汪棟　謝敏

摘 要：在新技術時代快速發(fā)展與經濟社會需求快速推動的雙背景下驅動，信息技術，信息技術疾步邁向智能化階段。人工智能作為信息技術發(fā)展的深層階段，給各層級教育事業(yè)的發(fā)展帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。基于對人工智能相關概念的梳理，文章從技術延伸的維度回顧了人工智能三個階段的發(fā)展歷程。與此同時，從不同層級教育事業(yè)改革的路徑選擇出發(fā)，探討了人工智能在中小學教育、高等教育和特殊教育領域中的技術應用，并針對人工智能在教育應用中存在的問題提出相應的解決方案。

關鍵詞：人工智能;教育改革;技術創(chuàng)新

一、人工智能的發(fā)展沿革

“人工智能”（Artificial Intelligence）最初是由約翰.麥卡錫在1956年所提出的一種針對計算機應用于人類行為的智能模擬。通過經過近幾年的發(fā)展，運算力、數據量和算法模型構成了人工智能的核心驅動力，共同為云計算、大數據分析和深度學習提供了強有力的工具支持（茹麗娜，2019;梁迎麗，2018）。人工智能在經歷六十多年的改革創(chuàng)新，其技術得到發(fā)展和沉淀，日臻趨于成熟、完善。隨著人工智能與語言學、仿生物學等領域的結合，其在實踐應用范圍也擴展到自動化程序設計、智能翻譯系統(tǒng)、航天應用以及各階段教育改革等領域。

（一）人工智能的起步階段（1956-1980）

“人工智能”一詞于1956年首次提出，它是“人工智能”這門新興學科誕生的標志。上世紀70年代，人工智能由誕生到第一代機器人和智能軟件的出現使得人工智能進入熱潮，然而由于后期計算機計算能力、資金的限制，人工智能階段逐漸走向寒冰時期。

（二）人工智能的推廣階段（1980-1990）

到九十年代中期開始，網絡神經技術的發(fā)展以及人們對于人工智能技術的理性認識，人工智能步入平穩(wěn)發(fā)展階段。1997年IBM計算機系統(tǒng)“深藍”戰(zhàn)勝象棋冠軍卡斯帕羅夫這一轟動事件再一次將公眾視角轉回人工智能領域。在這一階段，人工智能技術沖破資金限制，軟件技術得到提高，人工智能步入產業(yè)化。

（三）人工智能的技術深華階段（2000s-至今）

2006年HintonTICUH “深度學習”的神經網絡的出新、2011年美國蘋果公司智能語音控制系統(tǒng)Siri問世，2012年谷歌公司無人駕駛汽車上路實驗，使得人工智能技術得到發(fā)展性創(chuàng)新。2019年福建長樂舉辦的世界人工智能圍棋大賽中“星陣”四站全勝，使得人工智能熱潮迅速興起。在這一階段，深度學習被提及，語音和視覺系統(tǒng)實現突破，應用場景顯著增多，人工智能進入一個前所未有的爆發(fā)期。

二、人工智能在教育領域中的技術應用

近年來，人工智能技術在智能圖像識別、智能醫(yī)療技術、智能教育、5G網絡等多領域方面應用進入紅利期，其中最具有代表性是教育領域。同時政府加大對人工智能與教育的深度融合，編寫和頒布了《中國智能教育發(fā)展方案》、《北京共識》等一系類方案和報告，大力促進教育領域的創(chuàng)新變革發(fā)展。

（一）中小學教育階段人工智能的技術應用

1.走進人工智能課堂。日本研究院Hiroshi教授于2004年開發(fā)一名人形機器人Saya以接待員的身份在東京的一所小學教室內使用，Saya具有一系列舒展柔軟的合成皮膚，具有喜怒哀樂的面部表情，同時可以利用多種語言呼喚學生姓名并給出基本的課堂控制命令（比如上課、坐下）。將機器人引入課堂不僅能夠活躍課堂氣氛、增添課程多樣性，同時能夠提高孩子的學習興趣，提升學習效率。

2.構建智能教育系統(tǒng)。一般來說，中小學學校、教師以及學生在整個教學過程中會產生各種大量知識教育數據，如何將龐大的教育數據有效利用，就需要構建智能教育系統(tǒng)來進行操作。在中小學學校數據保障及系統(tǒng)安全上，針對學生和家長的需求和密碼等級設定不同權限級別，通過利用手機等終端，可以登錄系統(tǒng)對有關學習教育知識進行了解和學習;在中小學學校資源教學和管理系統(tǒng)上，教學資源系統(tǒng)發(fā)布政府的教育方針與政策，審核并管理學校和教師的資格，整合各種教學資源。

