如何促进人工智能与教育的深度融合,人工智能和职业教育、机器人时代的人工智能教育以及人工智能环境下的智慧学习已成为当前国内外教育界和产业界共同关注的热点问题。
2017年3月,人工智能首次被写入政府工作报告,成两会热词。同年国务院颁布《新一代人工智能发展规划》,把人工智能一级学科建设列为重点工作之一,并指出通过人工智能技术来辅助日常教学,实现日常教育和终身教育的定制化,推动新型教育体系的构建。人工智能也在刚刚颁布的2017年版普通高中新课标中列为选择性必修课。2018年全国两会的政府工作报告中明确提出,要加强新一代人工智能研发应用,在医疗、养老、教育、文化、体育等多领域推进“互联网”,发展智能产业,拓展智能生活。人工智能已上升为国家战略,由国家统一布局、统筹发展规划,在国家层面上形成人工智能未来发展蓝图。
一、人工智能对教育领域的帮助和应用
教育AI技术供应商Cognii创始人兼CEO卡内基亚(DeeKanejiya)预测了AI技术在教育领域可能产生的进展。表示教育是人们在所有其它领域取得进步的基础,因此AI在教育领域的应用将具有最为深远的意义。重点摘要:
1、AI技术很可能在作业批改、答疑、辅导、实践学习等领域取得突破。
2、ETS此前曾实验利用AI技术取代判卷官,成功批阅了GRE和SAT写作答题,证明AI技术可以被“训练”做到精准分析和评判学生的答题。
3、AI技术同样将在形成性评估领域发挥更大作用,它可以通过对学生提出问题-提供答案-提供反馈的形式来形成辅导课程。
AI对于教育的帮助,就技术采纳而言,教育行业仍然处于“发展中国家”阶段。不过这也正是教育行业的一个优势,这意味着它无需像其他行业那样必须经历传统基础设施的装配,而是可以通过类似直接采用移动智能手机的方式实现跨越发展。
教育领域的主要趋势和行业相关者的表现都暗示着该行业将迎来颠覆性创新。随着预算减少和课堂规模的增加,技术的进步将实现教育系统生产力和效率的提高,AI正是在提高教育质量和可负担性方面扮演着重要角色。
AI在教育领域的一些应用,包括:
1、能够批改学生文字作业的AI
2、回答学生问题的机器人
3、辅导学生的虚拟个人助理
4、提供身临其境动手学习的虚拟现实和计算机视觉
5、模拟和游戏化教学平台
随着学校和大学在不断开发在线战略、寻求降低成本和改善产出的机会,AI在教育中的应用度将继续上升。
二、第三届中美智慧教育大会聚焦人工智能与教育
3月18日,第三届中美智慧教育大会聚焦人工智能2.0等前沿话题展开深入研讨,并专门举办分论坛,请专家围绕“人工智能与教育”的主题展开了深入研讨。
(一)人工智能扩展教育新天地
中国工程院院士潘云鹤提出,随着智能城市、智能医疗和智能交通等社会新需求的爆发以及互联网、移动计算、超级计算、穿戴设备、物联网和云计算等信息环境的巨变,人工智能开始迈向新一代,即人工智能2.0(AI2.0)时代。人工智能走向2.0的真正动因是,世界正从原来由人类社会和物理空间组成的二元空间,向由物理空间、人类社会和信息空间构成的新的三元空间演变。其关键理论与技术包括大数据智能、群体智能、跨媒体智能、人机混合增强智能和自主智能系统等。
当前,人工智能2.0技术初露端倪,AI已显露走向2.0的大量新特征,包括大数据上的深度学习+自我博弈进化技术、基于网络的群体智能已经萌芽,人机一体化技术导向混合智能、跨媒体推理已经兴起和无人系统迅速发展。潘院士指出,人工智能2.0对教育的挑战,包括基于大数据智能的个性化教育、跨媒体学习、终身学习的智能支持、教育现代化需要多领域结合攻关等。新一代人工智能的战略实施中,队伍的组织和人才的培育是关键,要在全国形成一支政、企、学相结合的人工智能攻关力量,加大人工智能人才培育和学科建设的支持力度,创建一批政、产、学合作为基础,科学、工程和教育相结合的新一代人工智能研究中心,试用灵活体制,实现快速发展。人工智能走向2.0,是人类实现新进步的一件大事,应主动推动国际合作,建设合作平台,与全球愿意携手的科技人员一起,共同应对各种挑战,推动人类走向更美好的明天。
(二)机器人产业发展最缺的是人才
“当前中国人工智能行业人才需求极速增长,但人工智能人才供需失衡,人才数量少且质量不高。随着生产力的变革,更多更复杂的工作被人工智能系统取代。”全国高职高专校长联席会主席董刚认为,人工智能已经成为教育领域应用的重要场景之一,未来职业教育要积极适应人工智能时代的岗位变革、人才素质的要求变化和人才层次需求变化,将人工智能与教育进行深度融合,落实职业教育任务,培养产业变革所需技术技能人才,提升现有劳动者素质。人工智能时代职业教育的发展策略包括人才培养目标回归教育本质,调整专业设置,引领产业发展;信息化影响下的教育教学方法;以大数据为支撑的精细化管理;“AI+”师资建设等。
