浅析人工智能与远程教育的相互促进

(山西广播电视大学，山西 太原 030027)

人工智能做为一项实用性非常强的科学技术已经在教育工具中得到广泛的应用。2018年人脸识别系统已应用于课堂上，2019年5月16日，国际人工智能与教育大会在北京召开，国家对教育系统提出要求:把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。我们需要分析人工智能在远程教育中能做些什么，远程教育在人工智能的环境下又应该如何变革，两者才能更好地融合在一起。

一、人工智能与远程教育融合的必然性

人工智能已经渗透到各行各业中，并且表现出强大的优势，这就要求各个行业的工作人员都应对人工智能有一定的了解，并且具备基本的操作能力。有些岗位的工作人员还应对人工智能有较为深入的研究，人工智能与很多学科都有交叉内容，需要经过一定的学习才能形成认知，这就促使教育与人工智能的融合。教育领域存在诸多与人工智能应用可以契合的点，这些点包括知识的明确性、内容的重复性等，而这些内容恰好是人工智能擅长的领域，对于教育领域的几个固有问题，比如统一施教、资源分配不均、创新能力培养不足，在人工智能时代将有一个全新的解决方案。远程教育作为教育的一种形式，同样需要与人工智能的融合，这些是由远程教育的两个基本要素体现的。

(一)受教育者的需求推动二者融合

受教育者作为教育的第一要素，随时代的进步，不断地对教育提出新的要求。远程教育作为教育的一种形式，承担着同样的任务，受教育者希望教育实现全面化、公平化、个性化，教育正在不断地努力达到这样的标准。远程教育现在也被称为网络教育，它的教学过程基本是依靠网络完成的。随着网络技术与通信技术的发展，远程教育基本实现全面化与公平化，人工智能的加入可以对学习者的需求进行更加精准细致的分析，帮助老师制定个性化的教学方案，实现个性化教育。人工智能与远程教育融合就是为了满足现阶段受教育者对教育的要求。现在与将来的就业环境需要受教育者是熟悉人工智能的人才，因为人工智能已经在各个行业中展现出了优势。随着人工智能的不断发展，要求受教育者除了对原有知识的接收，还必须了解人工智能，将来才能适应人工智能工作环境。人工智能从命名到现在已经64年，从第一个AI程序“逻辑专家”到现在的自我学习系统，一直在不断地发展着。人工智能是一门交叉学科，既属于自然科学，也属于社会科学，涉及学科有哲学、数学、计算机、控制论等，已经有很多人工智能进入实际应用并发挥了很好的作用，例如机器视觉、人脸识别、专家系统、自动规划、智能搜索等，所以受教育者就会要求教育必须尽早与人工智能融合，才能逐渐地适应就业环境。远程教育的形式比较多样化，受教育者的学习目的有很多，其中参加技能提升的受教育者，希望能去体会真实的环境，人工智能的模拟技术可以帮助设定相应的情景，让学生身临其境。远程教育中的部分受教育者在身体上有一些缺陷，人工智能也可以实现将不同教学资源翻译成受教育者理解的内容，例如向有视觉障碍的学习者提供语音资源，向有听力障碍的学习者提供手语内容，这些都是促使人工智能与远程教育融合的因素。

(二)教育者推动二者融合

教育者也是人工智能与远程教育融合的推进者，在传统的教育模式中，教育者已经开始应用多媒体技术将一些抽象的内容形象生动地展示出来。课堂上运用电子板书可以节约课堂时间，提高课堂效率，运用各种聊天软件在课下建立学习交流群，方便辅导与沟通。远程教育中的教育者面临的问题更加复杂，教师不能与学生面对面，而且远程教育的学生数量相对于远程教育中的教育者数量来说，数量庞大，教育者的日常工作量很大，教师无法与每一位受教育者进行随时交流沟通，不能观察学习者的听课状态，不能及时掌握每一位学习者的学习进度，对于学生的疑惑点，不能及时解答，作业不能一一批改，对于学习者的学习需求不能很准确地了解，而这些都可以运用人工智能技术来解决。例如专家系统、人脸表情识别、作业批改系统、学生行为分析系统等，可以在最短时间内给予学习者解答，并对学习者的行为与需求进行精准分析，帮助老师很好地了解每一位学习者的学习状况与学习需求，把老师从繁重的工作中解脱出来，协助老师制作有针对性的教学资源，制定个性化的教学方案，实现个性化教育，满足受教育者对教育的要求，这些都在无形中推进着人工智能与远程教育的融合。

