李 想

(四川省成都石室中學(北湖校區(qū))，四川 成都 610052)

0 引言

人工智能（Artificial Intelligence）是計算機科學領域一個極富挑戰(zhàn)性的分支，應用該技術的目的就是讓計算機這臺機器能象人一樣思考[1]。對人工智能技術的研究更多的是結合某一具體的（如專家系統(tǒng)、機器學習、模式識別、自然語言理解等）領域。自從人工智能誕生以來，人們就開始把人工智能技術應用于包括中小學教育在內(nèi)的各類教學領域。近年這種應用獲得了井噴式的發(fā)展。

本文力求全面思考和認識人工智能技術在中小學教育中應用的意義，分析人工智能技術在中小學教育中應用的優(yōu)勢與劣勢，在此基礎上提出了進一步加大人工智能技術在中小學教育中應用的對策建議。

1 人工智能技術在中小學教育中應用的意義

人工智能技術不僅在經(jīng)濟社會領域而且在中小學教育中的應用具有十分重要的意義。

1.1 新一輪人工智能要求更多地應用于中小學教育中

隨著人們所處信息環(huán)境的變化和大數(shù)據(jù)的廣泛應用，人類社會已開始步入新一輪的人工智能時代。人工智能的應用將成為國家核心競爭力的重要組成部分且受到世界各國的廣泛重視。在新一輪人工智能浪潮中，中國與世界特別是美國的發(fā)展基本同步。中國已經(jīng)成為世界人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高地，而且在人工智能時代中國最有可能成為與美國并駕齊驅(qū)的國家。預計2020年，全球智能教育產(chǎn)業(yè)規(guī)?？蛇_108億美元，中國將接近10億美元，占近10.0%。然而，根《全球AI領域人才報告》顯示，截至2017年第一季度，基于領英平臺的全球AI(人工智能)領域技術人才數(shù)量超過190萬，其中美國相關人才總數(shù)超過85萬，高居榜首；而中國雖然位居全球第七，但相關人才總數(shù)只有5萬多[2]。為此，人工智能人才短缺已經(jīng)成為中國發(fā)展人工智能技術的最大短板，而且人工智能的應用同樣離不開掌握數(shù)學、計算機、系統(tǒng)科學、哲學、管理學、外語等知識的高素質(zhì)的人才。

1.2 逐步增加中小學教育中的人工智能技術應用

正因為如此，正如國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確要求的那樣，從2017年秋季開學，需要在中小學設置人工智能相關課程，在中小學教育階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育。因此，在中小學教育教學過程中引入更多的人工智能元素，不僅可以幫助中小學生養(yǎng)成思維習慣、使用習慣，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力、想象力，而且也為解決中國人工智能發(fā)展方面的人才緊缺困局創(chuàng)造先決條件。

2 人工智能技術在中小學教育中應用的優(yōu)勢與劣勢

在教育領域，一些企業(yè)已經(jīng)開始嘗試把機器人和人工智能結合在一起，組織關于編程教育、機器人大賽等與人工智能相關的活動，尤其針對中小學生人群開展。不僅如此，很多中小學已經(jīng)開始實施人工智能教育項目，設置人工智能課程，開展人工智能競賽及科普創(chuàng)作。還有的學校在進行人工智能技術應用實踐并積累了一些經(jīng)驗。幫助中小學生們認識、了解人工智能，通過比賽的方式激發(fā)學生的興趣，引導他們進行更深入的學習，為國家培養(yǎng)人工智能方面的人才打下了基礎。但無論如何，由計算機輔助教學（CAI：Computer-Assisted Instruction）發(fā)展到近年來新一代的所謂智能的計算機輔助教學程序系統(tǒng)（ICAI系統(tǒng)：Intelligence CAI），從而實現(xiàn)了高水平的教學[3]。然而，我們也須清醒地認識到，人工智能技術在中小學教育中的應用仍然有其不少優(yōu)勢與劣勢。

2.1 人工智能技術在中小學教育中的應用存在的優(yōu)勢

⑴ 能夠?qū)崟r反饋學生情況。通過網(wǎng)絡、手機等人工智能工具，家長能便捷的、低成本的掌握孩子的學習動態(tài)，教師也能根據(jù)學生各方面反饋的數(shù)據(jù)進行綜合分析。它為制定更為合理的教學計劃和采取更恰當?shù)慕虒W手段，不斷豐富教學內(nèi)容，從而為提高教學效果提供了基本條件。

⑵ 能夠?qū)W生開展個性化輔導。通過人工智能手段，開展個性化評估，能夠在海量的數(shù)據(jù)中匹配出學生的學習需求，有針對性的幫助學生制定學習計劃，因材施教，提高學生的學習興趣，激發(fā)學習動力。根據(jù)倫敦一家研究機構的分析，人們的學習方法可以分為70種；而某機構的機器人已經(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)。通過大數(shù)據(jù)比對，完全可以制定出適合學生的學習計劃。

⑶ 能夠極大提高學生的學習效率。通過語音識別、圖像識別、文字識別、機器翻譯等人工智能工具自動批改作業(yè)、自動答疑，可以有效節(jié)約學習過程中一些不必要的時間浪費，使學生有更多的時間用在學習上，極大地提高學習效率。目前，美國的volly，中國的小猿搜題、作業(yè)幫、學霸君等軟件均能通過手機拍攝作業(yè)題目照片，對比題庫完成答疑?？拼笥嶏w、清睿教育開發(fā)出的語音測評軟件，能在用戶跟讀的過程中，對發(fā)音做出測評。

