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隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,AI已經(jīng)被應(yīng)用到了教育的各個環(huán)節(jié)當中?!癆I+教育”已然成為教育行業(yè)未來的發(fā)展趨勢之一,AI也成為了教育走向未來的重要驅(qū)動力。
“中國高度重視人工智能對教育的深刻影響,積極推動人工智能和教育深度融合,促進教育變革創(chuàng)新。”這是習總書記在給人工智能教育大會的賀信中提到的一句話。
2017年,國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,并明確提出,要逐步開展全民智能教育項目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程,逐步推廣編程教育,培養(yǎng)復(fù)合型人才。
緊接著,教育部發(fā)表了《教育信息化2.0行動計劃》,嘗試為智能教育搭建好平臺?!吨袊逃F(xiàn)代化2035》中也提到了,要以“智能”為先驅(qū),以人才培養(yǎng)為核心,提升校園智能化,推動新型教學(xué)模式、教育服務(wù)新業(yè)態(tài),推進教學(xué)治理方式變革。
在國家政策高度重視教育信息化、智能化、現(xiàn)代化的大背景下,我國一批科技公司在踐行AI賦能者角色力量的同時,也將教育產(chǎn)業(yè)融入AI的升級思維,積極開拓“AI+教育”領(lǐng)域。
2019年9月,新的開學(xué)季來臨之際,曠世科技的AI系統(tǒng)就在網(wǎng)絡(luò)上大“火”了一把。
為了打造智慧教學(xué)的課堂場景,曠世科技在某中學(xué)推出了基于人臉識別、行為識別、表情識別等AI視覺技術(shù)的課堂教學(xué)評價系統(tǒng)。這一系統(tǒng)可以通過對課堂視頻數(shù)據(jù)進行實時的結(jié)構(gòu)化分析,反饋學(xué)生的行為,例如趴桌子、舉手、站立等。還能記錄他們的表情,不論他們是高興、難過,還是困惑、害怕等,都能精細地捕捉到。除此之外,學(xué)生上課的專注度、前排上座率等多維度課堂數(shù)據(jù),也能被機器全面地反饋出來。這些數(shù)據(jù)都被用來輔助教學(xué)評估評價。
雖然網(wǎng)友對此事的態(tài)度褒貶不一,但曠視科技的這套課堂教學(xué)評價系統(tǒng),針對學(xué)生的行為識別、表情識別能力,可以有效解決傳統(tǒng)教學(xué)對教學(xué)質(zhì)量評估維度單一、教師無法關(guān)注到全部學(xué)生、缺少綜合高效的閉環(huán)反饋等問題,幫助教師改善教學(xué)模式、方法,提高教學(xué)質(zhì)量。
在曠視的智慧教育解決方案中, 課堂教學(xué)評價系統(tǒng)只是其中一項產(chǎn)品。這家公司結(jié)合校園實際的場景需求,基于自主研發(fā)的人臉識別等多項尖端AI視覺技術(shù)、高效的平臺開發(fā)以及硬件創(chuàng)新能力,在教育領(lǐng)域打造了一系列行業(yè)解決方案,包含課堂教學(xué)評價系統(tǒng)、智能考勤系統(tǒng)、校園安防系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)、人證核驗系統(tǒng)、門禁通行系統(tǒng)、會議簽到系統(tǒng)等軟硬一體化的智慧教育產(chǎn)品。
無感考勤技術(shù)是基于曠視智能考勤系統(tǒng)而實現(xiàn)的。通過曠視自主研發(fā)的考勤攝像機自動巡航抓拍學(xué)生人臉信息,再配合曠視課堂智能考勤主機盒子MegBox-B2D的智能化分析能力,曠視智能考勤系統(tǒng)以人臉識別驗證的方式對上課的學(xué)生進行身份核實,從而實現(xiàn)無感知無配合的智能考勤。
