人工智能促进教育改革思考

摘要：人工智能将给传统的教育带来革命性影响，必须充分把握人工智能促进教育变革的机遇。人工智能在教育中的应用将会在四个方面发挥突出作用：一是有助于破解题海战术难题；二是有助于实现因材施教；三是有助于学生创造力的培养；四是有助于教师角色的转变。

关键词：人工智能；教育变革；教育创新

“人工智能”是1956年发端于美国达特茅斯学院一场意义深远的研讨会所提出的概念，在历经半个多世纪的风风雨雨之后，伴随着算力的快速提升、数据的急剧增长，迎来了“天时、地利、人和”的发展新时代。教育既是百年大计，又是举世难题，人工智能如何为教育改革赋能，是一个重要而又有意义的话题，尤其是对处于高考重压下的高中师生来说，如何利用人工智能更好地革新传统的教学、教育方式，是十分值得探讨的课题。

一人工智能将有助于破解题海战术难题

在应试教育的重压下，无论是学校还是学生都面临着残酷的竞争，为了提高成绩，不得不选择“题海战术”的方式以应对可能的挑战。但这种类似“地毯式轰炸”的方式既对学生的身心健康带来极大损害，又极不利于创新型人才的培养和成长。如果无法破解“题海战术”的难题，我国的教育发展和人才培养事业很难能取得突破。“题海战术”之所以长期来盛行不衰，很大程度上是因为传统近乎工厂化的教育模式对不同的学生提出相同的要求，为防止知识学习的疏漏而迫使学生普遍撒网，全面出击。由于针对性不够强，学习效果得不到保证，加上对学生时间精力消耗过大，学生和社会各界对此有不同认知不同声音，但又找不到可行的解决出路。人工智能的发展给破解题海战术带来了新的希望，人工智能利用机器学习和深度神经网络的算法，将漫无目的的题海战术变为主动出击的查漏补缺，使学习过程变得更加轻松，成效也更加稳固。目前国内外已有不少人工智能项目在这方面做出了探索，如美国教育人工智能初创开发的Volley项目运用人工智能中的机器学习和自然语言处理技术，支持智能搜集教学文本和相关视频，让复习功课变得跟自拍一样轻松简单。学生下载APP并启用后，只要对课本或是作业的某道题拍个照，就能立刻帮学生划出相应考点、分析重要知识点，还能提供相关的教学视频或是学习指南。Volley提供的“学习概念图”能帮助学生更加全面地掌握知识点，比如在了解光合作用的原理前，APP能为学生提供糖酵解过程的讲解，既帮助学生梳理知识点，又让学生做到融会贯通。从中可以看出，只要合理应用人工智能技术，就能变耗时费力的题海战术为更加精准、更为高效的主动式学习，只要应用得法，就可能改变长期困扰的题海战术。

二人工智能将有助于实现因材施教

“因材施教”既是人类的教育梦想，也是千百年来教育工作者不懈追求的方向。但在当今教育环境下，数十甚至上百人的中学课堂中，学生们尽管在接受能力和学习习惯上千差万别，但只能按照老师的统一要求齐步走。曾经有一位数学基础良好而物理、化学相对薄弱的初三女生，如果在中考前的数月时间中把更多的时间和精力分配到物理和化学中，并能得到有效的辅导，要考上理想的高中完全是可能的，但她不得不按老师的要求完成几乎每天一张的数学卷子，只有很少的时间安排物理和化学的学习，最终没有考上普通高中，错失了上高中考大学的机会。这样的例子虽然是少数个别现象，也正是因为千篇一律的学习要求和时间安排，使部分优秀的年轻人失去了进一步深造的机会。人工智能技术的出现为传统条件下无法实现的因材施教提供了可能，一些专注于人工智能在教育中应用的公司已经做出了不少有益的探索，基本的思路是通过采集和系统分析学生的多维学习数据，用人工智能技术总结出学生的学习方式和特点，然后自动调整教学内容、方式和节奏，使每个孩子都能得到最适合自己的教育，实现真正意义上的因材施教。全球最受欢迎的外语学习工具——Duolingo（中文名称为“多邻国”），每天有数以千万计的学员通过它的手机APP或PC端来学习外语，数据显示使用这一工具学习34小时所达到的语言水平相当于一个学期的大学语言课程。人工智能技术的应用是这一由美国企业开发的工具广受欢迎的重要原因，系统的开发者从平台所收集的大量学习者所犯的错误数据中，发现许多有价值的线索。比如，他们发现很多母语为西班牙语的学员者在学习英语时会对代词“it”很困惑，原因是“it”很难翻译成西班牙语。于是，开发人员针对这类学员调整了学习安排，先让他们学习其他代词，等时机成熟再开始教“it”，这样就起到了事半功倍的效果。人工智能和学生个人大数据的结合可为个人设计出最为合理和优化的学习路径，对学生学习的适应也会变得越来越精准，由此形成的良性循环和“正激励”会让学生越来越喜爱学习，学习效率自然越来越高，效果必然会越来越好。

