从教育出版业供需双方看人工智能与教育出版的融合模式

韩玉浩 吴燕

【摘 要】  人工智能对教育出版产生了深远的影响。文章分析在人工智能与教育出版的融合模式下，教育出版业供需双方的变化。教育出版供方即教育出版商，其市场布局存在调整，出版内容和形式有所丰富;教育出版需方是由教授者和学习者构成的用户，其主体有所丰富，参与的教育流程存在顺序的合并、调整及简化，感知价值得到提升。文章运用ECRS分析法对此进行了讨论。

【关  键  词】人工智能;教育出版;融合

【作者单位】韩玉浩，南京大学信息管理学院，南京大学出版研究院;吴燕，南京大学信息管理学院，南京大学出版研究院。

【中图分类号】G237.9 【文献标识码】A 【DOI】10.16491/j.cnki.cn45-1216/g2.2019.03.007

人工智能技术经过六十多年的发展，在当今大数据、移动互联网等技术的发展基础上，推动各个行业从数字化、网络化向智能化快速转型。近年来，数字出版、在线教育和智慧课堂等新业态冲击并推动教育出版业的发展。作为技术的新发展形态，人工智能技术在教育出版领域的应用对教育出版商和用户产生了深远的影响。

文章探讨在人工智能影响下教育出版业的供需双方，即作为供方的教育出版商和作为需方的教育出版用户的改变。对教育出版商而言，人工智能是助力出版物内容和形式进一步发展的工具;对教育出版用户而言，人工智能对其参与的教育流程产生了巨大影响，并且提升了其感知价值。

一、引言

1.人工智能的定义

“人工智能”这一概念最初由约翰·麦卡锡在1956年提出，意为“一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的新技术科学”[1]。

机器学习是人工智能的核心技术，它主要指通过算法让机器不断地对人类的学习行为进行模拟，从而重新组织自身的知识结构，优化自身的性能。机器学习技术包含深度学习、数据挖掘、计算机视觉和智能语音语义等，这些技术均对教育出版产生影响。深度学习是指基于对数据的表征学习，建立、模拟人脑进行分析学习的神经网络，从而解释数据。数据挖掘是指通过特定算法在海量的数据中发现隐藏着的信息。计算机视觉包括人脸识别，是指通过电子化的方式感知、理解和辨别影像。智能语音语义包括语音识别、自然语言处理、语音合成和语义情感分析等，是指实现人与计算机之间的自然语言沟通。

另外，以虚拟现实和增强现实为代表的人工智能技术同样对教育出版产生影响。虚拟现实是指通过计算机模拟创造出虚拟世界，实现对现实世界的模拟。增强现实则是利用计算机图形技术、可视化技术等，扫描现实世界的具体实物，在手机、iPad等移动终端上呈现对应的图片、音视频和3D模型等虚拟信息，达到增强的效果。

2.教育出版的定义

教育出版区别于大众出版和学术出版，主要是指家庭教育、学校教育和社会教育过程所牵涉的出版内容及服务。考虑到具体的教育出版过程，我们可以将教育出版牵涉的主体分为负责生产教育内容和提供教育服务的供方，即教育出版商，以及接受教育内容和教育服务的需方，即由教授者和学习者构成的用户。对家庭教育来说，教授者为父母、亲人等长辈，对学校教育和社会教育来说，教授者为教师。与之相对应，家庭教育中的学习者是子女等晚辈，学校教育和社会教育中的学习者是学生。

3.人工智能与教育出版的融合

人工智能与教育出版的融合模式可以细化为教育出版供需双方在人工智能影响下产生的变化。对教育出版供方而言，人工智能已经在国内外教育出版机构中得到了应用。教育出版商认识到人工智能技术的重要性，通过并购、与人工智能技术公司合作的方式，以期在未来的教育出版市場竞争中占领制高点，从而助力自身出版内容和技术的发展。在人工智能技术的帮助下，教育出版商的出版内容和形式获得进一步提升，其出版内容实现了定制化，出版形式更加立体化。

与此同时，对教育出版需方，即由教授者和学习者构成的教育出版用户而言，人工智能使得智能教学系统有了新的发展。智能机器人的加入丰富了教育出版的主体，分担了教授者的工作，并有可能成为特定的学习者。自适应学习系统影响了教育流程，传统的“教授-学习-练习-批改”顺序有所改变。综合而言，教育出版用户的感知价值有所提升。

