教育人工智能的發(fā)展難題與突破路徑

李偉

摘 要：隨著經(jīng)濟和科技的發(fā)展，人工智能在不斷發(fā)展的過程中逐漸與教育領(lǐng)域相融合，并呈現(xiàn)出未來教育改革的趨勢。目前人工智能教育已經(jīng)由傳統(tǒng)的服務(wù)行業(yè)向多元化應(yīng)用區(qū)域發(fā)展。但是從整體的趨勢上來看，人工智能教育卻還在發(fā)展的階段，并沒有完全被開發(fā)，主要面臨著四個發(fā)展上的困難：第一個困難是教育數(shù)據(jù)與質(zhì)量上所面臨的技術(shù)性問題。第二個困難是教育行業(yè)多飾多樣，給人工智能的融入增加了相應(yīng)的困難。第三個困難是人工智能的應(yīng)用價值和教育角色之間的困惑，人們對人工智能依然存在著危機感。第四個困難是教育中缺乏人工智能專業(yè)的教師隊伍，使其在教育領(lǐng)域中無法得到全面化的發(fā)展。因此，未來的人工智能在教育領(lǐng)域當(dāng)中還需要相關(guān)科研人員的不斷探索和研究，從而盡早實現(xiàn)全面化教育人工智能，本文先闡述了教育步入智能化時代、教育人工智能的技術(shù)框架、教育人工智能的典型應(yīng)用模式，然后又對教育人工智能發(fā)展面臨的難題和教育人工智能的未來發(fā)展路徑展開討論，并提出個人的見解。

關(guān)鍵詞：教育;人工智能;發(fā)展難題;突破路徑

一、教育步入智能化時代

科技的進步使人工智能成為人類未來發(fā)展的必然趨勢，而如何有效的運用人工智能技術(shù)在教育當(dāng)中也成為社會各界人士所關(guān)注的重點。在新時期下，教育事業(yè)必須注重人工智能專業(yè)教師隊伍的建設(shè)，這也是各國目前發(fā)展的重點。美國在2006年發(fā)布的有關(guān)人工智能技術(shù)的政策是要全面實施人工智能教育，并培養(yǎng)相關(guān)的教育人才。而我國在2017年發(fā)布的人工智能發(fā)展策劃當(dāng)中也提出了智能教育的發(fā)展要求，是利用人工智能技術(shù)加快人才的培養(yǎng)和教學(xué)方式的改革。由此可見，人工智能在教育中的運用已經(jīng)成為世界各國所關(guān)注的重點[1]。

二、教育人工智能的技術(shù)框架

（一）教育數(shù)據(jù)層

教育數(shù)據(jù)層是人工智能構(gòu)建的基礎(chǔ)，主要包括了相關(guān)的管理數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)以及評價的數(shù)據(jù)。這其中管理數(shù)據(jù)指的是學(xué)生的檔案信息、學(xué)籍、教師信息等。資源數(shù)據(jù)指的是教學(xué)案例、教學(xué)課件等。評價數(shù)據(jù)指的是學(xué)生的學(xué)業(yè)水平測試、日常表現(xiàn)等。

（二）算法層

算法層是人工智能實現(xiàn)教育的核心，主要包括著智能化學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)兩種，智能化學(xué)習(xí)指的是利用計算機中的資源來優(yōu)化自身的心梗，然后測試未來教育的各種數(shù)據(jù)。目前為止，智能化機器學(xué)習(xí)在學(xué)生的行為、學(xué)生的表現(xiàn)、學(xué)生的失學(xué)預(yù)警等方面起到至關(guān)重要的作用。深度學(xué)習(xí)則指的是智能化學(xué)習(xí)的一個子系統(tǒng)，主要用于將傳統(tǒng)教學(xué)當(dāng)中的不足之處優(yōu)化，并相應(yīng)的提高教學(xué)的效率從而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)[2]。

（三）感知層

感知層指的是智能化機器能具備感知能力，主要包含著語音感知、圖片識別、文字識別等。這其中語音識別與人臉識別已經(jīng)有了一定的突破。隨著我國科技的發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)在世界范圍上身為先列，并在教育領(lǐng)域當(dāng)中廣泛運用?，F(xiàn)在智能化語音識別技術(shù)已經(jīng)研發(fā)出了不同的軟件，最常見的就是一些學(xué)習(xí)機，通過識別學(xué)習(xí)人員的語音來分析，并給出答案。圖片識別在教學(xué)當(dāng)中也頗有成效，這種技術(shù)在小學(xué)領(lǐng)域中被廣泛運用。不僅如此，還有生物、視覺等感知層的計算機技術(shù)沒有提及，但是在很多領(lǐng)域當(dāng)中也得到有效運用。

三、教育人工智能的典型應(yīng)用模式

（一）面向特殊人群的補償性教育

補償性教育就是彌補某方面的缺陷，它有著特殊的教育意義和目的，這其中包含著兩個含義，第一個含義指的是用未損壞的部位去彌補損害的部位，從而生成新的有機組合并取得聯(lián)系。第二個含義是運用新的技術(shù)和手段將有害機體徹底康復(fù)。特殊教育主要面對的是特殊學(xué)生，這些學(xué)生都有某些方面的缺陷，在學(xué)習(xí)上很容易遇到困難。

（二）針對常規(guī)業(yè)務(wù)的替代式教育

人工智能推動下致力于通過技術(shù)與教師所設(shè)定的某項教學(xué)活動融合，并達到輔助性的作用甚至替代。目前人工智能技術(shù)中的程序已經(jīng)可以達到有效的重復(fù)性的工作，教師只需要對其投入相應(yīng)的教學(xué)活動設(shè)計和考慮學(xué)生的心理動態(tài)便可以起到節(jié)省課上時間或者是資源的優(yōu)勢，與此同時也可以為學(xué)生提供多元化的教學(xué)服務(wù)，從而從不同層面上滿足學(xué)生對學(xué)習(xí)的需求。

