当AI遇上教育:未来我们会怎样学习?
2020-04-29 

随着人工智能在人类生产生活中的逐步渗透,它对人们的社会生活和工作方式都带来了巨大的影响。特别是当AI遇上教育,一系列神奇的事情悄然发生了。通过图像识别技术,批改作业和试卷不再需要老师们劳心费力;语音识别和语义分析技术可以为学生进行英语口语测试,并教导学生最标准的英语发音;通过人机交互技术,AI可以协助教师为学生解答问题;智能导师系统则完全能够模拟人类教师一对一教学的过程。这些都是人工智能技术在教育领域落地的应用。

作为一种高级形态的计算机辅助教学应用,智能导师系统能够实现自动化、智能化、协同化教学,它通常采用“三角模型”的设计,包括领域模型、导师模型和学习者模型。

一般定义来讲,领域模型就是学习领域基本规则和解决问题策略的汇总,主要进行知识计算和推理,是教育智能化的基础;导师模型对应导师,能够为学习者制定有针对性的学习活动和教学策略,为学习者答疑解惑;学习者模型对应学生,能够为学习者描绘立体画像,通过对学习者的学习心理与外在学习行为表现进行数字化分析,可为不同学生的个体化学习提供精准的服务,帮助学习者进行更加科学合理的学习。

美国国防高级研究计划局和第三方企业合作,开发出了一套基于人工智能的数字导师系统,能够对专家和新手之间的交互进行模拟,提高学习者的知识和技能,此前专家对海军新兵的训练需要持续几年的时间,而在使用了数字导师系统后,新兵训练时间有望降低到几个月。

未来随着人工智能的进一步发展,智能导师系统可以通过对学生的面部表情、说话语气、肢体动作等数据进行分析,融入心理学、认知科学等知识,在与学习者交互的过程中感知学生的情绪,在学习者情绪不佳时帮助其进行调节,提升学习的积极性。

在教学过程中,对学生进行测评是一项必不可少的环节,对于教师来说,人工出题、人工阅卷、成绩评估和试卷分析等一系列的测评工作都是非常繁重的,还会占用许多时间。自动化测评系统的应用则会完全改变现有的测评方式,不仅能够降低教师的工作负担,而且可以实现实时反馈,提升测评的效率和测评结果的准确性。

现在,智能测评系统已经在多种教育中获得了实践。美国教育考试服务中心(ETS)专门推出了针对学生作文的自动化测评的工具E-rater。使用E-rater可以对学生写作的短文进行高效准确的测评,包括语法、结构、写作风格、整体得分等等,不仅能提升测评效率,而且能提升学生的写作能力。此外,ETS还将自动化工具应用在了口语测评方面,通过使用SpeechRater引擎,可以实现良好的英语口语测评效果,。对学生来说,智能测评系统不仅能够给出准确的测评结果,还能提出建设性的建议。

智能游戏是人工智能发展的一个重要领域。此前,阿尔法围棋(AlphaGo)成为第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人,其主要工作原理是深度学习。阿尔法围棋的出现让人们看到了人工智能的智慧,同时也让人们看到人工智能游戏应用在教育中的可能性。

芝加哥科学与工业博物馆网站为青少年游客设计了一款生存类游戏,该游戏涉及了极端条件下人体主要身体系统发生的各种变化,在玩游戏的个过程中,玩家可以对人体结构有更加深入的了解。教育游戏能够考验玩家的耐心、专注性、专业知识和逻辑思维等,还可以为学习者的学习增加了娱乐性和趣味性。

机器人教育在教学活动中有着广泛应用,它能够提升学生的计算思维能力,提高学习积极性,解决许多复杂问题。现在,许多院校已在学生中开设了机器人学方面的有关课程。利用教学用机器人,学习者对行为控制、人工智能、机器人学等学科领域的抽象知识都可以得到更好的理解和掌握,能够帮助学生提升综合能力。

今年6月,浙江与日本软银集团合作的“‘ai+机器人’未来英才培育计划”在杭州启动。2000台pepper(派博)机器人走进浙江近300所学校开展教研活动,人工智能已经进入了校园,可以预见的是,将会有越来越多的教育机器人出现在小学、中学和大学中。

人工智能建立于海量优质的应用场景数据基础之上,可以说大数据是机器智能的基础和源泉。而算法是人工智能的核心,深度学习能够提供一种非常智能化的算法,机器也能够自动从海量数据库中进行自我学习。因此,在教育领域推动信息技术与教育融合可以促进人工智能教育的发展。

发展人工智能教育,需要建设智能环境,而物联网、大数据、人工智能以及虚拟现实等新技术和新型的教育体系都对建设智能环境有着极大的促进作用。

从技术方面来说,大力推动智能校园建设,建立立体化的综合教学场所,为教师的智能化教学和学生的智能化学习提供支持;不断开发和建设基于人工智能技术的开放式学习平台,对现有的教学模式进行优化;引进先进的智能教育辅助系统,比如智能导师系统、教育机器人等等,分担教师的负担,提升学生的积极性。

从制度方面来说,开展人工智能教育示范区建设,探索教育+AI的制度体系设计,鼓励教育机构应用人工智能技术开展组织结构和管理体系的创新;加强数据汇聚,建立合理使用数据的制度与政策体系等。

在人工智能时代下,教育更需要走在前列,人才培养是推动智能教育建设的重中之重,为此,必须要加快完善人工智能人才培养体系,加强人工智能普及性教育,为人工智能人才的培养提供优良的社会环境,更多具有创新能力的人工智能人才出现,将会为我国经济的发展增添新动能。

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