人工智能促進教育改革思考

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摘要：人工智能將給傳統的教育帶來革命性影響，必須充分把握人工智能促進教育變革的機遇。人工智能在教育中的應用將會在四個方面發揮突出作用：一是有助于破解題海戰術難題；二是有助于實現因材施教；三是有助于學生創造力的培養；四是有助于教師角色的轉變。

關鍵詞：人工智能；教育變革；教育創新

“人工智能”是1956年發端于美國達特茅斯學院一場意義深遠的研討會所提出的概念，在歷經半個多世紀的風風雨雨之后，伴隨著算力的快速提升、數據的急劇增長，迎來了“天時、地利、人和”的發展新時代。教育既是百年大計，又是舉世難題，人工智能如何為教育改革賦能，是一個重要而又有意義的話題，尤其是對處于高考重壓下的高中師生來說，如何利用人工智能更好地革新傳統的教學、教育方式，是十分值得探討的課題。

一人工智能將有助于破解題海戰術難題

在應試教育的重壓下，無論是學校還是學生都面臨著殘酷的競爭，為了提高成績，不得不選擇“題海戰術”的方式以應對可能的挑戰。但這種類似“地毯式轟炸”的方式既對學生的身心健康帶來極大損害，又極不利于創新型人才的培養和成長。如果無法破解“題海戰術”的難題，我國的教育發展和人才培養事業很難能取得突破。“題海戰術”之所以長期來盛行不衰，很大程度上是因為傳統近乎工廠化的教育模式對不同的學生提出相同的要求，為防止知識學習的疏漏而迫使學生普遍撒網，全面出擊。由于針對性不夠強，學習效果得不到保證，加上對學生時間精力消耗過大，學生和社會各界對此有不同認知不同聲音，但又找不到可行的解決出路。人工智能的發展給破解題海戰術帶來了新的希望，人工智能利用機器學習和深度神經網絡的算法，將漫無目的的題海戰術變為主動出擊的查漏補缺，使學習過程變得更加輕松，成效也更加穩固。目前國內外已有不少人工智能項目在這方面做出了探索，如美國教育人工智能初創開發的Volley項目運用人工智能中的機器學習和自然語言處理技術，支持智能搜集教學文本和相關視頻，讓復習功課變得跟自拍一樣輕松簡單。學生下載APP并啟用后，只要對課本或是作業的某道題拍個照，就能立刻幫學生劃出相應考點、分析重要知識點，還能提供相關的教學視頻或是學習指南。Volley提供的“學習概念圖”能幫助學生更加全面地掌握知識點，比如在了解光合作用的原理前，APP能為學生提供糖酵解過程的講解，既幫助學生梳理知識點，又讓學生做到融會貫通。從中可以看出，只要合理應用人工智能技術，就能變耗時費力的題海戰術為更加精準、更為高效的主動式學習，只要應用得法，就可能改變長期困擾的題海戰術。

二人工智能將有助于實現因材施教

“因材施教”既是人類的教育夢想，也是千百年來教育工作者不懈追求的方向。但在當今教育環境下，數十甚至上百人的中學課堂中，學生們盡管在接受能力和學習習慣上千差萬別，但只能按照老師的統一要求齊步走。曾經有一位數學基礎良好而物理、化學相對薄弱的初三女生，如果在中考前的數月時間中把更多的時間和精力分配到物理和化學中，并能得到有效的輔導，要考上理想的高中完全是可能的，但她不得不按老師的要求完成幾乎每天一張的數學卷子，只有很少的時間安排物理和化學的學習，最終沒有考上普通高中，錯失了上高中考大學的機會。這樣的例子雖然是少數個別現象，也正是因為千篇一律的學習要求和時間安排，使部分優秀的年輕人失去了進一步深造的機會。人工智能技術的出現為傳統條件下無法實現的因材施教提供了可能，一些專注于人工智能在教育中應用的公司已經做出了不少有益的探索，基本的思路是通過采集和系統分析學生的多維學習數據，用人工智能技術總結出學生的學習方式和特點，然后自動調整教學內容、方式和節奏，使每個孩子都能得到最適合自己的教育，實現真正意義上的因材施教。全球最受歡迎的外語學習工具——Duolingo（中文名稱為“多鄰國”），每天有數以千萬計的學員通過它的手機APP或PC端來學習外語，數據顯示使用這一工具學習34小時所達到的語言水平相當于一個學期的大學語言課程。人工智能技術的應用是這一由美國企業開發的工具廣受歡迎的重要原因，系統的開發者從平臺所收集的大量學習者所犯的錯誤數據中，發現許多有價值的線索。比如，他們發現很多母語為西班牙語的學員者在學習英語時會對代詞“it”很困惑，原因是“it”很難翻譯成西班牙語。于是，開發人員針對這類學員調整了學習安排，先讓他們學習其他代詞，等時機成熟再開始教“it”，這樣就起到了事半功倍的效果。人工智能和學生個人大數據的結合可為個人設計出最為合理和優化的學習路徑，對學生學習的適應也會變得越來越精準，由此形成的良性循環和“正激勵”會讓學生越來越喜愛學習，學習效率自然越來越高，效果必然會越來越好。