二、人工智能与教育出版融合下的教育出版商

1.人工智能促进教育出版商的市场布局

在出版领域，人工智能已经开始发挥自身优势，为出版活动提供技术支撑。可以预见的是，在未来，人工智能将会更深入地影响出版业，甚至实现对整个产业的重塑。在此背景下，对教育出版商而言，拥有的人工智能技术将成为未来突出的优势，人工智能的发展亟须纳入教育出版商规划的版图。

国外大型教育出版商在人工智能方面的市场布局较早，它们往往通过并购、与人工智能技术公司合作的方式，助力自身业务更新，以期在未来的市场竞争中占据优势地位。麦格劳·希尔出版集团收购了提供人工智能服务的网络公司ALEKS，从而开发了自适应学习系统[2]。麦克米伦出版集团收购了基于机器学习的教育服务平台提供商Intellus Learning，为学生提供了个性化学习体验[3]。培生集团则与人工智能巨头微软亚洲研究院进行战略合作，开发交互式英语学习应用[4]。

2.人工智能丰富了教育出版物的内容及形式

人工智能技术对出版物内容和形式带来了变革性的影响。

一方面，从出版物内容来看，原本统一的教材、学习资料等难以满足所有用户的需求，出版商应根据用户自身的教学情况和个人偏好进行定制化的内容生产。以深度学习、数据挖掘为代表的人工智能技术可以通过海量的数据分析并获取用户的信息，从而更有针对性地提供教育出版内容，实现内容定制化。麦格劳·希尔开发的数字课程“从200万学生中收集信息，利用人工智能为每个学生创建自适应的学习体验。当一个学生阅读材料并回答问题时，系统会根据学生对知识的掌握情况给出相关资料。系统知道应该考学生什么问题，什么样的方式学生更容易接受。系统还会在尽可能长的时间内保留学生信息，以便未来能给学生带来更多的帮助”[5]。

另一方面，从出版物形式来看，以增强现实技术和虚拟现实技术为代表的人工智能技术可以丰富出版物的数字化形式，使之更加立体化。对原本只能依靠平面化的图像影片来想象立体化效果的工业、医学和雕塑等学科而言，这种呈现方式是巨大的进步。中国矿业大学出版社推出的AR图书《采掘机械与液压传动》，可以基于图书上的黑白挖掘机图像动态显示3D立体的红色挖掘机的工作方式。人民卫生出版社推出的VR出版物《3D系统解剖学》也能够向学生立体化地展示人体结构，弥补人体标本的不足。

三、人工智能与教育出版融合下的用户

与教育出版商相对应的是由教授者和学习者构成的用户。人工智能影响了原有教育系统中用户参与的教育流程，以及他们感知到的价值。

具体而言，人工智能在教育出版中的应用极大地催生了智能教学系统（Intelligent Tutoring System）的发展。“智能教学系统是指一个能够模仿人类教师或助教来帮助学习者进行某个学科、领域或者知识点学习的智能系统”[6]，一般包括专家模型、学习者模型、教授者模型和交互接口。专家模型指用于教学的相关知识信息;学习者模型指模拟出的学习者状态，包括知识状态、个性化需求等;教授者模型指模拟出的教授者状态，主要是教学内容的讲授方式、批改等;交互接口则是模拟学习者和教授者的交流，主要是学习反馈。

1.人工智能丰富用户主体

人工智能的特点是由机器模拟人的行为和思路，智能机器人作为人工智能中的重要组成部分，它的诞生直接丰富了教育出版的用户主体。在原本的教学系统中，教授者和学习者的主体只表现为人，但在智能机器人加入后，教授者的工作得到了分担，学习者则增加了新的机器人老师，接受智能化的教授和批改服务。另外，智能机器人同样可以扮演学习者的角色，帮助教学环节的实施。

（1）智能机器人分担教授工作

通过人脸识别、语音识别和自然语言处理等人工智能技术的综合应用，智能教学机器人可以理解学习者发出的自然语言信息，并且根据表情、动作等细节判断学习者的知识接受情况，从而有侧重地进行内容的讲授和交流。智能机器人的存在解除了原本教学的时空限制，学习者可以随时随地与之对话，接受陪伴式的教育服务。对工作繁忙的家长和工作时间固定的教师而言，智能机器人可以很好地分担教授压力。

学而思网校开发了AI老师，借助语音识别技术，可以为学生提供随时随地的学习辅导。“北方妇女儿童出版社通过开发人工智能教育机器人，打造‘IP+社群+互动、纸质+数字+音频+机器人的创新教育理念，实现内容与传播力的完美结合。”[7]

