2018-12-17

淺談AIED“人工智能+教育”

什么是AIDE？AIED(英文全稱Artificial intelligence in education)是指人工智能+教育,是屬于人工智能賦能教育產業。它是人工智能技術對于教育產業的賦能,通過將本身具有跨學科屬性的AI 與學習科學(教育學,心理學,神經系統學,語言學,社會學及人類學)結合起來,促進自適應學習環境的發展,用大數據實現教育的個性化,讓因材施教成為可能,為教師和學生提供新的工具,讓學習更加個性化、靈活、豐富、有趣,為學生打開學習的“黑匣子”。

AIED的發展,在成倍放大教育產能的同時,促進優質教學資源得到充分利用,幫助有效解決傳統教育中以教師為核心的成本高、效率低、不公平等問題。同時,AIED是個大概念,與教育的結合,可以從教、學、練、測、評五個環節落地。縱觀整個行業,目前發展較為快速的幾個主要場景包括:自適應學習、智能測評、語音交互、視覺與圖像處理、機器人。

在人工智能技術圖譜上,以機器學習、數據挖掘為兩大技術核心,兩者技術范疇上有所交叉。機器學習又包含對抗學習等諸多種類,其中倍受矚目的就是深度學習。按照拓撲結構分類,深度學習可分為卷積神經網絡、循環神經網絡和全連接神經網絡,并通過算法框架實現深度學習過程。

在機器學習與數據挖掘的技術之上,實現了目前市場上最常見的三大技術應用,即計算機視覺、智能語音技術和自然語言處理。另外,人工智能技術的實現,還要依托硬件的支持(處理器/芯片、傳感器元件等)以及云平臺提供的存儲與計算服務。

人工智能技術與學校教育融合成為一種未來趨勢,這為個性化學習和個別化學習的實現提供技術保障,成為教育發展的重要推動力。“智能教育”作為重點任務被寫入2017年頒布的《新一代人工智能發展規劃》,成為人工智能國家戰略的重要組成部分,在教育部于2018年印發的《教育信息化2.0行動計劃》中也提到要推送人工智能、大數據物聯網等新興技術支持下的教育模式變革和生態重構。

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。

AIED應用場景,自適應學習+教育

目前的人工智能在教育領域的應用來看,可以分為自適應學習、虛擬助手、專家系統、商業智能等方面的廣泛應用。從現在智能教育應用來看,自適應學習+教育已經得到一定教育應用。例如:

1、“自適應+K12教育”類

如“猿題庫”,通過自適應題庫為學生提供個性化題庫,并根據其個性化問題提供真人在線輔導,幫助學生了解自身學習情況、激發對練習的興趣并提高科目學習成績。

2、“自適應+STEAM教育” 類

如“wonder workshop”,通過軟件將兒童的數據進行分析,借助機器人硬件和獨特的教學內容,幫助孩子趣味學習編程。

3、“自適應+語言教育” 類

如“英語流利說”,借助語音識別和自然語言識別技術,判斷學生的口語水平,對學生薄弱環節的分析,規劃出適合個體差異的英語學習解決方案,最大程度地擺脫對“真人教師”這一核心因素的依賴。

4,“自適應+早教陪伴”類

如智伴兒童機器人,通過多模態人機交互、自然語言處理、機器學習、推薦算法等先進技術,為孩子提供良好的親子溝通方式及親子育兒內容,滿足不同孩子、不同階段功課學習、良好性格養成的需要,并為父母與孩子搭建起溝通的橋梁,增進親子關系。

引入AI人才將是未來AIED“打仗”的基礎

數據顯示,截止2017年,全球范圍內人工智能專業人才為195萬,其中美國相關人才總數超過85萬人,而中國的相關人才總數僅超5萬人。但是隨著中國在人工智能領域的不斷開拓進取,對于人才的需求不斷攀升。據報道,我國人工智能的人才缺口超過500萬,供求比例達到1:10。此外,相對于AIED的發展,復合型人才更是急缺,既要懂AI技術,又要對教育行業有很深的理解,從教育行業找到AI結合切入口。

AIED在中國還處于起步和摸索階段,但國人心中一直都有“不能讓孩子輸在起跑線上”的觀念,如今AIED賽道上,人工智能教育產品也是層出不窮,從語言類口語考試、智能閱卷到自適應學習、虛擬學習助手再到專家系統等,如今已經覆蓋“學、練、改、測、評”全產業鏈條。

未來的教育將進入一個人與人工智能共同協作的時代,充分發揮機器與人類不同的優勢是提高生產力的關鍵。人工智能將會取代簡單重復的腦力勞動,而發揮人類的優勢創新、復雜決策、情感關懷激勵等更大優勢,對提高生產力十分必要。AIED在一定程度上可以取代一部分原來必須由人力來服務的教學工作,實現規模化的“千人千面”個性教學。未來隨著技術的繼續發展,必將逐漸成熟并大規模應用。

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