張冰冰，高娜，韓曉越，姜德君

（沈陽(yáng)大學(xué)師范學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110044）

1 發(fā)展人工智能教育的背景

人工智能的歷史由來(lái)已久，早在1956年在達(dá)特茅斯學(xué)院舉辦的以此會(huì)議上，計(jì)算機(jī)專(zhuān)家約翰·麥卡錫提出了“人工智能”一詞，這被認(rèn)為是人工智能誕生的標(biāo)志。也是經(jīng)過(guò)三次浪潮，第一次是20世紀(jì)50年代末到20世紀(jì)80年代初，第二次為20世紀(jì)80年代初至20世紀(jì)末；第三次為21世紀(jì)初至今。正如潘云鶴院士在“全球人工智能高峰論壇”上所言[1]，60余年來(lái)，機(jī)器定理證明、機(jī)器翻譯、模式識(shí)別、專(zhuān)家系統(tǒng)博弈、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和機(jī)器人七個(gè)領(lǐng)域迅速發(fā)展，積累起的技術(shù)基礎(chǔ)支撐起了模擬醫(yī)生、模擬翻譯者、模擬下棋的人，有的技術(shù)還能摸擬人或生物的各種動(dòng)作。

如今，從siri到指紋解鎖、人臉識(shí)別、在線翻譯助手、智能機(jī)器人等，人工智能進(jìn)入了電商零售、金融、交通、醫(yī)療健康、個(gè)人助理等多個(gè)方面。國(guó)內(nèi)外也都對(duì)人工智能進(jìn)行積極的布局，2016年美國(guó)發(fā)布 《美國(guó)國(guó)家人工智能研究與發(fā)展策略規(guī)劃》英國(guó)發(fā)布《人工智能：未來(lái)決策制定的機(jī)遇與影響》法國(guó)2017年4月份制定人工智能發(fā)展戰(zhàn)略。我國(guó)許多企業(yè)在積極實(shí)行人工智能技術(shù)，如百度在2016年入選MIT的科技評(píng)論，在語(yǔ)音搜索，無(wú)人車(chē)，無(wú)人駕駛，自動(dòng)翻譯以及人工智能在各種商業(yè)服務(wù)中正在積極布局，阿里巴巴在廣告的自動(dòng)設(shè)計(jì)和刷臉支付上實(shí)現(xiàn)了人工智能”。同時(shí)中國(guó)政府也開(kāi)始聚焦人工智能，2017年7月印發(fā)了 《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。 為搶抓人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，構(gòu)筑我國(guó)人功智能發(fā)展的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。明確提出完善人工智能教育體系后，人工智能技術(shù)加速其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

2 為什么要發(fā)展人工智能教育

2.1 發(fā)展人工智能教育是促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的要求

我國(guó) 《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2012—2020年）》指出樹(shù)立多樣化人才觀念，尊重個(gè)人選擇，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展，不拘一格培養(yǎng)人才。大自然之所以精彩是在于它的千姿百態(tài)的差異性，對(duì)于人類(lèi)世界也是一樣，如果想要它能夠精彩紛呈，就要注重個(gè)性化發(fā)展[2]。“從學(xué)習(xí)中心的內(nèi)在本質(zhì)來(lái)看，個(gè)性化是基本方向。過(guò)去整個(gè)教育是以教師為中心的，是以教為中心的。所以是教師控制著整個(gè)教育的流程，控制著整個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程”?？偸且贫ê靡惶讟?biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)，讓所有的學(xué)生都朝著這一個(gè)目標(biāo)發(fā)展，而如果其中有學(xué)生偏離這個(gè)目標(biāo)或者努力并不是朝著這個(gè)目標(biāo)，就會(huì)被冠以“差學(xué)生”“壞孩子”的名號(hào)。而顯少的對(duì)學(xué)生的具體情況，年齡特點(diǎn)，興趣愛(ài)好，特長(zhǎng)等方面表現(xiàn)出更多的關(guān)心和尊重?！度珖?guó)家庭教育狀況調(diào)查報(bào)告（2018）》顯示，學(xué)生和班主任都認(rèn)為家長(zhǎng)最關(guān)注孩子的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)為家長(zhǎng)對(duì)自己最關(guān)注的方面是學(xué)習(xí)情況、身體健康、人身安全。96.2%的四年級(jí)學(xué)生和95.8%的八年級(jí)學(xué)生表示家長(zhǎng)對(duì)自己成績(jī)期望至少是“班里中等”，僅有3.8%的四年級(jí)學(xué)生和4.2%的八年級(jí)學(xué)生認(rèn)為家長(zhǎng)對(duì)自己成績(jī)的期望是“考多少名都可以”同時(shí)，四年級(jí)、八年級(jí)班主任認(rèn)為家長(zhǎng)關(guān)注學(xué)生的方面是考試成績(jī)，遠(yuǎn)高于對(duì)愛(ài)好和特長(zhǎng)發(fā)展、心理狀況、人際交往等方面的關(guān)注。然而，八年級(jí)學(xué)生最希望父母關(guān)注的三個(gè)方面實(shí)際上是興趣愛(ài)好活特長(zhǎng)、心理狀況和身體健康。