（2）机器判断分担人工批改工作

通过綜合运用语音识别技术、自然语言处理和语义情感分析技术，智能机器人可以实现对用户语音内容的判断和对主观题的批改。机器人可以在与用户的交流中自动分辨英语发音，或是将其口头回答的问题快速理解并转化为书面的自然语言，从而对用户的发音正确性和回答的问题进行判断及批改。对原本进行口语辅导和主观题批改的教授者而言，人工智能的出现分担了他们的工作，减轻了他们的工作负担。

上文提及的学而思AI老师可以在英语口语的批改中发挥作用，对学习者的语音、语速和语调等进行评分。国内的批改网、培生集团的WriteToLearn平台均将机器人引入主观题的批改工作，不仅可以实现内容的打分，还可以提出修改意见，供用户完善自己的答案[8]。

（3）机器人成为特定的学习者

机器人的学习能力在近年来得到社会公众的普遍承认。因此，除了成为教授者，人工智能同样可以成为学习者，为人类学生提供帮助。具体来说，“人工智能技术可以通过个人参与者的信息，以学习者模型的形式，组成一个最适合完成特定协作任务的学习者共同体”[9]。当人类学生在一些单独的场景，比如，在家中进行学习并需要同伴时，人工智能可以通过构建学习者模型，成为一个模拟的具有学习和思考能力，且综合水平与人类学生相当的智能学生。这样一来，学习者不必再请父母、长辈扮演同龄人，而是可以在模拟的机器人同学的帮助下更好地学习。

2.人工智能调整用户的参与流程

在人工智能技术的影响下，智能教学系统中的教授者模型、学习者模型及交互接口都有所优化。由于自适应系统的出现，教授者参与的教授和批改流程，学习者参与的学习和练习流程都发生了很大变化。一部分流程实现了合并和简化，另一部分流程则涉及顺序的调整。在人工智能技术的影响下，新型教育流程如下图所示。

（1）批改—教授：机器批改结果影响教授内容

人工智能对教育流程的影响之一在于顺序的调整。原有的教学流程是由教授者先教授内容，学习者在学习后进行练习，然后，教授者进行批改，将结果反馈给学习者，教授者则在后续的教授环节进行有针对性的内容巩固讲授。

在人工智能技术的影响下，学习和批改流程的顺序被调整至教授流程之前。学习者通过预先的内容学习掌握一部分知识并进行练习，机器批改并总结出学习者在初步学习后对知识点掌握的程度以及存在的薄弱之处，从而将结果反馈到教学环节，教授者在后续的教学中适应性地调整教授内容。这样一来，教授者的教授重点更为集中，避免做无用功，提升了工作效率。

当前，国外一些高校采取了SPOC模式，教师在课前将教学视频材料布置给学生，然后在课堂中了解学生的知识吸收情况，从而进行有针对性的辅导。而在人工智能的帮助下，这种模式可以得到优化，学习者的前期学习、机器的智能批改均可做得更为细致准确，从而使学习和批改流程的顺序向前调整，使得教授流程更有针对性。

（2）批改—练习：合并批改结果呈现和出题流程，实时调整练习题

在当前的教育流程中，练习与批改这两个环节存在先后顺序，且各自独立展开。人工智能技术的应用可以将批改和练习流程有机结合起来，达到互相作用的效果。具体而言，当学习者进行练习时，答题结果由人工智能机器进行批改，批改的结果被快速反馈到出题环节，出题者可以根据上一题的批改结果实时调整下一题的题型及内容。因此，下一题的出题流程也成为上一题批改结果呈现的方式之一。

当前，扇贝单词等英语学习软件已经开始尝试实时调整练习题，但其工作模式仍然停留在较为初级的阶段，主要根据学习者对某一单词的掌握程度动态调整该单词的出现频次。人工智能的工作方式将更为复杂，对练习题的动态调整也将更具适应性。

（3）练习—学习：简化个性化服务流程

基于人工智能技术的自适应平台还简化了个性化教育服务的流程。在传统的教育服务中，针对学习者的学习情况提出有针对性的提升建议需要较长时间，教授者往往需要对学习者进行较长时间的观察，了解其学习模式、学习偏好、知识掌握程度和存在的薄弱之处等，然后根据学习者的个人特点、身处的学习环境和拥有的学习资源等提出可行的教育建议。

