人工智能開啟新的教育模式

1、人工智能開啟新的教育模式 什么是人工智能 最近的AlphaGo大戰(zhàn)李世乭可謂是吸足了人們的眼球，大戰(zhàn)落幕之后，不禁引發(fā)了人們的深思，人工智能時代究竟離我們還有多遠，人工智能將會對人們的生活帶來多大的改變，人工智能會不會顛覆現(xiàn)在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等問題。事實上，人工智能技術(shù)已經(jīng)或正在顛覆性的改變著許多行業(yè)和領(lǐng)域。曾有專家預(yù)斷，人工智能最有可能顛覆的兩大知識密集型領(lǐng)域，教育就是其中之一。圖1 AlphaGoVS李世乭 人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學。人工智能是計算機科學的一

2、個分支，它企圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器，該領(lǐng)域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。 研究者普遍認為，人工智能的發(fā)展順序是：弱人工智能、與人類智能相當?shù)摹皬娙斯ぶ悄堋焙腿娉^人類智能的“超人工智能”。目前，弱人工智能已經(jīng)滲入我們生活的方方面面：搜索引擎、實時在線地圖、siri等手機語音助手都運用了人工智能技術(shù)。但人工智能要從情感、行為和認知三個維度全面模擬人類，還有很長的路要走。而“超人工智能”還只是科幻小說和影視作品中的想象。圖2 人工智能發(fā)展路徑 現(xiàn)在大家談到人工智能、機器學習時，往往會說這并不是一個新概念，在上世

3、紀 90 年代就有了。事實上，這只是人工智能發(fā)展史上離大家最近的一個階段。 在這個階段，人工智能其實取得了一些里程碑似的成果。比如在 1997 年，IBM 的深藍戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫；2009 年，洛桑聯(lián)邦理工學院發(fā)起的藍腦計劃聲稱已經(jīng)成功地模擬了部分鼠腦；以及著名的 AlphaGo 圍棋大戰(zhàn)。 最近這幾年，機器學習、圖像識別這些人工智能技術(shù)更是被用到了普通人的實際生活中。我們可以在 Google Photos 中更快地找到包含貓貓狗狗的圖片，可以讓 Google Now 自動推送給我可能需要的信息，可以讓 Inbox 自動撰寫郵件回復。這背后都離不開人工智能研究者們的長久努力。人工

4、智能與教育的結(jié)合 一、互聯(lián)網(wǎng)的顛覆 互聯(lián)之所以偉大，在于它在另一個層面上顛覆了傳統(tǒng)，所以才會有互聯(lián)網(wǎng)教育逐漸顛覆傳統(tǒng)教育。互聯(lián)網(wǎng)教育除了以內(nèi)容、人（老師）為核心的競爭外，還加入了模式、產(chǎn)品等維度競爭。在新的維度里，才有機會打破已有的行業(yè)壁壘。 雖然火熱的互聯(lián)網(wǎng)教育在模式及內(nèi)容探索上呈現(xiàn)出百家爭鳴之態(tài)，不過卻沒有突圍而出者。許多在線機構(gòu)也只是單純把線下體系搬到線上。直播+錄播模式的相互穿插是現(xiàn)在比較成熟的在線模式。再完善一點的模式，不外乎加多了社交元素，在線分享，在線互動環(huán)節(jié)。但，遠遠沒達到驚喜的境界。 現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)教育就像早期的雅虎，通過人工堆砌內(nèi)容，單純地把線下模式搬到線上。但是，互聯(lián)網(wǎng)解決的

5、不單純是連接方式，更多的還有習慣，效率，技術(shù)。因此給了谷歌技術(shù)性翻身的機會，PR算法的偉大之處在于它擺脫了人工干預(yù)，這就是互聯(lián)網(wǎng)的奇妙之處。人工智能及機器學習為新來者打開了一扇門。人與機器的“戀愛”，便產(chǎn)生了真正的奇跡。人工化只能解決當前的問題，隨著互聯(lián)網(wǎng)教育發(fā)展的不斷深入，對于大數(shù)據(jù)的分析及處理，人則力不從心。因此，就會產(chǎn)生人工+智能的雙向分工。人，負責個性化縱向問題解決；智能，負責海量數(shù)據(jù)處理，根據(jù)算法做出精準的海量操作，同時也給”人”更好的策略。 二、技術(shù)才是變革的本源 互聯(lián)網(wǎng)教育還迷惘、沒領(lǐng)頭、沒清晰模式的時候，專注課程內(nèi)容是一種安全的方式。當下以主打課程內(nèi)容的MOOC模式已經(jīng)形成多頭

6、的格局，并且掀起了國內(nèi)其他平臺機構(gòu)的跟進。另一面，知識譜圖的應(yīng)用大大提高了學習者的效率。對于結(jié)構(gòu)化的知識，可以輕易地進行優(yōu)化和處理，通過層次結(jié)構(gòu)和映射關(guān)系為學生提供最優(yōu)的學習路徑。結(jié)構(gòu)化可以細節(jié)到每個單元和每個知識點。 當然，對于結(jié)構(gòu)化的知識可以通過人工的歸類，但是對于職業(yè)教育等非結(jié)構(gòu)化的體系，則需要人工智能挖掘內(nèi)在關(guān)系，并且對不同學生進行內(nèi)容匹配。非結(jié)構(gòu)化的知識隱藏著不同的維度，所以需要系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘和機器學習，來得到現(xiàn)實的知識庫。據(jù)筆者了解，邢帥教育已經(jīng)著手專家知識系統(tǒng)的打造和學習系統(tǒng)的底層建立，把自身海量學員長期形成的教學過程數(shù)據(jù)化，再通過算法進行機器挖掘，力求打造基于社交、教學、反饋、學