從以上報(bào)告可以看出，中國(guó)現(xiàn)在對(duì)于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的培養(yǎng)還是缺乏，由于受到傳統(tǒng)教育理念根深蒂固的影響。然而對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)、政治各個(gè)方面都要求要對(duì)學(xué)生更好地進(jìn)行個(gè)性化的培養(yǎng)。無(wú)論對(duì)于政治還是對(duì)于經(jīng)濟(jì)，都需要更多的創(chuàng)新才能更好地進(jìn)行。同時(shí)促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展不僅是國(guó)家發(fā)展的需要，也是學(xué)生身心健康發(fā)育的自然需求。因而充分尊重小學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，進(jìn)行有效的教育，使學(xué)生能夠自然地釋放天性，是他們自己形成的個(gè)性能夠充分得到發(fā)展，從而形成良好的性格是非常重要的。

而個(gè)性化學(xué)習(xí)是技術(shù)與教育高度融合的高級(jí)階段的表現(xiàn)方式，我國(guó)現(xiàn)正處于教育信息化高速發(fā)展的時(shí)期，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)已經(jīng)達(dá)到完備階段，教師的教育理念和方法也得到了很大的轉(zhuǎn)變，但是現(xiàn)在仍然只停留在了將信息化教學(xué)當(dāng)成一種工具階段，還沒(méi)能達(dá)到教育信息化與教學(xué)的真正融合。中國(guó)的信息化方向?qū)⒑腿斯ぶ悄芫o密結(jié)合起來(lái)，很多信息化的專(zhuān)家認(rèn)為，信息化的第一階段是數(shù)字化；第二階段是網(wǎng)絡(luò)化；第三階段是智能化。中國(guó)現(xiàn)在正處于網(wǎng)絡(luò)化，而網(wǎng)絡(luò)化一定會(huì)轉(zhuǎn)向智能化。所以要充分利用人工智能對(duì)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的作用。

2.2 發(fā)展人工智能教育是技術(shù)本身的要求

人工智能主要是研究開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和拓展人的智能的理論方法，技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。領(lǐng)域的研究主要包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別，圖像識(shí)別，自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統(tǒng)等[4]?！叭斯ぶ悄芘c教育的深度融合，需要從實(shí)際出發(fā)，將教育人工智能產(chǎn)品與學(xué)校學(xué)習(xí)真正融合，探索新型教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)模式、學(xué)習(xí)模式、管理和評(píng)價(jià)模式等”。下面將從人工智能的三大技術(shù)分析人工智能對(duì)于教育的作用，包括語(yǔ)音識(shí)別與情感計(jì)算技術(shù)、自然語(yǔ)言處理技術(shù)、行為服務(wù)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)。

2.2.1 語(yǔ)音識(shí)別與情感計(jì)算技術(shù)

語(yǔ)音識(shí)別是現(xiàn)在人工智能領(lǐng)域比較常用的，比如語(yǔ)音搜索一些內(nèi)容。情感計(jì)算則相對(duì)比較復(fù)雜一些，在我們?nèi)粘５纳钪?，人隨時(shí)隨地都會(huì)有喜怒哀樂(lè)的情感起伏變化，那么情感計(jì)算研究就是試圖創(chuàng)建一種能感知、識(shí)別和理解人的情感，并能針對(duì)人的情感做出智能、靈敏、友好反應(yīng)的計(jì)算系統(tǒng)，即賦予計(jì)算機(jī)像人一樣的觀察、理解和生成各種情感特征的能力。情感計(jì)算研究的發(fā)展在很大程度上依賴(lài)于心理科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)對(duì)人的智能和情感研究取得新進(jìn)展。在人工智能應(yīng)用于教育上時(shí)，“對(duì)學(xué)生的聲音、表情、運(yùn)動(dòng)、心智等情感數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別與合成、人臉檢測(cè)與對(duì)比，情感計(jì)算等技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析，以達(dá)到對(duì)學(xué)生充分的了解與認(rèn)知”。拓展教師的感知范圍。在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境當(dāng)中，即使經(jīng)驗(yàn)再豐富的教師也不可能將每個(gè)學(xué)生的情感變化都能了然于心，而通過(guò)這個(gè)技術(shù)可以了解學(xué)生的情感變化并提供及時(shí)的幫助。針對(duì)學(xué)習(xí)者的情緒情感變化，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)路徑，學(xué)習(xí)服務(wù)的推送，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。