二、人工智能在远程教育中发挥的作用

远程教育有自身的特点，受教育者的地理位置分布广、年龄分布不均、受教育程度差别较大。这些特点造成了教学过程中的问题。例如学生的基础不同，对远程教育的需求差别较大，就需要远程教育做出针对性的教学方案，远程教育的教师工作量大，自我能力提升受到时间的阻碍，学生数量众多，这不仅在教学过程中工作量大，考核时也会遇到种种特殊情况。在远程教育中运用了人工智能，这些问题都基本得到了解决，并能带来了很大便利，主要体现在受教育者的学习过程、教育者的教学过程与学校管理三个方面。

(一)人工智能在受教育者学习过程中的作用

对于受教育者来说，人工智能的运用使得学习更加便捷、更加平等、更加灵活，受教育者可以根据自己的时间灵活安排学习进度，遇到问题时可以运用人工智能与数据库(DB)的结合形成的积极数据库[1]，这是一类具有简单但有效的推理能力的面向特殊应用的数据库系统。数据库管理系统(DBMS)能随机地激活规则，并记录规则激活时的DB状态以及状态恢复和一致性维护，对用户的查询处理采用启发式搜索的方法。这在学习的过程中将起到很大帮助，当学生遇到疑惑时可进行搜索，就算输入的不是很准确，系统也会进行提示，使学生更快更准地找到解答，节省了时间，提高了学习效率。人工智能还能对受教育者的学习程度进行分析，帮助受教育者找出自己的学习漏洞，及时补充学习；还有人工智能的作业批改系统，只需通过“上传—批改—评价”的简单步骤，2秒内人工智能助手就能针对提交的作业给出精细的批改和评价，让学生在最短时间内得到反馈，不会将疑点积压下来，能够保护学生主动性与积极性，学习者可以尽情享受着科技带来的智慧成果。

(二)人工智能在教学过程中的作用

对于教师而言，人工智能对教学活动提供了帮助，远程教育在时间与地点两方面都具有灵活性，可以满足学生随时随地学习的要求，这也存在一些不足之处，老师与学生不是面对面，即使运用视频方式进行教学，为了保证教学流畅性，选择教师进行发言，学生反映的情况会有延迟，这样老师与学生之间的交流不是非常及时，不能马上掌握学生的学习状态，也就不能立刻做出调整。这就需要人工智能识别系统来帮助，人脸识别系统会在不断变化的屏幕上捕捉学习者的表情变化，从而分析学生对课堂知识的接收程度，以及课程内容是否能调动学生的积极性，是否满足学生的需求，然后将分析结果反馈给老师。老师可以及时地对课堂内容与教学方式进行调整，提高教学效率与教学质量。因为有些学生就算有想法，下课后由于种种原因也不一定会和老师进行交流，有了分析结果，老师就可以更全面地掌握学习者的状况。有些学生由于工作无法参加教师的直播课程，观看教学录像时的反馈教师更是无法获得，学生也许会把自己的疑惑通过网络学习平台与教师交流，远程教育中都设有答疑环节，在数量众多的提问中，有很多是重复的，人工智能可以进行统计分类，将提问进行整理后提供给老师，老师的解答会更具针对性，远程教育的学习者数量庞大，老师不一定能一一及时回答，借助人工智能的专家系统，学生可以在专家系统中内获得全面准确的解答，同时减轻了教师的工作量。远程教育的学生人数多且年龄分布不均匀，从十几岁到五十多岁，文化程度不均匀，学习目的不一样，这就需要远程教育具有个性化，针对不同的学生制定不同的学习方案，在资源的制作上也需要具有一定的个性化，例如给老年制作的教学资源，就需要声音更加洪亮，语速要适当地减慢一些，文字说明的字体要更大一些，教学安排上也要灵活多变，根据学生的实际情况随时调整，人工智能可以帮助教师制作很多的教学资源，个性化教案、知识图谱教学设计，使得教学内容更加符合学生的兴趣。

