AI对教育改革的影响研究

□刘荷花，王晓燕

(太原学院,山西 太原 030032)

人工智能(Artificial Intelligence,英文缩写为AI)目前正在以惊人的速度发展和应用，已逐渐成为人们日常生活的一部分。正是由于AI的不断渗透，使得教育领域迎来了新的机遇、益处和挑战。本文旨在分析AI对教育改革的影响，进一步剖析未来教育领域的研究方向。传统教育的效率是建立在以小组、团队为单元的基础上的。曾经的AI也只能做一些系统性、重复性的工作，而富有想象力和创造力的工作均由人类来完成。如今，人工智能发展进入新阶段，AI跨界已经开始，尤其是在脑科学、互联网以及大数据等技术的驱使下，我国的教育事业正在进行数字化转型。我们应积极奋进，紧随时代发展步伐，深入进行教育改革，努力实现智慧化教育，为我国发展成为经济强国和创新强国打好教育基础。[1]

2017年3月，人工智能的概念在政府工作报告中首次出现，8月国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确了人工智能成为国际竞争的新焦点。在2018年的《政府工作报告》中，李克强总理倡导：要强化新时代人工智能的研究和应用等工作，要将“互联网+”广泛普及到教育、医疗、养老、文化等各个领域。美国教育部门报告显示，预计 2017—2021 年，美国教育中的人工智能将增长47. 5%。人工智能技术近年来得到了长足发展，尤其在计算机视觉、机器学习等方面与教育的结合日趋紧密，人工智能在教育领域中的应用呈现出快速增长的趋势。在国家政策和产业界双重推动的背景下，人工智能的多项关键技术在教育领域发挥的作用日趋重要，逐步扩大应用范围。毋庸置疑，人工智能将引领新一轮的技术变革，“AI+教育”也将对未来教育领域发展注入强大的推动力。[2]

种种迹象表明，“AI+教育”将是大势所趋。如果说“互联网+教育”是将线上线下融合发展的互联网思维赋予到了教育行业的话，那么“AI+教育”则是在“互联网+教育”的基础上，带来教学平台的技术革新，使其教学交互效果更加强大。教育学习不是由外而内吸收知识、而是由内而外觉悟智慧。我们必须摆脱教育“工业化”的印记，及时把握学生认知及心理变化，做到主动决策反应，积极构建可以与人工智能精准对接的智慧教育系统，在创新教学模式与方法、优化教学内容与教学氛围等方面，积极应用人工智能，力争为广大学子提供最合适的教育。[3]

一、AI为学生提供因材施教的学习路径

AI需要给学生提供一个恰当的学习路径，就像GPS进行导航。每一门科目都不一样，每个学习目标也不同。每个学生都需要一个可实现的学习目标，给予一定的时间、一定的压力，他们可以实现这些目标。[4]

“人工智能+教育”把整个教学过程变成了以学生自身为中心，大数据分析与人工智能为辅助的个性化学习模式，能够为学生们提供独具个性的学习方法与差异化的学习内容，深入激发学生们的学习欲望。在均衡教育资源方面，人工智能将以前远程教学过程中教师不了解学生们具体的学情、师生不能有效沟通等问题彻底解决。另外，“个性化学习”，即因材施教，在人工智能的主要教育领域发挥重大作用。过去，人们无法想象针对每个学生、每门科目的一对一教学；如今，AI将有望实现。AI存在的一大优势，即能够通过教育状况、课堂互动、社交媒体等，分析学生的学习能力、学习兴趣和潜力，制定出最佳学习方法。[5]

最近几年，微软在图像识别、语音识别、机器阅读理解及翻译、计算机视觉等方面突破重大，已大大超出了人类现有的水平，这些技术均可应用于教育教学过程中。例如：图像识别技术可帮助教师阅卷和批改作业；语音识别分析技术，可帮助教师进行英语口语测评，及时发现学生们的发音错误并第一时间纠正；人机交互技术，可帮助教师实现在线答疑解惑。[6]

这样，一方面帮助学生们提高学习效率、巩固学习质量，另一方面将学生们的学习情况及时反馈给教师，教师结合反馈情况开展差异化教学，从而环环相扣，打造一个个性、高效的教育循环系统。[7]