除此之外,校園安防也是學(xué)校非常重視的一個領(lǐng)域。為此,曠視推出了M5智能面板機、人臉識別半球機、人臉識別閘機等智能通行產(chǎn)品,可以為校園宿舍、教學(xué)樓、會議室等場景提供以人臉識別技術(shù)為支撐的快速通行、簽到體驗。另外,支持300人臉高并發(fā)人臉檢測與抓拍的人臉識別抓拍機,能夠做到實時陌生人預(yù)警、黑名單布控和軌跡分析等功能,從而提高了校園安全保障能力。
讓教育裝備智能化,是曠世一直在努力做的事情。裝備智能化,推動實現(xiàn)了精細化、安全化、人性化的校園教學(xué)和后勤管理,從而提高了教育的信息化、智能化水平。
除了裝備智能化,還有一家科技公司商湯科技從教學(xué)上下功夫,與學(xué)校深入合作,致力于解決AI基礎(chǔ)教育推廣過程中面臨的“如何教、誰來教、如何學(xué)、如何評價”四大問題,不斷發(fā)揮AI基礎(chǔ)教育生態(tài)優(yōu)勢,意圖實現(xiàn)AI在教育領(lǐng)域的普及化和普惠化發(fā)展。
按照商湯科技創(chuàng)始人湯曉鷗教授的想法,人工智能是素養(yǎng)課程,而非單純的技術(shù)課程。對于青少年來說,具備AI知識將會成為學(xué)生未來有力的競爭力。商湯科技希望通過不斷推進人工智能基礎(chǔ)教育,讓孩子們?yōu)锳I時代做好準備。
2018年,商湯科技率先在全國發(fā)布了AI教材《人工智能基礎(chǔ)》,如今已覆蓋全國百余所高中,發(fā)行10萬余本。2019年5月,這家公司又發(fā)布了全國版AI教材——《人工智能入門》,進一步將前沿的AI技術(shù)和豐富的應(yīng)用經(jīng)驗,降維至適合初中生學(xué)習的AI基礎(chǔ)課程,旨在讓學(xué)生掌握基本編程語言,了解AI的基本原理。
這本《人工智能入門》共分為4冊,語言通俗易懂,考慮到學(xué)生的認知規(guī)律,教材在整體設(shè)計上以任務(wù)為驅(qū)動,穿插知識點來推進,使得知識學(xué)習與思考應(yīng)用相互配合進行。此外,結(jié)合商湯科技提供的專業(yè)實驗平臺和豐富的教輔教具,學(xué)生可以進行多項的編程練習和小項目,充分發(fā)展學(xué)生的動手能力與創(chuàng)造能力的同時,讓他們對AI技術(shù)獲得更深入的理解。
教材解決了“教什么”的問題。與之相伴隨的人工智能教案,意圖解決“誰來教”的問題,截至目前,商湯在人工智能領(lǐng)域,已連續(xù)培養(yǎng)了國內(nèi)一線教師超過了450名。
還有“如何學(xué)”的問題,這家公司推出人工智能SenseStudy AI實驗平臺,SenseRover Pro自動駕駛小車和SenseRover Mini小車,作為AI教材的配套教輔,讓學(xué)生透過平臺親密感受AI的魅力,自己也可以創(chuàng)作出一些算法出來。SenseRover Pro自動駕駛小車,結(jié)合SenseStudy AI實驗平臺,可以一步步完成車道線識別、信號燈標識牌識別等多種任務(wù)。SenseRover Mini小車是一臺能裝進口袋的帶有多種傳感器的迷你小車,學(xué)生可以使用這臺小車進行Python語言、傳感器使用、電機控制等知識點的學(xué)習,還可以編程控制小車完成復(fù)雜賽道的不同任務(wù),并且參與競賽。
可以說,商湯科技全面搭建的以AI教材為核心,涵蓋AI教輔、AI教學(xué)服務(wù)、AI交流展示活動等多維度的完整AI基礎(chǔ)教育解決方案,進一步完善了面向政府教育部門、學(xué)校、老師、學(xué)生、愛好者的AI基礎(chǔ)教育生態(tài)。
人工智能如何賦能教育?它的落地教育場景有哪些?