（三）服務(wù)個性發(fā)展的適應(yīng)性教育

學(xué)生之間也存在著不同的個性差異，他們或者是接受教育的程度不同，或者是心理發(fā)展不同。因此，教育事業(yè)工作者所服務(wù)的方向應(yīng)當(dāng)是因材施教的解決最適應(yīng)學(xué)生發(fā)展的教學(xué)，這也是人工智能的發(fā)展方向，從而讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中感受到快樂，并提升課堂教學(xué)的質(zhì)量。

四、教育人工智能發(fā)展面臨的難題

首先，數(shù)據(jù)是人工智能發(fā)展的基礎(chǔ)，只有數(shù)據(jù)廣泛并準(zhǔn)確才能確保其發(fā)揮出最大的利用價值，并減輕教師的教學(xué)任務(wù)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。但是社會多元化進程的加快也使網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)變得十分廣泛，這也給人工智能技術(shù)獲取數(shù)據(jù)增加了一定的困難。其次，教育并不是一個短期的教學(xué)過程，其中包含著管理、服務(wù)、科研等不同的任務(wù)，這就凸顯出了教育業(yè)務(wù)的復(fù)雜和多樣特性，從而增加了教育的難度。最后，我國的人工智能技術(shù)還正處于開發(fā)的階段，所以培養(yǎng)專業(yè)的人工智能教育隊伍的建設(shè)是目前最為重要的人物之一[3]。

五、教育人工智能的未來發(fā)展路徑

（一）加大教育人工智能產(chǎn)品的開發(fā)，提高技術(shù)服務(wù)品質(zhì)

人工智能的開發(fā)與服務(wù)品質(zhì)有著重大關(guān)系，首先要加強教育領(lǐng)域?qū)＜遗c人工智能研發(fā)專家之間的合作，了解目前我國教育事業(yè)的現(xiàn)狀和需求，從而給人工智能的研發(fā)找到突破點和方向，以適應(yīng)我國的教育需求。其次是根據(jù)教育內(nèi)容來擴充人工智能的功能建設(shè)，需要根據(jù)不同階段的學(xué)生設(shè)定針對性的教育功能，從而順應(yīng)學(xué)生興趣、心理以及學(xué)習(xí)等方面的需求，從而在提高技術(shù)服務(wù)品質(zhì)的同時也能提高教學(xué)的質(zhì)量。

（二）拓展人工智能教育的應(yīng)用空間，多學(xué)科交叉協(xié)同助力教育創(chuàng)新發(fā)展

相關(guān)技術(shù)人員要深入的挖掘人工智能在教育領(lǐng)域當(dāng)中的價值，使其更有效的對教育進行服務(wù)。因此，我國應(yīng)當(dāng)建設(shè)專門的人工智能教育平臺，并將所有的教育資源都放在平臺上面實現(xiàn)共享，這樣就可以根據(jù)不同階段的教育在平臺上合理的選取教學(xué)資源。不僅如此，各學(xué)校還要在人工智能上建立學(xué)生的檔案，并對學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效率進行跟蹤，全面了解學(xué)生的多方面情況，從而為下一步的人工智能完善做好鋪墊。

（三）建造和諧人機結(jié)合新生態(tài)，提高人們對人工智能的信任感

根據(jù)目前人工智能和教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢上來看，結(jié)合發(fā)展已經(jīng)成為必然趨勢。人工智能可以替代以往教師復(fù)雜的教學(xué)程序，較少教師的教學(xué)負擔(dān)，讓教師有更多的時間去挖掘?qū)W生的潛力和創(chuàng)設(shè)其他教學(xué)策略。除此以外，教學(xué)不僅是讓學(xué)生掌握教材上的內(nèi)容，核心素養(yǎng)價值觀也是必不可少的，因此，在人工智能進行教學(xué)的同時教師也要根據(jù)學(xué)生的心理發(fā)展動向進行德育滲透，從而在人機結(jié)合的新生態(tài)下促進學(xué)生身心健康全面發(fā)展。

（四）加強各方面的合作，推動人工智能教育的快速發(fā)展

人工智能是一項長期的研發(fā)技術(shù)，不是單方面就可以完成的，需要科研機構(gòu)、教育機構(gòu)以及服務(wù)對象學(xué)生等共同協(xié)助合作才能推動人工智能的快速發(fā)展。這也相應(yīng)的要求政府要重視人工智能的發(fā)展，并建立相應(yīng)的保障制度，并提供足夠的科研資金。企業(yè)也要和教育事業(yè)密切聯(lián)系，了解教育的實際狀況，這樣才能因材施教的根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求來完善人工智能的各項教育功能，以保證教學(xué)的時效性。

綜上所述，人工智能教育的發(fā)展是必然趨勢，因此，政府、教育領(lǐng)域以及研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)重視起來，并加緊合作交流，從而盡早實現(xiàn)教育人工智能化。

參考文獻：

[1]王璐.淺議人工智能背景下的大學(xué)英語口語教學(xué)與評價[C].外語教育與翻譯發(fā)展創(chuàng)新研究（第九卷）.四川西部文獻編譯研究中心，2020：44-46.

[2]姚莉娜.“AI+教育”時代外語教師角色定位及專業(yè)發(fā)展路徑探究[C].外語教育與翻譯發(fā)展創(chuàng)新研究（第九卷）.四川西部文獻編譯研究中心，2020：100-103.

[3]淺談初中人工智能課程建設(shè)方略——某中學(xué)七年級校本教材課程探究[J].考試周刊，2020（41）：29-30.