二、AI为学生打造万物互联的学习氛围

现在的校园，仅是实施教学行为的某个场所而已，而在不久的将来，校园有望成为智能、互联的教学空间，人工智能技术可以将原本冰冷的机器变成互动温情的设施，这些智能化的机器，不断学习人们的习惯，从而总结出差异化的教学方法，辅助学生们进行更积极、更主动、更具个性化的学习。

借助物联网技术监测声音、气味、温度等参数，自动调节教师中的空调 、灯光、通风设备等，切实落实校园安全预警工作，确保学校的每个系统都可以更高效、更环保地运转，为学生们创建一个舒服安心的学习氛围。在智慧校园方面，AI人脸识别技术可帮助解决效率问题。人脸作为校园系统ID，提供统一身份，适用于多场景数据，帮助教师更全面系统地关注学生成长状况。

情境感知技术可以帮助我们捕获学生们在自然状态下情绪、行为等信息，准确识别学生们的具体特征，全面深入地感知学生们的学习、成长等状态，为学生们提供健康分析、学习诊断等信息，为学生们的身心健康提供强有力的保障。借助大数据技术，跟踪学生们的学习过程，知道学生们具体的认知水平、学习优势以及存在的不足，为学生们定制最合适、最优化的学习方法。[8]

三、AI教育加速提升学生综合能力

作为面向未来的学习者，每一位学生都应具备崭新开阔的眼界和使用未来学习工具的技能。教师基于教学，用人工智能教育作为辅助工具，将更多的精力和时间，用于教育内容的创新和教育方法的革新。此外，教师的作用不仅仅是传授知识，还需要通过投入情感和思想去引导学生如何处事、做人。德国著名哲学家雅斯贝尔把教育描绘为，用一棵树撼动另一棵树，一朵云推动另一朵云，一颗心灵唤醒另一颗心灵。因此，教师是集智慧、情感、创造力的结合体，这是任何智能技术都没法比的。[9]

未来人工智能在家教辅导、在线学习、课堂教学等教育中的应用将不断深入，每一个学生都将配备一台ipad作为教学设备。除了学习基本的知识，更应该注重培养学生的综合素质。对每一位学生应当因材施教，授以不同的方式，让他们学习到不一样的知识。此外，应多花时间、精力在有创造性、有创意性的知识、技能学习上面。同时，随着人工智能在教育机构的应用，一些行政任务已经实现自动化，例如学生作业的自动批改，根据学生学习情况有针对性地出题以及在线答疑等。这一发展无疑让教育者有更多的时间和精力聚焦于学生本身，对授课模式以及教育规律进行把控和研究，对学生思想和精神状况加以追踪，给予每个学生个性化的关怀。教师需要通过技术的辅助做出明智的决定，并不断在使用人工智能技术方面突破自我。[10]

假设孩子们失去了创新创造能力，不再对任何事物抱有好奇之心，那么人类肯定会输给智能化设备。未来我们要去拥抱智慧，而不是单纯地占有知识。如果教育理念不改，未来孩子们将竞争不过机器。所以，未来要求各国各地各个家庭在孩子的能力素养教育方面要高度关注。过去两百年，人类追求科学技术的发展成效显著。教育是知识积累的过程，它让我们受益匪浅，随着知识的丰富，智能机器一定会越来越富有智慧。过去的教育体制下，孩子被要求成为最好的学生，但新时代提出新要求，未来孩子要做综合能力最强的学生。教学和育人二者是两回事：教，能让我们积累知识；育，可让我们成为更加优秀的人。[11]

四、AI教育应用前瞻

“教育+互联网”解决了供需双方连接问题，但教育的根本问题并不在此，属于教育+互联网的时代已经过去，教育+AI，才是教育未来的希望。

未来学家、发明家雷库兹韦尔曾说:“不断减轻人类痛苦是技术持续进步的主要动力。”人工智能技术的发展，将把人从简单、机械、繁琐的工作中解放出来，从事更具创造性的工作。

人工智能已经上升为我国的国家战略。人工智能将成为继“互联网+”、虚拟现实(VR)之后，下一个互联网技术的爆发点，给各行各业带来巨大的机遇和挑战。

人工智能技术的发展也将为未来教育带来巨大影响，为教育创新提供新思路，开拓新视野，为教育行业带来无限可能。从空间概念上讲，对教育的影响将是全方位的，从时间概念上讲，将完整地影响孩子的终身。

目前人工智能技术在教育中的应用，尚处于起步阶段，但随着人工智能技术的进步，将成为帮助教师读懂学生的“分析师”，重组课程的“设计师”，整合信息的“策划师”，未来对教育的影响将超出人们的想象!

