智慧教育之探索

王銘軍

摘要：該文通過分析教育應用的發展趨勢，介紹了教育應用的發展狀況，在深度學習技術越來越發展的今天，教育應用要堅持與人工智能深度融合，改變現有人才培養和教育模式，開啟智慧教育時代，針對不同的學習者推送個性化的學習內容，以教育應用為載體，大力發展自適應教學，從而提升人類的人工智能素質，為社會的進步發揮應有的作用。

關鍵詞：深度學習;智慧教育;教育應用

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2018）34-0102-02

1 引言

智慧教育應用不斷涌現是基于人工智能相比于上世紀之長足的進步而發生的，盡管很多理智的人們認為，目前人工智能還處于初級階段。教育應用的場景非常豐富，比如，教育管理與決策、教學事務管理、校園事務管理、學生事務管理以及學生評價與考試測評等等。在面向機器人教育編程應用方面，很多企業推出了可視化編程的機器人教育產品，這些機器人可以通過編程實現與機器人互動，同時還可以制作成手機APP應用來控制機器人，而且還利用語音實現人機之間的交互[1]。在教學方面，出現了智慧導學系統應用，可以作為教學助理系統應用于課堂教學中，回答學習者提出的問題。同時，基于教育大數據，了解學習者的知識水平、學習層次和興趣愛好，從而為學習者提供個性化的服務。

近幾年來，隨著深度學習發展，人工智能越來越受到人們的關注，其與教育應用相融合的程度也越來越緊密，并展現出廣闊的前景。一些學者認為人工智能+教育將會是未來教育和在線教育發展的方向，并認為機器學習、深度學習等人工智能技術將深度進入中國高等教育領域，并影響未來中國高校人才的培養。

2 智慧教育應用的發展

通過近幾年的發展，深度學習技術與教育應用融合已經是不可逆轉的趨勢，而且越來越多的教育應用如雨后春筍，這些教育應用主要覆蓋以下幾個方面[2]：

1）跟蹤學習者學情

這類教育應用是基于深度學習算法對學習者的各類學習情況數據進行跟蹤學習。其實質是通過了解學習者對知識學習和掌握的過程或者進度，來盡可能推測出學習者未來所獲得的學習成果。當然，這一預測過程如果按傳統的方式——建立數學模型來進行跟蹤預測是一個很有難度的事情，由于人類的認知機制是非常難以建立數據模型的，這是人類的思維復雜性決定的，而如果采用簡單的數學模型常常無法準確預測。而在深度學習中有一種算法RNN，這種算法可以接受時間上的維度，通過以時間為線索對學習者學習知識的前后差別情況進行學習，從而跟蹤學習者不同時間段的學習情況，最后預測學習者下一步學習進程。

2）教學者之智能助理

由于教學者工作繁忙，還要花費許多時間用于解答學習者的各類問題，而這些問題中許多是重復或相類似的問題，因此，有學者研究并開發了用于解惑的教育應用，可以非常快速準確地通過論壇或電郵回復學習者的相關問題，這一教育應用類似于問答機器人。其實，本質上該應用是基于深度學習技術，通過問題和相應回復的學習，形成深度學習模型，利用模型準確回答問題。

3）智能測評系統

考試的測評是一個很繁瑣的過程，傳統的人工考試測評是基于人工進行測評，由于人的主觀性以及客觀條件的影響，可能或多或少會產生一定的測評錯誤，而測評錯誤對于學習者來說是不公平的，可能對學習者造成傷害。因此，利用人工智能技術研發智能評測系統就是一個很有意義的工作。目前，很多相關的教育應用在人工智能技術的支撐下得以研發。如，利用深度學習技術的智能機器閱卷應用系統，可以對中英文作文題進行批閱。這樣的教育應用是很有挑戰性的，對于中文母語作文來說，不僅要判別作文中的文字、用詞以及語法進行評判，而且還要對作文的立意、段落的銜接以及文章的通順等更復雜的情況進行判別，這確實是一個很難完成的工作，然而，通過深度學習技術已經可以初步達到這樣的評測。

