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2018-12-17
浅谈AIED“人工智能+教育”
什么是AIDE?AIED(英文全称Artificial intelligence in education)是指人工智能+教育,是属于人工智能赋能教育产业。它是人工智能技术对于教育产业的赋能,通过将本身具有跨学科属性的AI 与学习科学(教育学,心理学,神经系统学,语言学,社会学及人类学)结合起来,促进自适应学习环境的发展,用大数据实现教育的个性化,让因材施教成为可能,为教师和学生提供新的工具,让学习更加个性化、灵活、丰富、有趣,为学生打开学习的“黑匣子”。
AIED的发展,在成倍放大教育产能的同时,促进优质教学资源得到充分利用,帮助有效解决传统教育中以教师为核心的成本高、效率低、不公平等问题。同时,AIED是个大概念,与教育的结合,可以从教、学、练、测、评五个环节落地。纵观整个行业,目前发展较为快速的几个主要场景包括:自适应学习、智能测评、语音交互、视觉与图像处理、机器人。
在人工智能技术图谱上,以机器学习、数据挖掘为两大技术核心,两者技术范畴上有所交叉。机器学习又包含对抗学习等诸多种类,其中倍受瞩目的就是深度学习。按照拓扑结构分类,深度学习可分为卷积神经网络、循环神经网络和全连接神经网络,并通过算法框架实现深度学习过程。
在机器学习与数据挖掘的技术之上,实现了目前市场上最常见的三大技术应用,即计算机视觉、智能语音技术和自然语言处理。另外,人工智能技术的实现,还要依托硬件的支持(处理器/芯片、传感器元件等)以及云平台提供的存储与计算服务。
人工智能技术与学校教育融合成为一种未来趋势,这为个性化学习和个别化学习的实现提供技术保障,成为教育发展的重要推动力。“智能教育”作为重点任务被写入2017年颁布的《新一代人工智能发展规划》,成为人工智能国家战略的重要组成部分,在教育部于2018年印发的《教育信息化2.0行动计划》中也提到要推送人工智能、大数据物联网等新兴技术支持下的教育模式变革和生态重构。
目前人工智能在教育领域的应用技术主要包括图像识别、语音识别、人机交互等。比如通过图像识别技术,人工智能可以将老师从繁重的批改作业和阅卷工作中解放出来;语音识别和语义分析技术可以辅助教师进行英语口试测评,也可以纠正、改进学生的英语发音;而人机交互技术可以协助教师为学生在线答疑解惑。去年媒体曾报道美国佐治亚理工大学的机器人助教代替人类助教与学生在线沟通交流竟无学生发现,说明了人工智能在这方面的应用潜力。
除此之外,个性化学习、智能学习反馈、机器人远程支教等人工智能的教育应用也被看好。虽然目前人工智能技术在教育中的应用尚处于起步阶段,但随着人工智能技术的进步,未来其在教育领域的应用程度或将加深,应用空间或许会更大。
AIED应用场景,自适应学习+教育
目前的人工智能在教育领域的应用来看,可以分为自适应学习、虚拟助手、专家系统、商业智能等方面的广泛应用。从现在智能教育应用来看,自适应学习+教育已经得到一定教育应用。例如:
1、“自适应+K12教育”类
如“猿题库”,通过自适应题库为学生提供个性化题库,并根据其个性化问题提供真人在线辅导,帮助学生了解自身学习情况、激发对练习的兴趣并提高科目学习成绩。
2、“自适应+STEAM教育” 类
如“wonder workshop”,通过软件将儿童的数据进行分析,借助机器人硬件和独特的教学内容,帮助孩子趣味学习编程。
3、“自适应+语言教育” 类
如“英语流利说”,借助语音识别和自然语言识别技术,判断学生的口语水平,对学生薄弱环节的分析,规划出适合个体差异的英语学习解决方案,最大程度地摆脱对“真人教师”这一核心因素的依赖。
4,“自适应+早教陪伴”类
如智伴儿童机器人,通过多模态人机交互、自然语言处理、机器学习、推荐算法等先进技术,为孩子提供良好的亲子沟通方式及亲子育儿内容,满足不同孩子、不同阶段功课学习、良好性格养成的需要,并为父母与孩子搭建起沟通的桥梁,增进亲子关系。
引入AI人才将是未来AIED“打仗”的基础
数据显示,截止2017年,全球范围内人工智能专业人才为195万,其中美国相关人才总数超过85万人,而中国的相关人才总数仅超5万人。但是随着中国在人工智能领域的不断开拓进取,对于人才的需求不断攀升。据报道,我国人工智能的人才缺口超过500万,供求比例达到1:10。此外,相对于AIED的发展,复合型人才更是急缺,既要懂AI技术,又要对教育行业有很深的理解,从教育行业找到AI结合切入口。
AIED在中国还处于起步和摸索阶段,但国人心中一直都有“不能让孩子输在起跑线上”的观念,如今AIED赛道上,人工智能教育产品也是层出不穷,从语言类口语考试、智能阅卷到自适应学习、虚拟学习助手再到专家系统等,如今已经覆盖“学、练、改、测、评”全产业链条。
未来的教育将进入一个人与人工智能共同协作的时代,充分发挥机器与人类不同的优势是提高生产力的关键。人工智能将会取代简单重复的脑力劳动,而发挥人类的优势创新、复杂决策、情感关怀激励等更大优势,对提高生产力十分必要。AIED在一定程度上可以取代一部分原来必须由人力来服务的教学工作,实现规模化的“千人千面”个性教学。未来随着技术的继续发展,必将逐渐成熟并大规模应用。
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