北京大学教授、中国人工智能学会副理事长刘宏系统分析了近年来“机器人热”的国际国内技术和产业背景,提出智能机器人是人类社会工具发展的最高形态的基本论断。机器人时代的人工智能与教育,就是要紧密结合产业背景,把握工业机器人智能化前沿方向。目前,人工智能和机器人产业发展最缺的是人才,人才培养最缺的是规范。机器人时代开展机器人教育,迫切需要人工智能技术与机器人技术的深度融合、交叉创新,推动“智能学科与技术”新学科建设。
(三)人工智能环境下的智慧学习
哈尔滨工业大学多智能体机器人研究中心主任朴松昊教授提出,智能化是机器人未来的发展方向,智能机器人是具有感知、思维和行动功能的,是计算机和人工智能等多种学科和技术的综合结果。未来智能机器人的几大发展趋势是,语言交流功能越来越完美,外形越来越酷似人类,逻辑分析能力越来强,功能越来越多样化。
人工智能机器人这一技术近些年取得了飞速的发展,教育领域也正拥抱和吸收这样的新兴技术。为适应人工智能机器人等新兴技术推动下的信息时代变革,加速信息技术与教育教学的深度融合,作为此次论坛主办单位的北京师范大学互联网教育智能技术及应用国家工程实验室,联合复杂系统管理与控制国家重点实验室等学术单位,以及数十家相关企业,共同发起成立全球教育机器人联盟,以期汇聚全球人工智能及教育领域的资源和力量,打造教育机器人产学研合作交流平台,推动全球教育机器人发展和人工智能教育应用,解决智能时代教育关键问题,培养新时代的数字公民,共同推动教育机器人的人工智能教育产业发展。
“我们现在进入了新的智能技术大时代,应将科学的线上游戏等进一步应用,纳入到智能教育当中,包括范式模拟和心理知识的使用,来适应瞬息万变的世界发展。”复杂系统管理与控制国家重点实验室研究员、武汉大学张俊教授指出,随着人工智能技术的应用,将改变和颠覆大多数现有工作岗位和产业,新产业、新业态、新模式将不断涌现,工业社会将升级为智能社会,我们应该引领时代潮流,以教师为中心的工业化教育向以学习者为中心的智能化教育转型。
百度教育高校方面的业务负责人罗虹荣谈到,随着首个国家级的人工智能实验室落地百度以及无人驾驶系统和DuerOS系统(人机对话)的实现,百度AI技术已成为国内人工智能技术的领跑者。如人脸识别、知识图谱、知识捕捉、知识评测和知识共享等技术在教育领域(如课堂签到、学习图谱和云端知识库等)的应用,展现了未来人工智能与学校有机结合后形成的智慧教育生态。
教育机器人和智能教学系统是人工智能在教育中应用的典型,在不断拓展知识领域和知识类型的过程中,将不断创新学习方式、转变教师角色、激发学习潜能。教育要积极主动地适应智能时代提出的新要求,以深化应用推动教育教学模式变革,全面实现人工智能与教育融合创新的潜在价值。
三、中外教师科教创新论坛上热议人工智能开启“智慧教育“新模式
3月25日,多名专家在北京举行的中外教师科教创新论坛上表示,人工智能将为教育领域带来一系列创新应用,将会优化教学方式,开启“智慧教育”新模式。中国人民大学附属中学校长翟小宁表示,未来的教育方式将以人工智能和大数据为支撑,学生自主学习为主、教师个性化指导为辅,以“师生学习共同体”的形态呈现。
人工智能将在教学方法、教学形式等方面全方位助力教育变革。方法上可以借助人机交互手段,使教学情景更生动鲜活;形式方面,教师不再面向所有学生开展“标准化教学”,而是根据人工智能和大数据系统提供的学生发展报告,对学生开展个性化指导,重点补足薄弱环节,发展自身优势。与人工智能技术相结合的“智慧教育”将是教育创新的一个重要特征。对教育来说,人工智能不仅是一种新工具、新方法,还代表着一种新思维,应该从基础教育阶段就加以重视。
从未来人工智能发展和应用来看,学科综合性、交叉性很强,因此学校应注重对学生系统性科学知识的培养。比如开展生物信息学分析研究,可能需要同时借助人工智能技术、统计学、化学等多个领域的知识。
当今时代,科技发展日新月异,以互联网、大数据、人工智能为代表的现代信息技术深刻改变着人类学习、生产和生活的同时,对教育的革命性影响也日益凸显。教育信息化建设进入新阶段,学习环境、教学模式以及教育系统治理在从传统向智能转变的过程中面临着机遇与挑战。