為此,中國科學(xué)院院士何積豐教授指出,人工智能技術(shù)應(yīng)用于基礎(chǔ)教育領(lǐng)域,具體可以分為三個部分:首先是智能化教學(xué)工具,包括依靠人工智能和教育方法學(xué)的結(jié)合,基于AI、知識圖譜、語音語義識別、視覺識別、個性化推薦等技術(shù)。其次是智能化課程體系,例如課程體系+教學(xué)系統(tǒng),依托于AI技術(shù),研發(fā)科學(xué)類課程里的體系教育,涵蓋編程教育、機器人教育、創(chuàng)客教育等。再次是智能化教學(xué)環(huán)境,這也是這幾年中發(fā)展最迅速、最明顯的細分領(lǐng)域,例如采用物聯(lián)網(wǎng)+智能系統(tǒng),在校園里,無論是工作、學(xué)習、生活,均構(gòu)成一體化的環(huán)境,將教學(xué)、科研、管理和校園生活充分融合在一起。
同濟大學(xué)教授張浩進一步解釋了人們擔憂的一個問題:是不是有了人工智能以后,老師就不上課了?張教授認為,人工智能和人類智能是相輔相成的,并非是人工智能替代智能,更不能替代老師的地位。
“我們要善于利用大數(shù)據(jù),來催生數(shù)據(jù)驅(qū)動型教育。大數(shù)據(jù)的來源有幾方面,例如客觀記錄、主觀記錄、學(xué)生行為、教師行為、社交媒體上的發(fā)言等,都可以形成大數(shù)據(jù)語言。這樣才能在教育信息化基礎(chǔ)上幫助教學(xué)管理科學(xué)化、學(xué)習個性化、管理精細化。”
一方面是個性化地“教”,作為教師,應(yīng)該體現(xiàn)教學(xué)中的個性化?!斑^去老師都是猜,現(xiàn)在可以通過數(shù)據(jù)輔助?!绷硪环矫媸莻€性化地“學(xué)”,“以前的學(xué)生總是聽,現(xiàn)在可以通過個性化數(shù)據(jù)輔助,學(xué)得更有序,從此建立個性化學(xué)習模式”。
未來,學(xué)校的功能、教育的內(nèi)容和環(huán)境都將會發(fā)生轉(zhuǎn)變,AI結(jié)合教育才剛剛開始。
可以說,從“互聯(lián)網(wǎng)+教育”到“AI+教育”,技術(shù)創(chuàng)新在不斷變革傳統(tǒng)教育教學(xué)方式,改善教育資源均衡化和學(xué)習個性化的問題。
在這期間,企業(yè)一直是推動人工智能和教育融合的主力軍。近兩年來,不斷有機構(gòu)和企業(yè)入局“AI+教育”賽道,多種AI教育產(chǎn)品陸續(xù)問世,人工智能在教育領(lǐng)域的發(fā)展持續(xù)火爆。
2019年8月31日,億歐智庫聯(lián)合華東師范大學(xué)考試與評價研究院共同發(fā)布了《2019全球人工智能教育行業(yè)研究報告》。該團隊對全球超過5000家人工智能技術(shù)企業(yè)進行篩選,最終對分布在美國、中國、歐洲地區(qū)和以色列的204家企業(yè)進行深入研究后,得出了幾條結(jié)論。
研究發(fā)現(xiàn),僅從功能實現(xiàn)上而言,中外人工智能教育企業(yè)的差別不大,甚至在細分功能上,中國教育企業(yè)業(yè)務(wù)比海外企業(yè)更為豐富。而且,全球人工智能教育企業(yè)選擇的業(yè)務(wù)都與本國或本地區(qū)教育發(fā)展現(xiàn)狀息息相關(guān),例如:中國教育企業(yè)集中在自適應(yīng)的學(xué)科輔導(dǎo),而美國教育企業(yè)更多在提供升學(xué)與獎學(xué)金配套的指導(dǎo)上。
在“人工智能+教育”領(lǐng)域,中國速度領(lǐng)先全球,一方面體現(xiàn)在中國對于人工智能教育的總?cè)谫Y金額和融資數(shù)量上在全球范圍內(nèi)是領(lǐng)先的;另一方面,中國的人工智能教育企業(yè)更為“年輕”。
另外,調(diào)研團隊還特別指出,人工智能技術(shù)是人工智能教育發(fā)展的基礎(chǔ),所以人工智能教育既會受制于人工智能技術(shù)本身的發(fā)展瓶頸,也會受到教育行業(yè)可用數(shù)據(jù)量不足的限制。僅從消費者付費的角度考量,教育是個復(fù)雜的集成體系,最終的教學(xué)效果受到教研、教師、技術(shù)、甚至是交付環(huán)境的多重因素的影響,所以一家企業(yè)或者產(chǎn)品的人工智能技術(shù)的領(lǐng)先并不等于其教育產(chǎn)品的領(lǐng)先。所以,投資人對于人工智能教育的投資,本質(zhì)上還是投資教育的邏輯,一個公司教育內(nèi)容好不好,用戶量是否足夠大,渠道是否過硬依舊是關(guān)鍵。
不可否認的是,在語音測評、自動批改、拍照搜題等判斷屬性強的場景,人工智能給教育行業(yè)帶來了顛覆式的改變,但隨著用戶需求的進一步深入,在一些非是否判斷、有明確結(jié)果導(dǎo)向、強干預(yù)、強交互的場景內(nèi),特別涉及到目的性明確的教授環(huán)節(jié),例如歐美的SAT、ACT、CAF等升學(xué)或執(zhí)業(yè)考試、中國的學(xué)科輔導(dǎo)、少兒英語等,人工智能技術(shù)無一例外承擔的都是相對輔助的工作,真人教師的作用不容缺失。