⑷ 能夠有效減輕教師工作量。通過人工智能工具，使教師避免重復備課，手工備課，可以較輕松的把一些抽象的東西展示出來，制作出形象的可視化教案。此外，它還可以對一些聲音、視頻和動態(tài)圖像進行處理或制作。它使教師從傳統(tǒng)教學模式中的手把手“教”學生，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芗夹g“導”學生，從主演變?yōu)閷а?，讓教師抽出更多的時間和精力當好導演。

2.2 人工智能技術在中小學教育中的應用所存在的劣勢

誠然，人工智能技術在中小學教育中應用也存在許多劣勢。這些劣勢或多或少地影響了中小學人工智能教育。

⑴ 人工智能技術淡化了情感交流。機器沒有感情，缺乏人類特有的創(chuàng)造性。雖然它可以給學習者提供所需的教學內(nèi)容和海量的資源，但它無法與學生進行情感上的交流，不利于學生人格的培養(yǎng)。這時候教師的作用就顯得尤為重要。

⑵ 人工智能技術還不夠成熟。一方面，圖像識別、語音識別等人工智能技術還不夠精準，需要不斷的完善和提高；另一方面，人工智能與現(xiàn)代教育的完全融合還有一段很長的路要走。所以，人工智能技術在中小學教育中的應用是一個長期的過程，僅以完成某個學期或某個階段教學就算完事是不現(xiàn)實的。

⑶ 在價值觀塑造和創(chuàng)新思維啟發(fā)方面，“機器人老師”永遠無法完全替代“真正的人類教師”[4]。盡管“機器人老師”能不知疲倦，平等地對待每位學生，然而，中小學教育是一項塑造人類靈魂的特殊職業(yè)。它既是培養(yǎng)中小學生開展知識融合、創(chuàng)造性思維、批判性思維和創(chuàng)新思維等能力訓練，而且更是對中小學生人生觀與價值觀的塑造過程。因而，我們對人工智能技術在中小學教育中的應用需要有一個全面深刻的認知，才有更為科學地將人工智能技術應用于中小學教育教學過程中，促進中國中小學教育事業(yè)更好地發(fā)展。

在中小學教育中應用人工智能技術，既要克服劣勢，又要充分發(fā)揮優(yōu)勢。只有取長補短，才能更好地做好這一工作，才能更有利于中小學生的健康成長。

3 進一步促進人工智能技術在中小學教育中應用的對策建議

3.1 構建人工智能技術應用的教育環(huán)境

在中小學大力營造使用人工智能技術的環(huán)境，可以把衛(wèi)星的運用、電子計算機、微電子技術、光纖通訊技術、多媒體技術普及應用到教學上，促成有特色的“個別化教學”。隨著internet和多媒體技術的成熟與普及，推動“虛擬教育”、遠程教學、交互式學習等一系列教育新概念更多的應用到實際教學活動中，為學生營造人工智能環(huán)境，大量增加人工智能技術情感交流式的教學，提高學生對人工智能技術的認知能力。

3.2 搭建政府、企業(yè)、學校之間技術應用推廣的平臺

在這方面，我認為，可充分發(fā)揮人工智能相關行業(yè)協(xié)會的作用，在政府、企業(yè)、學校間搭建一個溝通協(xié)調(diào)交流的平臺，促進人工智能技術的投入、研發(fā)和推廣。

3.3 培養(yǎng)高素質(zhì)的教師隊伍

隨著人工智能技術的發(fā)展，教師不只是單一的知識的傳播者，而且是教學的組織者，學生學習的引導者、合作者。這對教師提出了更多、更高的要求，不僅要有淵博的知識，還要能熟練使用人工智能技術教學和輔導學生。

3.4 推進人工智能教育資源的共享

促進人工智能技術在中小學教育中的應用，發(fā)達地區(qū)與落后地區(qū)，優(yōu)質(zhì)學校和一般學校之間就要多交流，推動教師之間、學生之間在人工智能技術上的共享，以期好帶差、強帶弱，促進人工智能技術與中小學教育的有機結合，培養(yǎng)更多的復合型人才。

4 結束語

本文通過對人工智能技術在中小學教育中的應用調(diào)研分析，初步認為，加大人工智能技術在中小學教育中的應用，不僅非常必要而且十分緊迫。人工智能技術在中小學教育中的應用即具有優(yōu)勢又具有劣勢。人工智能技術淡化了情感交流，或許技術還不夠成熟，“機器人老師”無法完全替代“真正的人類教師”。要想克服這些劣勢，我們需要構建人工智能技術應用的教育環(huán)境，搭建政府、企業(yè)、學校之間技術應用推廣的平臺，培養(yǎng)高素質(zhì)的教師隊伍，推進人工智能教育資源的共享。

目前，全國人工智能技術在中小學教育中的應用效果還不是很突出，還有許多需要改進的地方，有些問題需要逐步解決，如小學與中學、中學與大學教育中的應用銜接等問題。但可以預料，人工智能技術在中小學教育中的應用前景廣闊，未來中小學教育中的人工智能應用會呈井噴式發(fā)展。

參考文獻(References):

[1]胡繼禮,殷云霞.人工智能技術在教育中的應用[J].電腦知識與技術(學術交流),2007.12:1667

[2]王林.人才短缺成人工智能發(fā)展最大短板[N].中國青年報,2017.11(10).

[3]王正旋.人工智能技術在教育中的應用[J].計算機科學,1984.2:33-34

[4]趙素琴.海川.人工智能在教育領域的應用[J].新經(jīng)濟導刊,2017.7:26-27