7、習、知識庫、排序推薦等一體的自動化智能系統(tǒng)，意在建立互聯(lián)網(wǎng)教育的“Matrix”體系。 技術(shù)才是探索模式進化的根本。在互聯(lián)網(wǎng)時代中，隨著大數(shù)據(jù)及海量操作的產(chǎn)生，為人工智能和機器學習提供了客觀基礎(chǔ)。人工智能雖然還沒達到變革的地步，但應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)教育上已經(jīng)綽綽有余。 三、人工智能與教育的結(jié)合點 假如把傳統(tǒng)的學習方式比作是“虎”，那么人工智能則是給了這只“虎”一雙翅膀，“虎”在添翼之后會如何施展它的功力，這是值得進一步探討的。1.自動批改作業(yè) 計算機科學家喬納森研發(fā)了一款可進行英語語法糾錯的軟件，不同于其他同類型軟件的是，它能夠聯(lián)系上下文去理解全文，然后做出判斷，例如各種英語時態(tài)的主謂一致，單復數(shù)等

8、。它將提高英語翻譯軟件或程序翻譯的準確性，解決不同國家之間的交流問題。語音識別和語義分析技術(shù)的進步，使得自動批改作業(yè)成為可能，對于簡單的文義語法機器可以自動識別糾錯，甚至是提出修改意見，這將會大大提高老師的教學效率。圖3 批改作業(yè)2.拍照搜題的在線答疑 2014年到2015年投資比較火爆的拍照搜題軟件，如學霸君，作業(yè)幫，等，這類軟件都是借助了智能圖像識別技術(shù)，學生遇到難題時只需要用手機排成照片上傳到云端，系統(tǒng)在一到兩秒內(nèi)就可以反饋出答案和解題思路，而且這類軟件不僅能識別機打題目，手寫的題目的識別正確率也越來越準，目前達到了70%以上，大大提高了學生的學習效率。圖4 拍照搜題3.語音識別測評 語

9、音識別技術(shù)在教育上的應(yīng)用，目前主要用于英語口語測評上，科大訊飛、清睿教育、51Talk開發(fā)出的語音測評軟件，都能在用戶跟讀的過程中，很快對發(fā)音做出測評并指出發(fā)音不準的地方，通過反復的測評訓練用戶的口語。圖5 語音識別4.個性化學習 McGraw-Hill教育正在開發(fā)數(shù)字課程，準備相關(guān)的課程資料，它從200萬學生中收集信息，利用人工智能為每個學生創(chuàng)建自適應(yīng)的學習體驗。當一個學生閱讀材料并回答問題時，系統(tǒng)會根據(jù)學生對知識的掌握情況給出相關(guān)資料。系統(tǒng)知道應(yīng)該考學生什么問題，什么樣的方式學生更容易接受。系統(tǒng)還會在盡可能長的時間內(nèi)保留學生信息，以便未來能給學生帶來更多的幫助。 大數(shù)據(jù)可以描述每個學生的學

10、習特性。根據(jù)倫敦一家研究機構(gòu)的分析，人們的學習方法可以分為70種；而某機構(gòu)的機器人已經(jīng)積累了1300萬名學生做過的8億道題目，為個性化教學提供了充分的依據(jù)。 如果說今天課堂教學的主流方法是“從原理到應(yīng)用”，那么機器人的教學方法是“從案例到原理”，并且是同時學習多個案例。事實證明，很多被原理絆腳的學生更適應(yīng)于“從案例到原理”的學習方法。圖6 個性化學習5.對教學體系進行反饋和評測 試想一個場景，當某學生在查詢自己的期末成績的時候，他看到的不僅僅是一個簡單的分數(shù)，還附有一份“診斷報告單”。通過這份報告，他不但可以了解到自己學科板塊知識點和能力點的掌握情況，還能看到對自己的優(yōu)勢、劣勢的學科分析。通過

11、這些數(shù)據(jù)為每個學生進行“畫像”，從而找到提升成績的方法。這就是借助大數(shù)據(jù)的幫助，通過對學生學習成長過程與成效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，診斷出學生知識、能力結(jié)構(gòu)和學習需求的不同，以幫助學生和教師獲取真實有效的診斷數(shù)據(jù)。學生可以清楚看到問題所在，學習更高效；教師也可對癥下藥地針對具體情況，選擇不同的教學目標和內(nèi)容，實施不同的教學方式，進一步提高教與學的針對性、有效性和科學性。圖7 反饋過程 人工智能教育未來的展望 目前，人工智能技術(shù)在教育上的應(yīng)用主要體現(xiàn)在圖像識別和語音識別兩個方面。這兩個技術(shù)雖然得到了應(yīng)用，但目前尚處于初級階段。在技術(shù)和應(yīng)用場景上還需要更多的探索。 人工智能它將來要實現(xiàn)的是與人類的緊密貼合，甚

12、至未來可以實現(xiàn)“思考即學習”，那么連接人與知識的工具將不再是剛需。當然，我們也可以把機器人等人工智能產(chǎn)品看成工具，而這個工具足以讓人們脫離在線學習的方式去學習。圖8 思考即學習 未來的人們只需要一個機器人或者一款智能頭盔就可以完成所有的學習。現(xiàn)在人類教學場景非常簡單，互聯(lián)網(wǎng)教育也僅僅通過圖像、視頻等多媒體的方式來表現(xiàn)教學知識點。在未來的人工智能教育時代，將實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實立體型的綜合教學模式。其實人機交互被認為是人工智能領(lǐng)域重要一環(huán)，未來教育不只是與老師交互，同時也可以與知識交互，每一個知識點都可以立體展現(xiàn)。想象一下電腦知道你學習的進程和特點，在給你一些刺激和激勵，更聰明地提示你，這樣開發(fā)了你的大腦，知識