三人工智能将有助于学生创造力的培养

在机器越来越具有智能、人工智能越来越接近人类智能的今天，教育正面临着越来越严峻的挑战。阿里巴巴创始人马云对当下像工厂流水线生产产品一样培养学生的方式深感忧虑，他说，如果我们今天知识时代教育的方法跟过去100年没有区别的话，很有可能未来的孩子出来真找不到工作了；未来我们人类跟机器比谁聪明、谁记得快、谁背书背得好、谁算得快根本没有机会赢，唯有培养孩子的创造力力，才能不被时代淘汰。在传统的教育体制下应试僵化之风越演越烈，甚至有一些以高升学率著称的高中学校以“分钟”为单位精确掌控学生时间，实行堪称“集中营”式的管教，简直是学生创造力培养的“天敌”。毋庸置疑，创造力的培养是一项复杂的系统工程，尊重学生的个性，扬长避短，最大限度地激发学生的兴趣，必然是培养学生创造力的重要法宝。爱因斯坦曾说：“每个人都是天才，但如果以爬树能力来评判一条鱼，他将一辈子相信自己是个笨蛋！”而当今的学校教育，很大程度上不仅要让鱼去爬树，而且还要让鱼去参加长跑比赛，它将无数莘莘学子变成了“学习机器人”，淹没在无休无止的机械式学习中，既找不到自己的天赋所在，又培养不出创造力，这样下去无疑是十分危险的。人工智能为每位学生更好地了解自己的天赋、激发自己的兴趣、激活自己的创造力提供了可能，学生可以通过人工智能建立知识图谱，更容易、更准确地发现适合自己的学习内容，同时借助大数据分析，既可以真正找到自己的天赋和兴趣所在，又可以在自己擅长且喜爱的领域尽情发力，形成自己独有的创造力和竞争力。可以预料，随着大规模在线开放课程（MOOC）等学习方式的逐步普及，学生有更大的自主权来选择自己喜欢的课程，并能在不同的学科领域形成创新的思想，真正帮助他们更加客观、理性地认识世界，使他们的创造力成为有本之木、有源之水。

四人工智能将有助于教师角色的转变

长期以来，教师是学校教育的主体，“教师教什么、学生学什么”“教师教得怎样、学生就会学得怎样”，是基本的共识。在人工智能大发展的背景下，教师的角色将面临极大的转变，主要表现在以下三个方面：

一是教师将有更多的时间从事创造性的工作。过去中小学教师需要投入大量的时间和经历用于批改作业、撰写各类评语等，人工智能中的文字识别、语音识别、语义识别等技术的应用，使得规模化的自动批改和个性化反馈成为可能，老师们可从繁重的重复性劳动中解放出来，能更好地担当起“传道授业解惑”的重任。

二是将过去以“教书”为主转向未来以“育人”为主。“教书”自古以来都是教师的天职，但“教书”主要侧重知识的传授，随着人工智能应用的深入，教书的职责将很大程度上可由人工智能来完成。目前各类名师的教学视频、各类各具特色的教育平台以及适合个性化学习需要的智能学习与测评系统正在不断涌现，为学生提供了多样化的学习路径，尤其是外语、数学等相对内容较为固定的课程，由人工智能辅助教学已成为大的趋势。在此背景下，教师的职责将逐步由传统的“教书”向新型的“育人”转变，促进学生身心发展，帮助学生更好地成长。可以预见，“人工智能教书、人民教师育人”的教育模式将成为人工智能时代的基本特征。

三是教师将成为学生学习和成长的引领者。在人工智能时代，教师需要为学生的学习和成长设计个性化的解决方案，并成为他们的引领者。人工智能技术为教师应对新的挑战提供了可能，总部位于澳大利亚的“SmartSparrow”公司在这方面做出了探索。该 公司开发了一款集课程设计、在线学习、实时反馈、自适应学习、大数据分析、在线合作学习与智能辅导等功能于一体的平台，教师可以利用平台上的工具和内容库设计课程，追踪学生的学习进度，发现学生学习的困难，从而随时为学生优化学习内容，破解学习过程中的各类障碍。为学生的学习指点迷津、为学生的成长提供指导，引领学生成为卓越成才，将是人工智能时代每一位教师的光荣使命。

五结语

人工智能大潮汹涌袭来，给各行各业带来了前所未有的冲击和机遇，作为驱动人类社会进步和发展最强大动力的教育也不例外，人工智能必将对变化相对缓慢的教育带来革命性的影响。作为世界最大发展中国家，教育是我国最重大的民生工程之一，存在的问题错综复杂，如何借助人工智能发展机遇推进教育全面的改革和创新，是一个值得深入探讨的问题，本文对此做了一些初步的探索，希望能起到抛砖引玉的作用，期待更多的有识之士对此做更加深入、更为专业的探讨。

参考文献

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作者:吴沁宇 王承红 单位:南京市第29中学