淺談人工智能的教育影響

王麗春

（西安城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院，陜西 西安 710114）

0 引 言

隨著人工智能革命時(shí)代的到來，海量大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與時(shí)俱進(jìn)，不僅給傳統(tǒng)制造業(yè)、工業(yè)以及農(nóng)業(yè)等造成沖擊，而且對教育學(xué)和教育管理領(lǐng)域帶來了巨大影響。人工智能與教育的結(jié)合，要遵從教育的主體活動(dòng)，即教授、學(xué)習(xí)、考評和管理4個(gè)基本方面。

1 因材施教

因地制宜、因材施教一直以來是人類在教育活動(dòng)中孜孜不倦所追求的。但是，目前國內(nèi)無論小學(xué)、中學(xué)還是大學(xué)，幾乎無一例外都是大班教學(xué)。鑒于教師的工作量要求和學(xué)生的個(gè)性差別所形成的矛盾，根本無法準(zhǔn)確實(shí)施因材施教。

人工智能技術(shù)為探索因材施教提供了可能，基本思路為：采集并系統(tǒng)地分析學(xué)習(xí)者的多維大數(shù)據(jù)，利用人工智能技術(shù)總結(jié)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式和特點(diǎn)，然后人工智能系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方式和節(jié)奏，使學(xué)生得到最合適的教育，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的因材施教。

例如，全球使用量最多的外語學(xué)習(xí)APP或PC客戶端---Duolingo。數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生使用該軟件學(xué)習(xí)34 h的語言水平相當(dāng)于一個(gè)學(xué)期的大學(xué)語言課程水平。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)評估可知，學(xué)生的學(xué)習(xí)最低效率提高了60倍[1]。

人工智能與個(gè)性化大數(shù)據(jù)的結(jié)合，減輕了教學(xué)者的重復(fù)負(fù)擔(dān)，同時(shí)使學(xué)習(xí)者更有興趣，是一種良性循環(huán)。將來，教師的主體工作不是教授而是研發(fā)；傳道授業(yè)不再是主體，解惑育人才是點(diǎn)睛之筆。

2 學(xué)習(xí)減負(fù)

傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，學(xué)生都有熟能生巧的學(xué)習(xí)觀念。這個(gè)觀念的目標(biāo)是讓人充分掌握知識點(diǎn)而不是重復(fù)大量的作業(yè)。人工智能利用專家系統(tǒng)、自然語言處理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的思維方向及解決問題的潛在方案結(jié)構(gòu)，診斷預(yù)測學(xué)生的理解域，給學(xué)生及時(shí)的指導(dǎo)、解釋和反饋，再通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析、計(jì)算，制定出適合該學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)劃，進(jìn)一步高效促進(jìn)學(xué)習(xí)行為，避開題海戰(zhàn)術(shù)[2-6]。

例如，國內(nèi)由5位教育學(xué)博士聯(lián)合發(fā)起成立的智慧超人k12人工智能教育，只需要8～12道題目就可以精準(zhǔn)測評定位幾十個(gè)知識點(diǎn)的掌握情況。測評開始后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生每道題的做題狀態(tài)給予反饋，智能推算出下一道該學(xué)生需要練習(xí)的題目。系統(tǒng)也會(huì)隨機(jī)給出類似題目來判斷學(xué)生是否是蒙對題目或粗心做錯(cuò)題目等。利用這樣精準(zhǔn)定位的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，不僅可以使學(xué)生找到自己的學(xué)習(xí)規(guī)律，提高學(xué)習(xí)效率，而且完全能夠有效地避免題海戰(zhàn)術(shù)。

3 無與倫比的人工智能閱卷評分

傳統(tǒng)閱卷評分多要進(jìn)行幾十萬、幾百萬的考試試卷樣本分析，耗費(fèi)巨大的人力財(cái)力資源，可行性低。人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，利用精準(zhǔn)圖文識別和海量文本檢索技術(shù)，可快速查找與目標(biāo)相似的文本，使得機(jī)器智能閱卷成為可能。

例如，在考試中心的組織下，科大訊飛的全國科智能閱卷技術(shù)在CET4、CET6以及多個(gè)省份的高考、中考以及成人高考等大規(guī)?？荚囍羞M(jìn)行了多次多范圍的試點(diǎn)驗(yàn)證。結(jié)果表明：計(jì)算機(jī)的評分結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)場閱卷教師的水平，完全滿足大規(guī)模考試的需要。2017年底，浙江省教育廳和科大訊飛在杭州簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，未來浙江中高考試卷將全部實(shí)現(xiàn)人工智能閱卷評分，包括主觀題?？拼笥嶏w公司董事長劉慶峰說，“它通過在主觀題中學(xué)習(xí)原來專家組的聯(lián)合評分，人的表面規(guī)律可能7、8個(gè)維度，而機(jī)器后臺(tái)有10的7次方個(gè)參數(shù)，用深度學(xué)習(xí)的參數(shù)模擬，學(xué)習(xí)完以后批改剩下的卷子。當(dāng)機(jī)器和人有差異時(shí)，我們挑出來，由專家組聯(lián)合評議，最后發(fā)現(xiàn)90%是機(jī)器超過人的?！碑?dāng)時(shí)該技術(shù)在該省已經(jīng)覆蓋50萬人，可應(yīng)用于日常評卷工作[7]。

預(yù)想不久的將來，教師不用上課、備課、批卷，只需要專心搞研發(fā)和輔助解答學(xué)生的疑惑，教研教師將有更加充足的精力和時(shí)間用于教育的其他方面。

4 智能管理

智慧校園管理就像工業(yè)4.0的智慧工廠一樣，管理覆蓋校園的教務(wù)處、學(xué)生處、圖書館、后勤以及校務(wù)處等各個(gè)部門，滿足常態(tài)化校園管理需求。

例如，手機(jī)開門，不再需要門禁卡或者鑰匙；手機(jī)借還書直接上傳圖書管理系統(tǒng)，淘汰校園卡式借還書；手機(jī)記錄教師上課考勤狀態(tài)，杜絕代課代簽行為。

隨著新高考政策的“走班制”推廣，教室和教師固定，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇自己喜歡的課程。但是，這同時(shí)產(chǎn)生多種多樣的選課需求，使得合理安排課程成為一個(gè)棘手的難題。在無人工智能的情況下，人工排課要將近一個(gè)月時(shí)間，往往不能使每一名學(xué)生都滿意。通過人工智能算法計(jì)算機(jī)自動(dòng)排課，學(xué)生只需根據(jù)自己的情況提交自己的課程選擇需求，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)結(jié)合課程表、教室數(shù)量及應(yīng)用裝填、師資等進(jìn)行快速計(jì)算，從而排出最優(yōu)課程，大大提高了學(xué)校的工作效率和學(xué)生對課程安排的滿意度，是人工智能在教和學(xué)管理方面的重大改革。

5 結(jié) 論

人工智能快速發(fā)展，給傳統(tǒng)教育行業(yè)造成了很大影響，帶來了進(jìn)步，解決了以前人力無法完成的難題。人工智能雖然在效率上有其無語倫比的優(yōu)勢，擁有先進(jìn)的教學(xué)理念、創(chuàng)新思維和技術(shù)支持，但人工智能教育活動(dòng)目前仍處于探索階段。目前，取得的成就是點(diǎn)對點(diǎn)的個(gè)案，還需要更多的點(diǎn)才能形成大數(shù)據(jù)下的面，從而讓更多人受益。