4）語言學習輔助

將人工智能技術應用于不同語言之間交流方面已經不是什么新聞，這樣的教育應用很多。如，百度翻譯，谷歌翻譯，以及有道翻譯等。這些教育應用不僅提供不同語言之間的翻譯服務，還可以進行語言學習，如，背單詞，訓練口語以及實時翻譯等等。隨著語音識別技術的發展，通過語音合成技術就可以直接進行有聲翻譯了。所以，現在的語言學習可以利用機器來進行學習，不僅方便，而且不厭其煩。

深度學習+教育的各類應用還將不斷出現，在未來隨著人工智能技術的不斷發展，教育應用必然越來越個性化、自適應化和自學習化。

3 深度學習是教育應用之創新動力

每一個時代有這個時代的象征性標志，正如蒸汽機的產生標志著人類進行工業化時代一樣，人工智能技術的廣泛應用標志著人類進入了新的一次工業化革命。上一次工業化革的是簡單手工業勞動者的命，而這一次工業化革的是一切非智能化的Things的命。隨著時代的發展，將會有越來越多的智能化設備來取代人類的體力和腦力勞動，教育應用領域應該順應時代的要求，不斷地加強各類教育應用的研發，提升人類整體素質，推動整個教育系統的提升和變革，為人類的教育事業提供新的發展方向和機遇。所以，在這個時代，教育應用應該著重注意提升以下幾個方面的發展[3]：

1）加強人工智能與教育應用的融合力度

教育應用的智能化是必然趨勢。這種趨勢是建立在人工智能與教育應用深度融合的基礎之上的。教育應用必須挖掘人工智能技術的潛力，加大二者的融合力度。教育應用智能化能更大程度地幫助用戶達到預定的目標，同時還可以代替簡單重復的人類大腦思維，從而為教育教學活動增加智能的支撐。這些支撐體現在：使教育管理人員從繁忙重復的數據分析和統計工作中解放出來;使教育工作者從機械重復的批改試卷工作中解脫出來;使教學工作更個性化、更適合學習者的特點，從而達到精準化教學、個性化和自適應學習以及高效率地練習。

2）加大教育應用在教育教學中的應用，變革現有教育理念

從政策和技術角度鼓勵智能化教育應用的推廣和落地，改革現有的教育教學模式和理念，基于智能化教育應用來創新教育教學模式。改變目前教學模式，教學者課堂上課模式可以多樣化，如課前、課中和課后利用智能化教育應用進行教育教學，發揮人工智能的能動作用，一方面增強學習者學習的興趣，另一方面增強學習的多樣化和多樣性特征，使學習者在輕松愉快中學習，在高效合理中進行學習活動，將精力盡可能地用于創新的思維活動，避免簡單單調的死記硬背的傳統學習方式。

3）充分利用智能教育應用，著重開發創新能力

創新是社會發展的不竭動力，創新是人類特有的精神活動。因此智能教育應用應該充分挖掘學習者的創新能力，開發學習者的創造動力，并且讓學習者掌握創新方法，培養學習者創新思維方式。教育應用重點要教育人類學習人工智能所不能的領域。在人工智能技術中，要充分利用強化學習這一技術，突破人類的認知限制，開拓一個個嶄新的領域。因此，教育應用要起到開啟人類智慧，擴展人類學習的創新發展模式的作用。

4 結語

在深度學習技術越來越發展的時代，教育應用要堅持與人工智能深度融合，改變現有人才培養和教育模式，開啟智慧教育時代，針對不同的學習者推送個性化的學習內容，以教育應用為載體，大力發展自適應教學，從而提升人類的人工智能素質，為社會的進步和人類的進步發揮應有的作用。

參考文獻：

[1]萬海鵬，汪丹. 基于大數據的牛頓平臺自適應學習機制分析——“教育大數據研究與實踐專欄”之關鍵技術篇[J]. 現代教育技術， 2016， 26（5）：5-11.

[2]劉勇，李青，于翠波. 深度學習技術教育應用：現狀和前景[J]. 開放教育研究， 2017，23（5）：113-120.

[3]王亞飛，劉邦奇. 智能教育應用研究概述[J]. 現代教育技術， 2018（1）：5-11.

[4]祝智庭，彭紅超. 深度學習：智慧教育的核心支柱[J]. 中國教育學刊， 2017（5）：36-45.

【通聯編輯：王力】