3.提高個性化教學效率。一款“個性化學習手冊”在上海北虹高級中學課堂上，正在幫教師有針對性的教學。所謂的個性化學習手冊是基于校內日常學業(yè)數據分析，借助于大數據平臺，查找學生薄弱點，為每位學生定制一套專屬個性化學習方案，全面提高學效率。這種教學方法更具有針對性，教育模式更具創(chuàng)新性，以更高效、便捷的方式更好地服務各級教育管理者。

（二）高等教育階段人工智能的技術應用

1.招收學生方式新型化。創(chuàng)建預測最有可能被接受和注冊的申請人的算法來改變大學招募國內和國際學生的方式，不僅考量學生的學生成績，更加考慮分析學生可能取得的研究成果、所屬的國家地區(qū)等個體特征因素，挑選出最有可能進入學校的學生，改變傳統(tǒng)單一成績化招生方式。

2.入學注冊流程個性化。通過定制個性化入學流程，可以加快學生管理流程，通過系統(tǒng)識別學生期末成績，對掛科學生給予警示，可以督促學生學習，起到監(jiān)督預測作用。

3.學校財務系統(tǒng)智能化。建立個性化和頻繁的文本消息以及便捷的通信，可以識別可能屬于“夏季融化”類別的學生，允許員工創(chuàng)建干預策略，實現教育財務系統(tǒng)智能化發(fā)展。“夏季融化”是指一些雖在開學前已交報名費用，但不具有九月份開學報名資格的學生。

（三）特殊教育領域人工智能的技術應用

在過去十年中，人工智能技術被視為提高特殊教育學習者學習生活質量、滿足特殊教育需求的一種最有效的方法。這里所說的“特殊教育需求”主要指導致學習出現問題的各種困難。

1.診斷過程。特殊教育領域中的孩子因其自身先天疾病，使其學習具有困難隱含性特征，通過AI技術的使用可以確定這些特殊孩子是否具有教育需求，診斷學習過程所會遇到的障礙。Hernández等人（2009）引入了SEDA（英語學習困難專家系統(tǒng)），通過評估學生的心理特征來診斷兒童學習基礎教育中存在的困難。2014年Rebolledo-Mendez和Freitas展示了便攜式腦波圖（MS），通過進行腦波參數的實時測量診斷來檢測特殊學生的注意力程度。人工智能技術與特殊教育的融合使得特殊教育更具有靈活性。

2.干預過程。人工智能系統(tǒng)在特殊教育的重要應用，首先是對特殊孩子的學習過程進行有效診斷，其次是針對診斷后的階段進行過程干預，兩者相互結合，在特殊教育領域發(fā)揮積極作用。Schipor等人（2003）嘗試使用模糊專家系統(tǒng)創(chuàng)建基于計算機的語音治療（CBST）系統(tǒng)，以幫助學習者克服語言障礙;Drigas等人（2008）提出來“Dedalos”項目，對聽力受損人士的學習者進行的語言能力的審核和評估，以測評是否適應電子教育內容?？梢钥闯?，人工智能的應用能夠準確識別有學習困難的學生，整合特殊用戶行為，引導他們實現學習目標，幫助特殊用戶進行正確的學習診斷并且選擇最合適的學習方法。

三、人工智能在教育應用的困境

（一）各學段課程設置單一化

在中小學九年義務教育中，學生的時間已被語數英這種所謂的“正規(guī)課程”所占據，應試化教育下單一課堂普遍存在，學生對于人工智能方面的知識了解甚少，同時人工智能教材尚未有確切編寫方案，究竟是全國統(tǒng)一編寫還是因地制宜各省編寫，還需要進一步研究。

（二）師資培養(yǎng)、培訓機制建立不成熟

人工智能走入中小學教學課堂，不僅需要考慮到學校的參與程度，更需要相關師資力量的儲備。目前我國在中小學人工智能方面專業(yè)化師資培養(yǎng)體系尚未建立，一線教師在知識儲備、教學方法、實踐經驗方面嚴重欠缺，我國也并未出臺相關的專業(yè)發(fā)展指南，師資培養(yǎng)機制建立不完善，導致其培養(yǎng)路徑不穩(wěn)定。

（三） 校內校外課程實施環(huán)境不支持

中小學人工智能的開設除了必要的課程體系、師資力量等要求外，良好的內外部環(huán)境支持也是必要的。美國等西方發(fā)達國家在中小學開設的跨學科綜合課程中就包含人工智能的內容。此外，營造良好的課程氛圍，開設各種人工智活動，培養(yǎng)學生興趣愛好也是需要的。美國許多私營學校已經開設人工智能培訓課程，提供智能化的學習環(huán)境。而反觀我國，中小學的應試教育已根深蒂固，教育的大環(huán)境已使得人工智能深入課堂教育舉步維艱。

