人工智能賦能教育,“零點革命”翩然而至
最新十九大報告針對教育現(xiàn)代化、教育信息化的趨勢,提出加快發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教育的口號。隨后,教育部明確“教育信息化2.0”行動計劃,并具體指出:人工智能將引發(fā)“零點革命”。
“零點革命”既不是第四次工業(yè)革命,也不是第二次機器革命,而是新革命的起點。在“零點革命”中,教育方式將迎來百年未有之大變革。
AI+教育:從學(xué)習(xí)方式到教育模式的深度變革
目前人工智能應(yīng)用到教育主要有智能教學(xué)系統(tǒng),即從計算機輔助教學(xué)發(fā)展而來的智能教學(xué)系統(tǒng);有學(xué)習(xí)分析,即利用大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)分析技術(shù)采集和分析學(xué)生的各種數(shù)據(jù),幫助教師了解學(xué)生,實現(xiàn)個性化的教與學(xué)。
實現(xiàn)知識遷移的深度學(xué)習(xí)
神經(jīng)生物學(xué)家休伯爾和維瑟爾研究發(fā)現(xiàn),視覺系統(tǒng)的信號處理是分級的,這為深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)提供了生物學(xué)基礎(chǔ);诖,深度學(xué)習(xí)就能夠通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來模仿人類大腦來進行人類的學(xué)習(xí)活動,只不過它包含著“傳感器獲取數(shù)據(jù),預(yù)處理、特征提取、特征選擇,推理、預(yù)測或識別”的準(zhǔn)確細(xì)分過程。
在這個過程中,深度學(xué)習(xí)與人類學(xué)習(xí)具有很多的相似之處。例如,深度學(xué)習(xí)的“信息逐層丟失”理念與人類教育“信息在傳播過程中失真”的理念相吻合。于是,從教與學(xué)的角度來看,深度學(xué)習(xí)能夠?qū)崿F(xiàn)知識遷移,人類也能模仿“機器的深度學(xué)習(xí)”進行“深度學(xué)習(xí)”。
其實,早在兩千多年以前,《禮記·中庸》就提出:博學(xué)之,審問之,慎思之,明辨之,篤行之。這其實就是進行深度學(xué)習(xí)的過程。模仿機器的深度學(xué)習(xí),人類在學(xué)習(xí)方法上,可以有探究學(xué)習(xí)、項目學(xué)習(xí);在學(xué)習(xí)結(jié)果上,表現(xiàn)為認(rèn)知、自我、人機三方面的高階能力;在學(xué)習(xí)參與上,人類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可模仿深度學(xué)習(xí)劃分為輸入層、隱層和輸出層,人類可以促使更多層數(shù)的隱層參與“訓(xùn)練”。
人工智能帶給教育在學(xué)習(xí)方式的改變,能夠細(xì)分學(xué)習(xí)過程,提高學(xué)習(xí)效率與知識運用的能力。
實現(xiàn)去名師化的教育公平
目前,在中國要想考上名校,必須以極為優(yōu)質(zhì)的教育資源為基礎(chǔ)。這樣的優(yōu)質(zhì)教育資源包括名師、教學(xué)儀器等人力、物力和財力資源,而這往往只有在經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地區(qū)才能提供。因此,現(xiàn)階段中國的教育存在東部地區(qū)與西部地區(qū)的差異、城市地區(qū)與鄉(xiāng)村地區(qū)的差異、山區(qū)與平原的差異。
但由于我國還處在不平衡不充分的發(fā)展階段,短時間內(nèi)尚不能解決教育資源傾斜的問題,因此人工智能賦能教育實為中國教育的福音,它能夠大大縮小因經(jīng)濟差異而帶來的教育不公平。
在美國有過這樣的試驗,美國佐治亞理工大學(xué)的機器人助教代替人類助教與學(xué)生在線溝通交流竟沒有學(xué)生發(fā)現(xiàn),這就說明了人工智能在一定程度上能夠起到人類教師的作用。
智能教學(xué)系統(tǒng)就是該例子的具體實現(xiàn)。智能教學(xué)系統(tǒng)是指一個能夠模仿人類教師來幫助學(xué)習(xí)者進行某個學(xué)科、領(lǐng)域或者知識點學(xué)習(xí)的智能系統(tǒng),通常包括教師、學(xué)生、教學(xué)和交互四大板塊。
在教師板塊運用產(chǎn)生式表示法等表示法來存儲學(xué)科知識,在學(xué)生板塊反映學(xué)生認(rèn)知和情感狀態(tài)、學(xué)習(xí)風(fēng)格等信息,在教學(xué)板塊實現(xiàn)認(rèn)知主義、建構(gòu)主義等各種教學(xué)理論和方法,在交互板塊采用自然語言對話、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)來實現(xiàn)學(xué)習(xí)者和系統(tǒng)之間的人機交互。
在生活中,孩子們利用題庫來加強自己未能掌握的知識點,利用點讀筆來認(rèn)字閱讀等,這些都是人工智能的運用。在四川,經(jīng)常會有家在涼山的孩子送到綿陽去讀書的情況,但在人工智能賦能教育后,城里的孩子和山區(qū)的孩子會擁有同樣的人工智能資源,這就在一定程度彌補了名師等教育資源的差異而帶來的學(xué)習(xí)成績的差異。
隨著人工智能賦能教育的深入與普及,去名師化的教育現(xiàn)象會越來越突出,這就為我國實現(xiàn)精準(zhǔn)扶貧、促進教育公平做出了巨大的貢獻。
實現(xiàn)個性化的教育管理與教學(xué)
我國現(xiàn)在的學(xué)校教育大部分都是采用大班教學(xué)的模式,少則二三十人,多則五六十人。一個班級系統(tǒng)中,每一個學(xué)生都是一個獨立的個人,存在著這樣或那樣的區(qū)別,即使是熟悉了解每個學(xué)生的班主任也無法隨時掌握每個學(xué)生的狀態(tài)和實現(xiàn)差異化、個性化教學(xué)。
但利用一些以人工智能為基礎(chǔ)的軟件就能夠?qū)W(xué)生數(shù)據(jù)進行挖掘和分析,實現(xiàn)從“滿堂灌”到按需定制的個性化教學(xué)轉(zhuǎn)變,解決大班教學(xué)的痛點。
在大學(xué)生管理方面,人工智能可以理解學(xué)生每天生活工作的情況,也測情景、去圖書館情況、吃飯規(guī)律,進而推測學(xué)生的現(xiàn)狀。比如,通過監(jiān)測學(xué)生一個階段的消費情況,發(fā)現(xiàn)一些女生消費很少,就能夠分析這些女生可能是家庭貧困或是減肥需要。了解情況后,學(xué)校就能夠精確發(fā)放助學(xué)金或給予學(xué)生正確的減肥指導(dǎo)。
實現(xiàn)個性化的教育管理與教學(xué)能夠幫助教育體現(xiàn)更為本質(zhì)的價值,使學(xué)生人格更完整、知識更全面、能力更突出、身心更健康、閱歷更豐富以及獲得更強的獨立創(chuàng)新能力。

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