某些專業發展造成沖擊。以外語專業為例,隨著人工智能語音技術的發展,外語翻譯行業受到挑戰。
跳出教育看教育,未來人工智能將不斷取代或變革現有的工作,也會創造很多新的工作,學校教育必須緊跟時代步伐,不斷調整學科專業方向與人才培養目標,才能為社會培養、輸送有用的人才。
4.教育數據會成為教育人工智能的瓶頸嗎?
在教育行業,人工智能不僅被用來節省教師人力、提高教學效率,而且可以驅動教學方式的變革。以人工智能驅動個性化教育為例,收集學生作業、課堂行為、考試等數據,對不同學生的學情進行個性化診斷,并進一步為每個學生制定有針對性的輔導和練習,從而實現因材施教,這已成為教育人工智能探索個性化教育的一個方向。但是實現人工智能引領個性化教學的一個關鍵點是數據的采集與分析。
關于數據與人工智能的關系,有一種說法認為數據是人工智能的某種“養料”。同樣的,我們也可以說,教育數據是教育人工智能的“養料”。教育數據產生于各種教育活動和整個教學的全過程,人工智能要想更好地應用到教育中,首先面臨的就是數據采集的問題。目前,教育數據的來源渠道有兩個,一是來源于數字化的教學環境,教學和學習數據在這種數字化環境中自然而然的產生,二是從傳統教學行為中收集教育信息,并將之轉化為數據。前者的優勢是實時收集數據,效率高、節省人力,而現如今在互聯網+教育的廣度和深度有待進一步推進的情況下,教育數據的來源很大一部分要依靠后者,未來教育數據或將成為發展教育人工智能的一大制衡因素。
人工智能時代,教育能給孩子什么
“我想先跟大家講一講圍棋的事兒。”天津韓國國際學校校長姜聲奉開門見山地提到今年3月韓國棋手李世石多次敗給人工智能“阿爾法狗”的故事。顯然,這次人機大戰給教育者帶來更多思考——學生是不是可以完全依賴技術而不再學習?
姜聲奉認為,既要看到人工智能給人類帶來的巨大便利,也應該透過這場人機大戰看到人工智能代替不了的人類能力。比如李世石的拼搏精神,面對失敗尋求突破的創造力和耐心,以及帶領團隊分析的領導力,“這些能力是今后我們應該對學生培養的重點”。
他以一份對外公布的聯合國報告舉例,未來很多工作都會被人工智能取代。不僅是簡單的、初級的勞動,甚至也包括一些專業性較強的工作,比如會計、醫生等。那么,在人工智能時代,教育的方向又應該是怎樣的呢?他認為,教育應該關注的是那些不能被人工智能取代的能力。如感知能力、創造力和洞察力,以及與人合作的能力等。
天津惠靈頓國際學校校長邁克爾·希金斯舉起手機說,現在我們每個人在使用智能手機,它的計算能力都具備了上世紀六七十年代把人帶到月球的水平,甚至這種能力還在不斷增強,“那么對教育而言,除了傳統的數學、英語等必不可少的課程學習之外,我們更應關注一個人的能力和品質”。
人工智能對孩子的影響
從發展趨勢來看,今后教育活動中勢必會有越來越多人工智能的身影:它可以作為助教或家教老師,為孩子們提供實時反饋和答疑服務,有不會的問題,請直接問;在教學中,人工智能已具備圖像識別和語義分析技術,或許過不了多久就能幫老師批改作業和答卷,減輕老師的負擔;如果想得再遠一點,人工智能或許有助于增加優質教育資源的供給,讓更多孩子享受“名師”服務。
以上這些還只是“術”的層面,那“道”呢?會不會影響教育理念、教學規律?比如說,“高考機器人”在“刷題”數量不多、無法準確理解人類語言的情況下,獲得的分數就已經超過了大多數高中生。所以,相比“題海戰術”,讓學生真正理解知識、真正知其所以然更為重要。在這方面,今后人工智能或許能針對學生的薄弱環節,定制、推送知識點,幫孩子們告別“題海”。
或許再過幾十年,人工智能將滲透到生活的方方面面,甚至像家庭成員一樣進入千家萬戶,每個人都離不開。到那時候,人類大腦將進一步解放,機械運算等都有機器人替代,到那時候,教育內容會怎么“隨機應變”?高考又將考什么呢?世界變化太快,不妨拭目以待。
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