人工智能在教育中的应用

梁益珩

摘 要：随着人工智能的发展，人工智能在交通、服务业、制造业等社会领域的作用愈发显著，在教育项目中的作用也初见端倪。本篇论文就人工智能在教育中的应用，从现状、前景、研究方法、面临问题等方面展开分析探讨，最终给出人工智能未来在教育中的合理应用方法。

关键词：人工智能；教育；创新

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）21-0053-02

作为世界三大尖端科学技术之一的人工智能，是计算机科学的一个分支，以了解智能实质、生产出反应方式与人类智能相似的智能机器为目的，综合运用计算机技术、心理学与哲学、机器学习[1]等各种知识，研究机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理等内容。人工智能是一种多学科相互渗透发展起来的综合学科和前沿学科，该词最初是在1956年Dartmouth学会上提出的，迄今已有六、七十年历史。在这漫长的发展过程中，人工智能逐渐向各个领域渗透，其中一个显著例子是教育领域。北京师范大学何克抗教授曾在《当代教育技术的研究内容与发展趋势》中提到当代教育的五大发展趋势之一就是“愈来愈重视人工智能在教育中应用的研究”[2]人工智能的發展无疑在一定程度上弥补了传统教育的缺陷，顺应并推动了我国的教育发展改革和教育现代化进程，是促进教育资源均衡、保障教育公平的重要战略选择。

1 人工智能与新型教育的关系

1.1 新型教育模式（人工智能+互联网+教育）

新型教育模式是指在当今互联网+人工智能时代潮流下，将二者先进技术运用于教育领域，从而产生的一种与传统教育模式截然不同的教育模式。新型教育模式的产生是互联网深入发展的必然结果，如何处理、利用新型教育模式造福学生，拓展教育事业发展的深度和广度，是国内外发展均需注意、考虑的问题。

1.2 国内外发展现状

当前人工智能在教育中应用的一大方面是智能搜题。

以学霸君为例。学霸君是一款运用人工智能进行线上搜题解疑的APP，学生可以通过拍照搜题进行快速的疑难解答，同时，它拥有巨大的知识库，根据学生询问的疑难问题提供类似的典型例题和解答方法。现学霸君已通过教师端、学生端及智能手写识别笔形成一个生态连环，帮助近万名学子获得理想的学习成绩。

另一大方面应为人工智能公司科大讯飞与国内外高校联手打造“智慧校园”。而其中的高校包括浙江大学、同济大学等，也有知名中学如人大附中等位列其中，世界著名高校如麻省理工等也相继与其进行长期战略合作。国内外人工智能+教育发展得如火如荼。国内目前所发展的，有通过“刷脸”进行身份识别、让学生进出校园和图书馆等的人脸识别技术，也有线上教程，还有不可缺少的语音识别，用于搜索图书、查阅资料。从一定程度上讲，国内人工智能+教育的发展已经在世界上处于领先地位。在智能校园系统下，相信人工智能会有更多的用武之地。

2 人工智能在教育中的应用

2.1 应用

人工智能在教育中的应用主要有以下几个方面。

2.1.1 智能教学系统（智能授课+智能辅导）

人工智能可用于代替传统教师授课，从而缓解师资短缺等问题。人工智能可将各学生信息精确地储存并记录下来，为研究学生的薄弱、欠缺之处提供参考。人工智能的信息储存系统中储备海量题库，可以对学生所提出的疑难问题进行智能匹配，达到举一反三效果，减轻老师工作负担。教学（专家）系统还能根据学生的特点（如知识水平、思考能力等），筛选出最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导[2]。

2.1.2 智能考试系统

随着人工智能的发展，计算机辅助教学领域也得到了充分的发展与更新，设计合理完备的智能化考试系统成为计算机辅助领域的重要课题，智能化考试系统意味着将人工智能中的专家系统引入试题组卷中。专家系统是一种能够依靠大量专业知识解决特定领域中复杂问题的计算机智能软件系统。能够进行符号操作是专家系统的特点之一，即用符号表示知识，把问题概念表示成符号集合[2]，由此，便大大减少了任务量。