2.2.2 自然語(yǔ)言處理技術(shù)

自然語(yǔ)言處理是人工智能的一個(gè)重要方向，語(yǔ)言是人類(lèi)的區(qū)別于動(dòng)物的本質(zhì)特征，只有人類(lèi)具有語(yǔ)言特征[5]?！坝米匀徽Z(yǔ)言與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，這是人們長(zhǎng)期以來(lái)所追求的。因?yàn)樗扔忻黠@的實(shí)際意義，同時(shí)也有重要的理論意義”。人們可以用自己最習(xí)慣的語(yǔ)言來(lái)使用計(jì)算機(jī)，而無(wú)須再花大量的時(shí)間和精力去學(xué)習(xí)不很自然和習(xí)慣的各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。而這一技術(shù)應(yīng)用到學(xué)校中，可以使人機(jī)交互便捷性提升顯著。可以對(duì)學(xué)生作業(yè)進(jìn)行自動(dòng)批改，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況做出自動(dòng)評(píng)估，為教師生成詳細(xì)的學(xué)情報(bào)告，進(jìn)而提出修正意見(jiàn)。這樣可以減輕教師的工作壓力，提高教學(xué)效率。也可以讓學(xué)生對(duì)自我評(píng)價(jià)有更科學(xué)的認(rèn)識(shí)。另外在自然語(yǔ)言技術(shù)發(fā)展成熟后，人機(jī)交互沒(méi)有障礙情況下結(jié)合智能機(jī)器的深度學(xué)習(xí)特點(diǎn)，可以更好地滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，畢竟人的能力是有限的，所以知識(shí)再淵博的教師也是術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，不能都全面了解。但是機(jī)器的能力是無(wú)限的，機(jī)器可以通過(guò)深度學(xué)習(xí)掌握更多的內(nèi)容。

2.2.3 行為服務(wù)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)

自適應(yīng)學(xué)習(xí)是指根據(jù)學(xué)習(xí)者的知識(shí)能力、認(rèn)知風(fēng)格等特征自動(dòng)安排學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)內(nèi)容，并通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者互動(dòng)的持續(xù)分析。也就是說(shuō)，任何通過(guò)不同學(xué)生的反應(yīng)而推薦不同的題目或者知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)，都帶有“自適應(yīng)學(xué)習(xí)”功能。自適應(yīng)在當(dāng)下也有部分產(chǎn)品應(yīng)用到了自適應(yīng)技術(shù)。但是在人工智能情境下的自適應(yīng)系統(tǒng)是更有深度的，更加成熟的。 搜集大數(shù)據(jù)—構(gòu)建學(xué)習(xí)模型—輸出學(xué)習(xí)建議是實(shí)現(xiàn)人工智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)的基本步驟。首先根據(jù)使用后學(xué)生留下的海量行為數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，其次得到準(zhǔn)確客觀的知識(shí)圖譜，最后，系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化后的知識(shí)圖譜，為學(xué)生匹配最佳學(xué)習(xí)路徑。人工智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用到學(xué)校中可以對(duì)小學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化特征分析、對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)評(píng)并智能推送學(xué)習(xí)內(nèi)容，個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑推薦，學(xué)習(xí)結(jié)果預(yù)測(cè)等。通過(guò)對(duì)于學(xué)習(xí)行為的智能分析，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)回顧人工智能發(fā)展的歷史，當(dāng)前政策背景的分析及人工智能技術(shù)對(duì)教育發(fā)展的作用分析可以看出人工智能教育有其發(fā)展的必要性，也一定會(huì)促進(jìn)教育的深入發(fā)展。但同時(shí)在迎接這種發(fā)展的同時(shí)，也要迎接其挑戰(zhàn)，如人工智能教育必然要依據(jù)大數(shù)據(jù)，如何更好地解決這些數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題，也要避免教育過(guò)度依賴(lài)人工智能，避免是師生成為人工智能教育的附庸等一系列問(wèn)題還需要深層次的分析與解決?？傊诎l(fā)展過(guò)程中，教育要積極運(yùn)用技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與潛能，同時(shí)直面其挑戰(zhàn)，更好地為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做貢獻(xiàn)。