刘庆峰：用人工智能助力因材施教

凌云

2021年7月，科大讯飞董事长刘庆峰在AI学习机T10发布会上演讲。

科大讯飞董事长刘庆峰站在讲台中央，背景屏幕上是一片郁郁葱葱的树林，上方有一行字——“个性化精准学，AI学习更轻松”。他说：“我们希望帮助学生高效学习，帮助家长减轻辅导负担，为孩子的五育并举赢得更多时间和空间，让因材施教的梦想照进现实。”

这是今年7月科大讯飞AI学习机T10的发布会现场。但刘庆峰谈的首先不是产品，而是教育的时代之问：“教育要培养什么人，怎么样培养人，为谁培养人？”归根结底是一个问题：如何让教育回归本质？

让学生的学习更高效

教育的本质是什么？刘庆峰说起了《科学》杂志的一个预测：2045年前，全球45%左右的工作会被人工智能替代。但教师不会被替代，因为教师是人类的灵魂工程师。“凡是有规律可循的活动，机器都可以替代人。但机器无法取代人类的创意和想象力。未来教育的核心要培养人的创造力。”

2000多年前，孔子就主张“因材施教，有教无类”。如今，义务教育最突出的问题之一则是中小学生负担太重，学习效率不高。刘庆峰说，科大讯飞联合北京师范大学承载的大数据专项，共同统计了35亿次学生作业，发现其中有60%是无效、低效练习。他们在两年中走访了16个城市、5500多名用户，汇聚了1万多条意见，归纳出社会最关注的5个问题，第一个就是“怎样帮助孩子减少无效、低效的重复练习”。

在刘庆峰看来，解决问题的路径是回归学校的教育主阵地作用，用人工智能帮助学校提升能力，帮孩子进行自主学习、精准学习。“在教育中，存在两个‘既要也要的典型期待。既要孩子减负，也要学业提升;既要‘五育并举，也要科技强国。”而人工智能时代可以尝试着实现两者平衡。“运用人工智能技术，能解决三个关键：第一，能对学情做分析，清楚了解孩子的学业情况;第二，能追根溯源，为孩子推荐个性化提升方案;第三，能以实际成效来促进信心。”

刘庆峰以科大讯飞的新产品——AI学习机为例介绍说，它可满足从小学到高中的学习需求。比如，它能借助复杂场景的图文技术等对学生学情做分析;利用知识图谱技术等对学习内容做推荐;用语音交互技术、机器翻译技术和大规模权威评测应用验证帮学生“能听会说”学语言。“老师批改全班作文，学生可能要两天甚至更久得到反馈。机器批改可实现即时反馈，学生立马就能知道问题在哪，怎样有针对性提升。”

人工智能让学习更高效。刘庆峰说：“我们利用人工智能技术为学生规划个性化学习路径。通过对学生学习过程性数据的采集和分析，智能诊断学生薄弱环节，构建知识图谱，并进行有针对性的学习资源推荐。”他向记者展示了一个学生的数学知识图谱，绿色部分是学生掌握的，红色是没掌握的，黄色是掌握不牢固的。如果孩子不把薄弱知识点掌握好，再怎么努力成效也很小。如今“按图索骥”推荐该学的内容，不仅减少无效学习时间，还能提升学生的自信心。

在安徽蚌埠市怀远一中，学校基于学业数据记录与分析，为每个学生定制个性化学习方案。自2018年引入个性化学习系统以来，已为该校学生整理错题160余万道，探索出一套个性化教学模式。青岛西海岸新区是国家级信息化教学实验区，2019年与科大讯飞合作开展“‘因材施教人工智能+教育创新应用行动”。在当地黄岛小学，六年级学生用压感笔和平板电脑上美术课，用专业绘画软件进行美术创作，尽情享受着美与科技融合的现代课堂。

刘庆峰说，智慧教育个性化解决方案有效减轻了学生负担。“教育的本质不应是盲目追求学得多、学得难，而是能培养孩子的学习兴趣和好奇心。”

让老师教得更精准

人工智能也让教学更精准。刘庆峰说：“传统的英语听说教学无法短时间内掌握学生共性问题。比如朗读短文，老师只能让个别学生起来读，然后有针对性地进行指导。通过我们的英语听说教学平台，所有学生一起读，系统自动统计学生高频错词，回放问题读音，让老师快速掌握学情，以学定教。”

在青岛西海岸新区育英初级中学，学校应用这一平台和智慧课堂，打造在校模拟测试、在家自主练习的英语教学模式。课前，教师利用人工智能技术生成练习题，推送预习任务，学生在线完成提交后，系统自动批改并反馈学情，教师随后在课堂上進行有针对性的讲解。课后，教师布置英语朗读评测，学生进行发音练习后，系统即时给出反馈，让孩子准确了解自身的优势与不足，树立自主学习的自信心。

刘庆峰说，人工智能可以帮助老师完成复杂重复的工作。比如，在课前备课环节，老师通常面临学情难掌握、备课资源难寻找等问题，智能备课工具可提供体系化的精准性资源，并基于学情做智能推荐。“我们提供体系化精品资源覆盖全国主流教材版本;超过1500万道题库资源涵盖中小学10门学科，且实时更新。”在课堂上，教师可以发起全班作答，学生完成后系统自动批改，每道题的完成率、正确率一览无余。作文智能批改释放了老师的时间、精力，省出来的时间可以对作文较薄弱的学生进行专项辅导。