(三)人工智能在教学管理过程中的作用

对于远程教育的学校管理而言，人工智能使得远程教育更加均衡，更加科学发展，更加个性化。远程教育中大部分存在专业多、教师少的问题，甚至一个专业只有一名专业教师。在教学的过程中经常也需要与其他专业性学校的老师进行合作，但这样的教师不是非常固定，就不能很好地保证教学的连续性，运用专家系统可以解决这类问题。各个专家资源都会存储于专家系统中，学习者可以根据自己的需求选择课程，解决了学校教师不足的问题；年轻老师也可以在专家系统中与专家进行讨论交流，水平也可以提到一定的提升。远程教育的课程设置比较侧重专业知识的传授，需要集体参加的课程较少，例如体育课就受到远程教育的限制，无法开展。还有一些教学活动，例如演讲、联欢活动、运动会等各种校园活动，都不能开展，而这些活动同样重要，可以锻炼学习者的毅力、竞争力、人际交往能力、团队精神、协作精神、荣誉感等。还有一些课程中有实训环节，学生需要进行实际操作，才能更好地理解所学内容，才能将理论与实际结合起来。远程教育中的学生比较分散，而且学生大部分是在职工作人员，大家的时间较难统一，实训课程的开展比较难组织，现在随着人工智能与5G的出现，可以很好地解决这个问题。5G最大的特点是高速、低延迟，它的数据传输速率高达800MB/S。4G网络环境下，已经可以很好地实现学习网页的浏览、视频的播放与直播课堂的开展。在5G网络环境下，5G的高速低延迟为人工智能的VR技术与AR技术的落地提供了有力保障[2]，VR利用VR设备模拟产生一个三维的虚拟空间，提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让学习者身临其境。例如计算机专业的学生制作网线，可以真正地体验到网线中绝缘线的排序，看到自己制作的网络成功与否；学生可以亲身体验到自己的设计是否合理，对施工过程进行模拟，观看施工是否顺利。AR是VR技术的延伸，能够将计算机生成的虚拟信息(物体、图片、视频、声音、系统提示信息等)叠加到使用者所在的真实场景中，并与人实现互动，这些都可以让学生将学习到的知识运用到实践中，并且发现不足之处，在之后的学习过程中进行调整，极大地激发了学习积极性，对学生日后的工作起到帮助，实现远程教育的意义。远程教育的一个特点就是学习者人数众多，想要达到个性化教育，就必须借助人工智能，精准计算学生的知识基础、学科倾向、思维类型、情感偏好和能力潜质，按照认知规律和教育规律，科学因材施教，实现个性化培养和人才素质的全面提升。人工智能在远程教育的考核中起到了很大的作用，远程教育的学生人数多，一个学校的在籍学生就有数万余人。例如有的课程一学期的选课人数可达到5000人左右，对于监考教师来说，识别每一位学习者是一项艰巨的任务，运用了人工智能的人脸识别系统之后这个问题轻松地解决了。人脸识别系统可以在1秒内识别出是否是考生本人，基本杜绝了替考现象，同时这也是以一种具有强迫性的方式让学生行动起来，主动地学习。各项人工智能技术在远程教育中的应用，让学习者尽早地接触人工智能，适应将来的智能型社会，能够在问题解决中形成全面的视角、智慧的算法，在多元与融合并存的客观互动中，渐渐能够以人工智能的思维方式看待知识应用和社会发展的关系，能够胜任智能化时代的生活和工作。

三、人工智能对远程教育的机构与教师提出的要求

远程教育的学校与教育者必须做出相应的改革才能适应人工智能环境，才能使人工智能与远程教育更好地融合。在教学过程中不断理解二者融合的意义，给学生创造人工智能环境。但人工智能不仅仅是一种教学工具，它更是一种思维方式，培养学生的人工智能思维，掌握终身学习的技能，同时必须注重受教育的素质提升，给予学生有温度的教育，促进远程教育向更好的方向发展，人工智能对远程教育的要求主要表现在两方面。