（四）辦學理念和人才培養(yǎng)目標更新不及時

人才培養(yǎng)的時代內涵會隨著社會經濟、科學技術的發(fā)展而不斷更新（李小英，2014）。傳統(tǒng)以專才模式的培養(yǎng)目標已不符合現代化社會全方位發(fā)展的需要，兼?zhèn)淇茖W素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的復合型人才才是智能社會發(fā)展的需要，然而我國對于高等教育人才培養(yǎng)及辦學理念在一定程度上仍然存在滯后性。

四、人工智能在教育領域技術應用的策略

（一）構建各級教育合理化課程體系

針對目前中小學生設置的“填滿式”的課程教育安排以及單一式的教育內容體系，學校應多元化安排教育知識體系，積極引入人工智能進課堂;政府應綜合考慮制定合理規(guī)章政策來保證人工智能學時充分性，在法律層面為學校合理設置課程體系提供可靠擔保。

（二）加強師資能力的全面建設

根據不同級別、不同類別的教師特點，開展不同的教師模式培養(yǎng)模式，學校針對人工智能在教育領域的廣泛應用，應要求老師在理論了解以及實踐應用等方面具有豐富的基礎知識儲備。同時政府應出臺各相關的專業(yè)培養(yǎng)指南，明確規(guī)劃教師未來職業(yè)發(fā)展方向。

（三）構建人工智能利于實施的內外部環(huán)境

國家層面，將人工智能教育提升到戰(zhàn)略層面，將其編入教材，設置人工智能相關課程，建立有效嚴格的學校管理考核機制，確保人工智能在中小學教育課程的有效實施;社會層面，鼓勵公眾力量參加到人工智能的體驗中，制定和實施參與人工智能活動的管理辦法，規(guī)范校外各種人工智能的培訓機構，正確引導家長和學生理性對待人工智能培訓課程。

（四）更新高校人才培養(yǎng)目標和辦學理念

高等教育人才培養(yǎng)模式變革的前提和基礎是人才培養(yǎng)理念和目標的更新，明確與時俱進的人才培養(yǎng)目標是高校人才培養(yǎng)模式的重要基石（趙智興等，2019）。及時更新高校人才培養(yǎng)目標以及培養(yǎng)模式，需要政府、社會和高校相互協調、共同作用。政府層面，要立足高等教育的本質，結合我國新時期新經濟下高等教育的特質，結合人工智能在當今社會的發(fā)展需求，政府自上而下統(tǒng)一步調，適時調整高校人才培養(yǎng)理念與目標;社會層面，各企業(yè)應該積極、主動地通過校園招聘、互聯網招聘等形式，并且借助人工智能時代大數據分析，及時地向高校反映出所稀缺的人才，為高校人才培養(yǎng)目標的更新提供有力的支持;高校層面，根據自身高校的辦學特點，考慮社會企業(yè)對于人才稀缺的反饋，合理規(guī)劃教學課程和教學體系，人才培養(yǎng)目標和辦學理念要與時俱進。

五、結語

文章通過對相關文獻的梳理發(fā)現，人工智能概念并未有完全定論，其概念理論隨著研究者的開發(fā)和人工智能的發(fā)展也隨之擴大。本文回顧了人工智能的發(fā)展歷程，展現出人工智能發(fā)展速度之快。人工智能正在憑借其智能化、專業(yè)化以及個性化等特征推動著我國教育信息化的快速發(fā)展，在中小學教育、高等教育和特殊教育領域發(fā)揮重要作用。當然，在教育信息化推動的過程中存在很多問題需要探討，如教育課程體系不完善、人才培養(yǎng)理念與時代發(fā)展特點不匹配等問題。面對全球信息化速度加快以及人工智能的普及推廣，教育必須積極主動地調整自身發(fā)展，利用現有的技術優(yōu)勢和巨大潛能，更好地為未來時代發(fā)展做準備。

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基金項目：本文是南京房地產學會“研究生創(chuàng)新基金項目”《南京市學區(qū)房溢價估計及改革路徑研究》課題階段性成果，獲得南京財經大學“教學學術與專業(yè)學術的融合”教學團隊建設項目的支持。

作者簡介：汪棟（1987- ），男，安徽滁州人，南京財經大學公共管理學院副教授，研究方向：教育經濟、教育財政;謝敏（1994- ），女，山東臨沂人，在校碩士研究生，南京財經大學，研究方向：教育經濟與管理。