甚至有專家指出,人工智能在目前的這個歷史階段,擅長于記錄分析的能力,但是在決策判斷等方面還是不如人。所以,我們要客觀看待現(xiàn)在它正處于發(fā)展的初級階段。
不久前,北京市教委發(fā)布了《北京促進人工智能與教育融合發(fā)展行動計劃》,計劃指出,到2020年,初步建成適應(yīng)新一代人工智能發(fā)展的人才培養(yǎng)體系和科技創(chuàng)新體系,北京人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)和科技創(chuàng)新優(yōu)勢進一步增強,人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用與示范進一步擴展,人工智能成為教育變革新動力。到2025年,人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)質(zhì)量和科技創(chuàng)新能力顯著提升,人工智能與教育融合取得重要進展,涌現(xiàn)出一批國際前沿標志性原創(chuàng)成果,聚集起一批具有國際影響力的創(chuàng)新團隊,有力支撐北京成為國際人工智能創(chuàng)新中心。到2035年,北京人工智能與教育相互高效賦能,人工智能全面推動教育回歸本真,教育持續(xù)支撐人工智能健康發(fā)展,為我國躋身創(chuàng)新型國家前列提供強有力的人才保障和科技支撐。
為了實現(xiàn)上述目標,北京市未來將進一步推進人工智能素養(yǎng)教育及實踐活動,實施青少年人工智能素養(yǎng)提升工程,推動人工智能學(xué)習納入綜合社會實踐活動和開放性科學(xué)實踐活動,全面儲備未來人才。同時,利用人工智能技術(shù)提升基礎(chǔ)教育質(zhì)量,突破優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展瓶頸;擴大優(yōu)質(zhì)教育覆蓋面,縮小中心城區(qū)與遠郊區(qū)以及校際間差距,實現(xiàn)兼顧個性化和規(guī)?;母哔|(zhì)量基礎(chǔ)教育。
在職業(yè)教育方面,北京市將優(yōu)化職業(yè)教育結(jié)構(gòu),聚焦技術(shù)技能人才培養(yǎng),推動學(xué)歷教育與技能培訓(xùn)并重的人工智能職業(yè)教育。同時,還將暢通技術(shù)技能人才成長渠道,大力開展職業(yè)院校人工智能職業(yè)技能培訓(xùn),完善大數(shù)據(jù)、人工智能相關(guān)專業(yè)和課程建設(shè),鼓勵職業(yè)院校建設(shè)或校企共建北京人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐基地。支持校企“雙元”合作,動態(tài)更新人工智能數(shù)字教學(xué)資源,建設(shè)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺,進一步擴大優(yōu)質(zhì)資源覆蓋面。
北京市還將支持高校設(shè)置人工智能學(xué)科方向,加大人工智能領(lǐng)域?qū)W科投入,促進相關(guān)交叉學(xué)科發(fā)展,建設(shè)若干人工智能高精尖學(xué)科。對照國家和北京產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,積極開展“新工科”實踐,建設(shè)若干人工智能一流專業(yè)。
此外,還將持續(xù)推進人工智能方向復(fù)合型人才培養(yǎng):加快人工智能與計算機、控制、數(shù)學(xué)、心理學(xué)等專業(yè)交叉融合,形成“人工智能+X”人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)貫通人工智能理論、方法、技術(shù)、產(chǎn)品與應(yīng)用等的縱向復(fù)合型人才,以及掌握人工智能與經(jīng)濟、社會、管理、標準與法律等的橫向復(fù)合型人才。
計劃還提到,北京市將加強師范生學(xué)習掌握人工智能知識,加大教師人工智能知識和技能培訓(xùn),推動高校教師與人工智能行業(yè)工程技術(shù)人員、高技能人才雙向交流,支持高校教師參與中小學(xué)人工智能素養(yǎng)教育及相關(guān)研究工作,不斷增強教師應(yīng)用人工智能的能力。
總而言之,人工智能在教育領(lǐng)域只是剛走了半步,還有很長的路要走。這需要社會各界共同參與進來,探討雙方的結(jié)合點,解決當中的痛點,才能使人工智能全面在教育領(lǐng)域落地。