(一) 人工智能对学校提出的要求

人工智能对学校的要求包括硬件设施与教学管理两方面。人工智能在远程教育中发挥作用首先需要硬件设施满足条件，人工智能需要高速的网络做支撑，课堂上才能使教学过程流畅，学习者才能接收到完整的教学内容。课下要保证各种人工智能软件正常运行，例如专家数据库、作业批改程序、VR技术、AR技术等，才能提供给老师精准的分析，保证学生学习的及时性与积极性。除了网络的保证，还需要选择合适的人工智能教育软件，市场上有很多与教育结合的人工智能软件，学校应根据自身远程教育的形式以及教学指南，对目前市场上人工智能教育相关的教材、软件、平台和设备进行统计和分析，然后选择最适合的，充分满足教学需要。组建专门的团队负责选购，团队由熟悉人工智能和教学需求的教师组成，有利于时刻关注人工智能在教育中的发展。

人工智能在远程教育中应用，需要学校在教学管理上作出相应的改进。在教师队伍建设方面，要培养教师应用人工智能进行教学的能力，并多组织教师参加人工智能教育软件应用的培训[3]。因为人工智能应用到教育不很久，很多教师并不能很好的应用各种教育软件，所以要让老师顺应时代发展潮流，提高自身教学水平。教师仅仅会使用人工智能教育软件是不够的，学校要让老师认清人工智能与教育的本质以及二者融合的意义，形成正确的教育理念。认识到人工智能不仅仅是远程教育中的教学工具，更重要的是让学生在运用人工智能进行学习的过程中体会到自主学习与持续学习的重要性。学校还应注重培养学生的价值观，教育的本质不仅仅是知识的传授，更重要的是形成正确的价值观，现在教育中应用的人工智能，更多侧重的是给你梳理知识，拍照搜题、个性化推题、知识图谱等，用户难以在简单快速的互联网学习场景中提升自己的价值观。学校应尽可能地组织各种活动，线下与线上结合，创造不同的环境，让学生有不同的体验，形成正确的价值观。大数据是AI的基石，它可以有百万级种类的知识样本，但对人类精神、价值、灵魂方面的数据却几乎为零，而这才是教育最宝贵的东西。

(二)人工智能对教育者提出的要求

人工智能环境下的教师需要顺应教育的发展，广泛的学习，提高自身素质，理解人工智能的本质，熟练地运用各种人工智能教育工具。人工智能技术在远程教育中的应用，帮助教师完成了很多基础性的教学工作，减轻了工作压力。不过远程教育的教师应对自身角色的转变提高认识，将自己从知识的讲授者转变为学生学习过程的设计者与引领者。教师根据不同需求制定相应的教学方案，将合理的学习计划、学习方法与学生分享，在学习软件中推出学习内容，一步一步地引领学生学习，培养学生的自主学习能力以及终身学习的意识。当学生受益于运用各项教育软件去获取知识时，就不会完全依赖于教师的灌输式教学；当学生以后遇到问题时，有了自己的学习方法，可以很快地获取解决方法；让学生熟悉人工智能技术并学会与人工智能相互协作，培养学生的终身学习素养，养成探索求知的习惯。这些对于学习者来说是受用终身的本领。强调学会学习和建构不断演进的知识框架，这样才是真正发挥了人工智能在教育中的作用。教师还要做到注重学生的精神世界，心中充满爱，给予学习者爱的教育，在各项交互中帮助学生建立正确的价值观，在具有独特性和多样性的学习过程中，建立积极师生关系和伙伴关系，以及培养学生良好的意志品质和积极人格[4]。人工智能要在教育中更长久地发展，还需要教师在教学工作与应用人工智能技术中留意总结，将好的意见反馈给人工智能技术人员，以便设计出最合理的教育软件。

四、结语

人工智能给远程教育带来了便利，也带来很多机遇，较大程度地实现了多样性和独特性。远程教育要做好不断的调整，使学习者不丧失作为人的独特性、创造性、社会性等。应该更注重有温度的智慧，而非冰冷的知识。基于人工智能加教育的未来学习，将从学习标准化的系统转向基于每个学习者的多样化、个性化需求的系统，它能够确保每个学习者都按照自己的速度进步，并形成自成一体的个性化和自主学习。从一个学习只局限于学校的系统转向一个人人都有机会学习的系统；转向每个人都能根据自身需求持续获得新知识和新技能的系统，用最前沿的科技去点燃学习的内在动力，培养引领未来的人才。