三人工智能將有助于學生創造力的培養

在機器越來越具有智能、人工智能越來越接近人類智能的今天，教育正面臨著越來越嚴峻的挑戰。阿里巴巴創始人馬云對當下像工廠流水線生產產品一樣培養學生的方式深感憂慮，他說，如果我們今天知識時代教育的方法跟過去100年沒有區別的話，很有可能未來的孩子出來真找不到工作了；未來我們人類跟機器比誰聰明、誰記得快、誰背書背得好、誰算得快根本沒有機會贏，唯有培養孩子的創造力力，才能不被時代淘汰。在傳統的教育體制下應試僵化之風越演越烈，甚至有一些以高升學率著稱的高中學校以“分鐘”為單位精確掌控學生時間，實行堪稱“集中營”式的管教，簡直是學生創造力培養的“天敵”。毋庸置疑，創造力的培養是一項復雜的系統工程，尊重學生的個性，揚長避短，最大限度地激發學生的興趣，必然是培養學生創造力的重要法寶。愛因斯坦曾說：“每個人都是天才，但如果以爬樹能力來評判一條魚，他將一輩子相信自己是個笨蛋！”而當今的學校教育，很大程度上不僅要讓魚去爬樹，而且還要讓魚去參加長跑比賽，它將無數莘莘學子變成了“學習機器人”，淹沒在無休無止的機械式學習中，既找不到自己的天賦所在，又培養不出創造力，這樣下去無疑是十分危險的。人工智能為每位學生更好地了解自己的天賦、激發自己的興趣、激活自己的創造力提供了可能，學生可以通過人工智能建立知識圖譜，更容易、更準確地發現適合自己的學習內容，同時借助大數據分析，既可以真正找到自己的天賦和興趣所在，又可以在自己擅長且喜愛的領域盡情發力，形成自己獨有的創造力和競爭力。可以預料，隨著大規模在線開放課程（MOOC）等學習方式的逐步普及，學生有更大的自主權來選擇自己喜歡的課程，并能在不同的學科領域形成創新的思想，真正幫助他們更加客觀、理性地認識世界，使他們的創造力成為有本之木、有源之水。

四人工智能將有助于教師角色的轉變

長期以來，教師是學校教育的主體，“教師教什么、學生學什么”“教師教得怎樣、學生就會學得怎樣”，是基本的共識。在人工智能大發展的背景下，教師的角色將面臨極大的轉變，主要表現在以下三個方面：

一是教師將有更多的時間從事創造性的工作。過去中小學教師需要投入大量的時間和經歷用于批改作業、撰寫各類評語等，人工智能中的文字識別、語音識別、語義識別等技術的應用，使得規模化的自動批改和個性化反饋成為可能，老師們可從繁重的重復性勞動中解放出來，能更好地擔當起“傳道授業解惑”的重任。

二是將過去以“教書”為主轉向未來以“育人”為主。“教書”自古以來都是教師的天職，但“教書”主要側重知識的傳授，隨著人工智能應用的深入，教書的職責將很大程度上可由人工智能來完成。目前各類名師的教學視頻、各類各具特色的教育平臺以及適合個性化學習需要的智能學習與測評系統正在不斷涌現，為學生提供了多樣化的學習路徑，尤其是外語、數學等相對內容較為固定的課程，由人工智能輔助教學已成為大的趨勢。在此背景下，教師的職責將逐步由傳統的“教書”向新型的“育人”轉變，促進學生身心發展，幫助學生更好地成長。可以預見，“人工智能教書、人民教師育人”的教育模式將成為人工智能時代的基本特征。

三是教師將成為學生學習和成長的引領者。在人工智能時代，教師需要為學生的學習和成長設計個性化的解決方案，并成為他們的引領者。人工智能技術為教師應對新的挑戰提供了可能，總部位于澳大利亞的“SmartSparrow”公司在這方面做出了探索。該 公司開發了一款集課程設計、在線學習、實時反饋、自適應學習、大數據分析、在線合作學習與智能輔導等功能于一體的平臺，教師可以利用平臺上的工具和內容庫設計課程，追蹤學生的學習進度，發現學生學習的困難，從而隨時為學生優化學習內容，破解學習過程中的各類障礙。為學生的學習指點迷津、為學生的成長提供指導，引領學生成為卓越成才，將是人工智能時代每一位教師的光榮使命。

五結語

人工智能大潮洶涌襲來，給各行各業帶來了前所未有的沖擊和機遇，作為驅動人類社會進步和發展最強大動力的教育也不例外，人工智能必將對變化相對緩慢的教育帶來革命性的影響。作為世界最大發展中國家，教育是我國最重大的民生工程之一，存在的問題錯綜復雜，如何借助人工智能發展機遇推進教育全面的改革和創新，是一個值得深入探討的問題，本文對此做了一些初步的探索，希望能起到拋磚引玉的作用，期待更多的有識之士對此做更加深入、更為專業的探討。

參考文獻

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作者:吳沁宇 王承紅 單位:南京市第29中學