自适应学习则是一种新的在线教育模式。它立足于大量的数据，通过对学习者学习水平和状态的机器检测，评估其学习能力，动态地调整其后续的学习内容和方式，并预测其学习进度和效果。因此，自适应学习平台的个性化教育服务均基于用户的基本学习数据和练习数据而展开，用户练习的过程同样是人工智能快速积累数据，提出有针对性学习建议的过程，整体的流程有所简化，不需要老师或家长的长期观察，同时避免了人工观察和建议可能存在的误差，耗费的成本大大减少。

我国自适应教育服务商乂学教育开发的松鼠AI是国内领先的人工智能自适应教育服务平台。松鼠AI能够将知识点和学生的学习水平进行极其细化的拆分，动态评估学生的知识图谱掌握情况，并将其与拆分后的知识点进行匹配，生成适合用户讲解的视频和练测题。同时，用户的练习数据实时增加，学习内容也同步更新至符合用户知识掌握情况的状态，从而提供完整的学习服务[10]。

3.人工智能提升用户的感知价值

“顾客感知价值是潜在顾客对特定的供应物及感知替代物的全部利益的评价减去全部成本的评价之差。”[11]要实现用户感知价值的提升有两种手段，一是增加用户感知到的利益，二是减少用户付出的成本。对教育环节中的用户而言，其感知到的利益包括教育内容和服务，付出的成本包括货币成本、时间成本和精力成本等。

从用户感知利益的角度来看，人工智能技术可以帮助教育出版物实现内容的定制化和形式的立体化，使用户使用的教育出版物更加贴合自身需求，做到有针对性的教与学。同时，智能机器人的加入可以缓解教授者的工作压力，并激发学习者的好奇心，赋予其独特的学习体验，提升其学习兴趣。因此，人工智能的加入提升了用户接触到的教育内容和服务质量。

从用户付出成本的角度来看，人工智能的应用会在一定程度上造成货币成本的增加。但是我们更要认识到，通过人工智能技术的使用，教授者的压力被机器人分担，同时，学习者也能随时随地得到机器人的辅导，大大节省了时间和精力成本。因此，在用户感知利益增加的同时，用户付出的成本仅有少量增加，甚至有所减少，最终整体的用户感知价值得到了提升。

人工智能的快速发展正在创造性地改变教育出版业，对整个产业以及所处其中的人员都产生了巨大的影响。可以预见的是，在未来，随着人工智能技术的进一步改进，它能提供的内容和服务也会有更大的提升，甚至实现对整个产业的重塑。教育出版商要认识到人工智能的重要性，加快对人工智能市场的布局，真正将人工智能纳入自身的发展规划。普通用户也要建立对人工智能的正确认知，将其作为自身的助力，谋求个人的更大发展和提升。

参考文献

[1]叶舒，严威川. 人工智能：改变世界的“原力”[J]. 信息安全与通信保密，2016（12）.

[2]Global Publishing Leaders 2014： McGraw-Hill Education[EB/OL]. （2014-06-27）[2018-01-30]. https：//www. publishersweekly. com/pw/by-topic/industry-news/publisher-news/article/63058-global-publishing-leaders-2014-mcgraw-hill-education. html.

[3]张世钦. 机器学习赋能编辑出版[EB/OL]. （2018-01-30）[2018-12-10]. http：//www. cbbr. com. cn/article/119392. html.

[4]培生携手微软亚洲研究院，以人工智能技术赋能个性化学习[EB/OL]. （2018-01-30）[2018-12-10]. https：//www. msra. cn/zh-cn/news/headlines/pearson-microsoft-research-asia

[5]李伟. 百年之后再无老师？人工智能有戏[N]. 科技日报，2017-04-06（08）.

[6]贾积有. 人工智能赋能教育与学習[J]. 远程教育杂志，2018（1）：39-47.

[7]田红媛. 知识付费、人工智能如何赋能出版业[EB/OL]. （2018-01-30）[2018-12-10]. http：//www. cbbr. com. cn/article/119363. html.

[8]张世钦. 机器学习驱动下的教育出版新机遇[J]. 中国出版，2017（10）：22-25.

[9]黄荣怀. 人工智能在教育有多少潜能可挖[EB/OL]. （2018-01-26）[2018-12-10]. http：//www. aisixiang. com/data/107889. html.

[10]李诗. 乂学教育打造虚拟特级教师松鼠AI，背后有哪些核心技术[EB/OL]. （2018-01-31）. [2018-12-10]. https：//www. leiphone. com/news/201801/gUJb5xfL7r4DBsje. html.

[11][美]菲利普·科特勒，凯文·莱恩·凯勒. 营销管理[M]. 何佳讯，译. 上海：格致出版社，2016.