左图：科大讯飞副总裁章继东在发布会现场介绍AI学习机情况。右图：AI学习机T10引起参会者浓厚兴趣。

身为全国人大代表的刘庆峰，也一直在关注教育公平问题。他说，一些乡村学校教育资源相对匮乏，影响了教育公平。近几年，随着人工智能技术的发展，这些问题正在逐渐得到解决。比如，安徽省蚌埠市从2019年开始在全市开展智慧学校建设，科大讯飞为当地提供了62万条教学资源、2000万道试题资源，帮助乡村学校开齐国家课程，开好语言课程，让乡村学生共享城镇名师资源。在地处偏远的固镇县连城镇中心小学，“能听会说”的电子课本让师生有了标准的语言学习环境，通过大屏幕和网络录播设备，学生可以和市里优质校学生“同上一节课”。革命老区六安是国家扶贫开发重点区域，当地天堂寨中心小学下辖6个教学点，常年无法开设英语、美术、音乐等科目。通过智慧学校建设，那里的孩子们也有了这些课程。

刘庆峰说：“教育是乡村的支柱，乡村振兴和农村现代化离不开乡村教育发展，而缩小教育区域差距是我们国家和社会一直在追求的目标。随着人工智能技术的不断发展，技术确实已对这个目标的实现做出了一定的贡献。”

AI学习机背后的“硬核”科技

自2004年涉足教育领域以来，科大訊飞研发的智慧教育产品已广泛应用，并与3.8万余所学校深度合作，服务过亿师生。这背后，是科大讯飞的“硬核”技术。

刘庆峰说：“为什么AI学习机能对学情做分析？因为我们有强核心技术。比如OCR技术，能把图片变成机器可以理解的‘文字。我们在国际模式识别大赛上，中文、英文和公式总共3项比赛都是全世界第一名;在2020年复杂数学公式挑战赛中，我们获得了全世界第一名。因为这项技术，学生的数据成为了让机器做分析的条件和基础。”

机器批作文背后是机器阅读理解能力。“在斯坦福大学牵头的SQuAD的比赛中，我们的技术在全球首次超过了人类平均水平。这使机器可以学习一个个领域的知识，在作文评分上达到人类专家的水平。这项技术已在中高考作文阅卷中应用。”

AI学习机如何精准规划、推荐学习路径呢？这就要识别孩子的“最近发展区”，并给出动态的学习路径规划。所谓“最近发展区”，就是孩子已达到的发展水平和可能达到的发展水平间的距离。孩子需要做“跳起来够得着”的相关训练，太难会打击自信心，太简单又没有用。在2020年NeurlPS教育挑战赛的“预测学生对新试题的作答选项”“评估试题质量”和“设计个性化试题推荐模型”3个任务中，科大讯飞斩获了一个赛道的公榜和私榜双项冠军及两个赛道的公榜第一。“这个核心技术的突破，使得我们有能力在全球率先做因材施教的精准推荐。”刘庆峰说道。

科大讯飞AI学习机能帮孩子读课文、练口语、做听写练习等，这些功能也有核心技术支撑。首先是语音合成技术的突破。在国际权威语音合成大赛Blizzard Challenge中，科大讯飞获得14连冠，其合成语音首次超过专业播音员。两年前，科大讯飞利用AI技术为纪录片《创新中国》配音，是全球首部全部采用人工智能配音的纪录片。其次是口语评测技术的突破。目前，业内只有科大讯飞口语测评技术能做到大规模应用，并且是在普通话等级考试和高考英语口语考试中应用。第三是机器翻译技术的突破。科大讯飞的机器翻译已通过全国翻译专业资格（水平）测试，机器口译技术测试在全球首次达到专业资格合格标准。科大讯飞成为北京2022年冬奥会和冬残奥会自动语音转换与翻译的独家供应商。第四是语音识别技术的突破，在国际语音识别评测领域影响力最大的CHiME大赛中，科大讯飞语音识别技术蝉联三届冠军。今年，科大讯飞“语音识别方法及系统”荣获第二十二届中国专利金奖。

“新一代AI学习机中有着以科大讯飞为代表的中国人工智能里程碑式技术突破。正因为这些突破，我们今天才敢说人工智能学习机的时代已经到来了。”刘庆峰说，“我相信这样的核心技术成果，将会支撑着中国孩子率先在全球享受到人工智能的红利，让中国在未来科技创新和人的培养上走在世界前列。”

刘庆峰说，时代在变，技术在变，但教育的本质不会改变。人工智能的目的是帮助老师推动教学，让老师从不必要的劳动中解放出来，有时间和精力去做教学研究，去关注孩子的心智发展和创造力的提高。“教育的核心绝不仅仅是‘注满一桶水，而是要‘点燃孩子心中的那一把火，激活孩子的创造力。这一点在人工智能时代尤为重要。数据会告诉每一个孩子到底在哪些方面是有天分的、与众不同的。我们希望能够通过过程性评价，帮助孩子们找到未来人生出彩的最合适的那个方向。”

随着大数据、人工智能、5G等新一代信息技术的发展与普及应用，未来的教育将进入教师与人工智能协作共存的时代。刘庆峰说：“人工智能依旧是人类的助手，未来属于掌握了人工智能的人类，希望广大教师能够主动适应人工智能新技术的变化，让孩子们站在人工智能的肩膀上适应未来。”