计算机辅助教学(CAI)发展而来的智能教学系统(ITS)，可以代替教师辅导学生，提升学生学习绩效，教学机器人在未来五到十年可能会有较大发展。人工智能还将利用大数据和学习分析技术，驱动个性化教育、个性化学习，收集与分析各种教师教育活动和教学过程数据，学生学习的各种数据，帮助教师对学生学情进行个性化诊断，为每个学生制定有针对性的辅导和练习，实现因材施教，实现个性化的教与学；让学生与环境交互，跟老师交互，帮助学生深度学习，迁移学习，开阔对问题的理解，使教育教学管理更加精准。

此外，在校园管理方面，人工智能已经广泛应用，包括了解学生每天生活工作的情况，预测情景、去图书馆情况、吃饭规律等都能预判。在体育教育方面，将有基于AI的仰卧起坐、引体向上、立定跳远评分等智慧体育技术大量使用;在课堂教学方面，将有目标检测、运动跟踪和行为识别的课堂教学质量评价技术大量使用;人工智能还可以在教育资源的平衡中发挥巨大的作用，有效解决教师和学生相互不能有效交流的问题。

五、AI教育与教师职业发展

自从人工智能出现以来，就存在着一种人工智能威胁论，这种观点认为人工智能最终会取代人类，甚至消灭人类。如著名物理学家霍金就多次表达了对人工智能技术的担忧，提出人工智能威胁论。

现在中国社会正处于转型期，确实有很多职业会发生变化，有的职业将被淘汰。在教育领域，有人提出人工智能将最终取代教师的观点。但我们认为，恰恰相反，人工智能不仅不会取代人类教师，而且会被用来节省教师人力、提高教学效率，驱动教学方式的变革，转变国家培养人才的模式，促进教师的职业发展。作为一个行业，教师不会被取代，这并不意味着所有的老师都不会被淘汰。在AI赋能教育领域，未来人工智能将取代教师的部分教育功能，在知识储备量、知识传播速度以及教学讲授手段等方面超越人类。

真正的教育是一项塑造心灵的工程，教育的真正任务是教书育人。面对人工智能的冲击，教师要把人工智能带来的挑战转变为变革传统教育、创新未来教育的机遇，成为新技术的主人，掌握和利用好人工智能，转变教师在教学中的角色，要有产生危机意识和改革意识，提升教师这个角色的不可替代性，把应试教育的知识传递交给人工智能做，让重复和机械的体力劳动得到解放，真正发挥教师“育人”的本质，腾出更多的时间和精力，创新教育内容、改革教学方法，从教学的主宰者、知识的灌输者向学生的学习伙伴、引导者转变，将教学转化为大数据分析和以学生为中心的个性化学习，发展那些“AI无而人类有”的能力，丰富情感和智慧、想象力与创造力，花更多的时间跟学生一起“玩”，通过投入情感和思想引导，教会学生做人，塑造学生品质。

基于国家创新驱动发展战略及产教融合战略的大背景，教育领域基于AI技术的智慧应用必定是未来发展的趋势，拥有极其广阔的发展前景。[8]14-16创新教育过程，切实加快开放性教育系统的建设，保证所有人都有公平、优质的学习机会，是当前教育工作者遇到的重要挑战。[12]

教育部门要充分利用人工智能技术，在管理、教学各个领域充分发挥其正面引领作用，促进教育发展与改革。人工智能技术是改变教育最根本的力量，将对教育生态、教育理念、教育体系、教育内容、教育治理等方面，产生非常深远的革命性影响，引发教育领域的变革。

中国教育将进一步推动人工智能在教与学、教育管理、教育服务过程中的融合应用，打造数字化、个性化、终身化的教育体系，支持人才培养模式的创新，支持教学方法的改革，支持教育治理能力的提升，支持素质教育和创造性的教育，深入开发每个学生的深层潜力，培养更加优秀、更具智慧的学生，建立更加开放、更加人本、更加可持续的教育机制。

我们应该按照“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，深入实施教育创新驱动发展战略，加快人工智能与教育相融合，为加快建设创新型国家和世界教育强国提供强大支撑。