AI专题丨AI赋能教育:产业应用管窥与琐思

  发布时间: 2019年07月26日 08:03:41   作者: 广丰能源网

当前,人工智能已进入“大航海时代”,成为科技创新的“超级风口”。习近平总书记强调:“人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。”在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论、新技术的驱动下,人工智能正在“重构生产、分配、交换、消费等各环节,形成从宏观到微观各领域的智能化新需求,催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式,引发经济结构重大变革,深刻改变人类生产生活方式和思维模式”。而人工智能及其在教育领域的应用现状如何?人工智能时代教学环境、教学方式、教师角色、 教育管理将会发生怎样的变化?笔者结合实际案例,从产业应用视角做简要阐释。

一、人工智能概述

人工智能是研究开发能模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的技术科学。1956年夏,麦卡锡、明斯基等科学家在美国达特茅斯学院研讨“如何用机器模拟人的智能”,首次提出“人工智能”(Artificial Intelligence, AI) 概念,开创了人工智能研究领域。人工智能概念提出后, 机器定理证明、跳棋程序等研究成果相继问世,掀起人工智能发展的第一个高潮。20世纪70年代初至80年代中期,美国、日本、英国等国家相继设立大型人工智能研究项目, 成功解决医疗、化学、地质等特定领域的部分问题,推动人工智能进入应用发展的高潮。21世纪至今,随着大数据、云计算、移动互联网等信息技术及以深度神经网络为代表的技术的飞跃式发展,人工智能在算法、 算力(运算能力)和算料(数据)方面均取得重大突破, 在语音识别、人机对弈、无人驾驶、智能搜索等领域已经实现了从“不可用”到“可以用”的历史性跨越。2016年,Alpha Go战胜世界围棋冠军李世石引发关注热潮,美国、英国、中国相继发布国家层面的人工智能发展规划,人工智能迎来爆发式增长。

产业应用方面,微软、英特尔、甲骨文、IBM等传统信息产业代表企业,谷歌、苹果、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等互联网和移动互联网时代信息产业代表企业,纷纷布局人工智能产业生态。制造、医疗、交通、零售、金融、家居等场景应用如雨后春笋,令人目不暇接。据中国信息通讯研究院数据研究中心实时监测数据显示,2018年上半年,全球共监测到人工智能企业4998家,其中, 美国 2039家、中国(不含港澳台地区)1040家、英国392家,位居前三;北京、旧金山和伦敦则是全球人工智能企业数量排名前三的城市,分别有 412家、289家和 275家。麦肯锡公司2018年的研究报告预测,到2030年,约 70%的公司将至少采用一种形式的人工智能,人工智能新增经济规模将达到 13万亿美元。我国发布的《新一代人工智能发展规划》 提出,到2030年,人工智能核心产业规模超过 1万亿元,带动相关产业规模超过10万亿元。

二、人工智能促进教育发展的核心价值

教育是人工智能的重要应用领域,人工智能在教育行业的渗透,使教育开始向智能教育新形态迈进,助力教育技术、模式、结构变革,提升教育服务的个性化、精准化、智能化水平。正如教育部陈宝生部长在 2019北京国际人工智能与教育大会的报告中指出:“人工智能是实现教育生态重构的有效手段,人工智能技术在教育中的深度广泛应用,将彻底改变教育的时空场景和供给水平,将实现信息共享、数据融通、业务协同、智能服务, 推动教育整体运作流程改变,使规模化前提下的个性化和多元化教育成为可能,进而构建出一种新的灵活、 开放、 终身的个性化教育生态体系。”

教学环境:从“标准化工厂”到“个性化农庄”

传统的课堂教学是将年龄和知识程度相近的学生编成固定人数的班级,按照统一的教学大纲规定教学内容,依据固定的时间表向全体学生授课,并按照统一的标准进行考试评价。基于人工智能的教学则能感知学习情景,识别学习者特征,提供精准学习资源与互动工具,自动记录学习过程,实时评测学习成果并反馈建议,以促进学习者进行个性化学习或探索。

如果把传统的教学环境比喻成“标准化工厂”,那么,基于人工智能、物联网等技术的教学环境就是“个性化农庄”,从标准化的集体授课空间变成个性化的学习探索空间,从相互分割的物理空间变成全面感知的智慧空间。一是基于各类智能设备识别温度、光线、声音、图像等信息,监测并自动调节相关参数和设备,保障系统智能、高效运行,创设绿色、安全的教学环境;二是基于人脸识别、语音识别、自然语言处理、情境感知等技术捕获学习者的动作、行为、情绪等信息,感知学习状态、记录学习过程、提供诊断报告,支持线上线下一体化、课内课外一体化、虚拟现实一体化的全场景教学应用,实现教与学过程中的智能决策、学习资源的智能推送、教学效果的智能评价;三是基于人与人、人与物、物与物之间信息数据的连通、汇聚与交换,形成学生、班级、年级、学校级数据体系,生成可视化报告,为教育教学提供参考依据。

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