2.2 实现方法

目前，如何将人工智能技术很好的应用于教育中是教育研究中的一个热点问题，在这几年的研究与实践中，已经取得了一定的进展。在人工智能教学方面，我们利用人工智能教学系统自我分析能力，为学生量身定做学习计划与方案，解决学生的痛点。在学生接受过信息化教学后，如网络教育等，需要及时提供习题加以练习，人工智能教学系统可以根据学生对于上课时的反馈，利用大数据技术为学生匹配相应的习题加以巩固，做到量身定做。此外，在学生练习时，同一章节或者同一知识点我们可以举一反三，利用人工智能教学系统的数据库为学生准备不同方面的习题，在学生做完对应习题后举出同一知识点但细节方向不同的练习，真正做到举一反三和反思提高。由此可见，搭载着人工智能的教学系统能很好的利用AI机器学习的能力，很好的掌握学生的知识遗漏，了解学生学习过程中的痛点，真正做到因材施教。

3 人工智能在教育中应用所面临的问题

3.1 社会问题

人工智能在教育中的普及诚然在一定条件下会带来更多的科研力量，但同时由于大部分老师（幼儿教师等）的创新能力、研究能力、知识水平有限，不适合从事创造性工作，便会引起失业，从而危及民生。李克强总理曾说过：“就业是民生之本。”由此，就业可看作是维系社会稳定的一类重要纽带，人工智能应用的大量兴起，诚然节省了劳动力，但却不利于百姓的就业，甚至影响人类的发展和进步。

3.2 实用性问题

人工智能设计与生产需消耗大量物力、人力、财力、精力，对于眼下努力向两个一百年目标奋斗的中国来说，无疑是一笔大“投资”。并且由于教育行业试错成本高这一特点，多数家长不情愿也不希望拿自己的孩子做实验。

另外，使人工智能作为教育主导的创新想法颠覆了人们的传统认知，其应用后能否得到支持也不得而知。在应用时，人工智能由于各地區地理位置、文化背景的不同，被接受的程度、应用的效果也不尽相同。由此，实用性问题是将人工智能应用于教育所要考虑的首要问题之一。

3.3 伦理性问题

教育，即所谓教书育人，并不仅仅是传授知识和能力，更重要的是在品德、心智上对学生的磨练。

伦理性问题在教育中的一个表现是人工智能作为辅助教师对师生关系的处理。例如，在学生向智能“老师”问问题时，“老师”应照顾学生的感受，做到因材施教，对学生进行适时、适当的鼓励，由此，智能匹配分析各个学生的薄弱之处也显得必不可少，这也是增进学生与智能老师亲密度的一大重要措施，需要科研人员将之纳入设计内容内。还有一个就是作为传道受业解惑的传播者，人工智能所进行的教育能否兼学习与做人于一体？众所周知，老师是学生成长路上的重要陪伴者，其个性品质也对学生品性的形成有潜移默化的影响，同时，老师应尊重学生的心理需求，关心学生，鼓励学生养成自尊自信的品质，为学生参与丰富多彩的校园生活创造条件[5]。因此，关于人工智能应用的研究需将伦理性问题纳入考虑范围。

4 结论与展望

上述问题表明，人工智能在教育中的作用因时间、地点、参与内容的不同而不同。由此国家应合理应用人工智能，如在贫困山区积极开设人工智能试验班，让人工智能完成老师教学的大部分任务，减轻老师负担，缓解师资力量不足。人工教育的图像识别以及信息处理技术可以较为精确地找出学生的薄弱、欠缺环节，促进贫困地区教育事业发展。

未来人工智能在课堂内外的具体应用可以大致在以下几个方面：课堂上，人工智能作为知识、数据库为老师补充和提供所要讲的知识和资料；课下，人工智能想到于各科老师的集合体“屹立”在教室外，给学生解决疑难问题，并提供直接联系各任课老师和班主任的途径；每台人工智能还可配备单独的路由器，供教师联网。

由于教育行业学生家长的付费意愿较强，这无疑为人工智能在教育中的应用提供资金支持。科学技术的发展也推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。

人工智能虽不能完全替代老师，但它却是一名老师最强有力的武器，它可以让一位普通老师成为“一流”老师。结合中国国情来看，人工智能在中国教育领域的发展前景相当可观。

参考文献

[1]胡继礼，殷云霞.人工智能技术在教育中的应用[J].电脑知识与技术，2007，2（12）：197-198.

[2]傅莉.人工智能在教育中的应用研究[J].计算机与数字工程，2012，40（12）：63-65.

[3]黄文芝，赵晶.“互联网+”时代在线教育发展前景探讨[J].中国成人教育，2016，（6）：138-140.

[4]苏楠.人工智能的发展现状与未来展望[J].中小企业管理与科技，2017，（10）：107-108.

[5]赵红英.教师对学生健康人格形成的作用[J].中国健康教育，2004，20（3）：246-247.