人工智能助力教育

曹巍 孫昕

編者按：《中國教育現代化2035》提出，“互聯網、人工智能等新技術的發展正在不斷重塑教育形態，知識獲取方式和傳授方式、教和學關系正在發生深刻變革。”時代的巨變要求教育做出積極的回應，這種回應也呼喚和亟須從教育理論、教育哲學到教育實踐、教育技術的積極響應。當我們把目光聚焦于人工智能與教育變革時，科大訊飛股份有限公司（以下簡稱“科大訊飛”）與它在人工智能助力教與學變革的10多年的深耕實踐立刻躍入我們的視野。

科大訊飛成立于1999年，是亞太地區知名的智能語音和人工智能上市企業，在人工智能、大數據領域擁有全球一流的技術成果。從2003年起，科大訊飛進入教育信息化領域，產品覆蓋了教學、考試、管理等教育關鍵環節，進入了全國31個省級行政區及新加坡等海外市場，與全國15000余所學校建立了深度合作關系，服務師生數超過8000萬。近日，本刊記者獨家專訪了科大訊飛執行總裁吳曉如，從科大訊飛在教與學的變革路徑探索中體認到了人工智能時代背景下教育所面臨的挑戰與希望。

中國科學技術大學信息與通信工程博士。1999年作為聯合創始人創辦科大訊飛，現任科大訊飛執行總裁、公司董事，分管教育、汽車、智能服務業務。2010年獲國務院政府特殊津貼。曾多次主持、參加國家863重點項目和國家自然基金項目，先后獲得國家科技進步二等獎、信息產業重大技術發明獎等獎項。

一踏進吳曉如的辦公室，迎面而來的這位氣質儒雅、沉穩睿智的“書生”就是我們將要采訪的主角——科大訊飛的執行總裁。吳曉如本人與科大訊飛和中國科學技術大學（以下簡稱“中科大”）有著不解之緣，也正因為這份情緣，科大訊飛早在2003年起便做起了教育信息化并成為該領域的領軍企業，我們的采訪也就自然而然地從這個話題開始。

中國教師：“人工智能”是近幾年 “大熱”的領域，我們了解到，從20世紀90年代起，科大訊飛就已經著手人工智能的研究，當時你們為什么關注到這個領域？

吳曉如：科大訊飛董事長劉慶峰當年帶領我們創業時（編者注：1999年，當時還在中科大求學的劉慶峰聯合包括吳曉如在內的十幾位有技術報國情懷的同學，成立了科大訊飛），我們都還是在讀博士，對于市場需求其實是懵懂的。為什么選擇做人工智能？是因為我們所學的專業就是人工智能，比如，我的專業是語音信號處理，所以說我們做這個事情是一個自然而然的過程。我們當時做的是語音合成和語音識別，就是輸入任何文字，機器就像張開嘴巴一樣把它說出來，這種技術非常容易展示，也讓人感覺非常“酷”。所以從根本上講，我們做人工智能就是出于熱愛，并不知道這個技術日后在市場上到底有多大的價值。

創業初期，劉慶峰設想由我們做技術，別人來做公司，我們只負責把技術做好就行。當時國內語音市場還是混沌的，IBM、微軟和摩托羅拉等國際巨頭虎視眈眈。當時我們十幾個年輕人蝸居在租來的民房中，在最炎熱的夏天也舍不得買空調，在悶熱的屋子里夜以繼日地鉆研技術，有時候餓了就啃個黃瓜充饑。后來，我們發現技術和產品之間如果不能形成大閉環的話，單純做技術意義不大，這也是后來被證明的。現在很多大學都在講，把技術做好以后給企業，讓企業去產業化，但如果沒有一個很好的保障機制，產業化是很難做下去的，所以后來我們就基于語音技術創辦了企業。我們要讓機器能“聽”會“說”，因為語音是人與人之間溝通的最便捷的方式，這同樣適用于人與機器之間。自90年代中期以來，科大訊飛在歷次國內外語音合成的評測中，各項關鍵指標均名列第一。2008年至今，科大訊飛連續在國際語種識別評測大賽中名列前茅。我們的技術在國內外始終是走在前面的，我們對自己比較“炫酷”的技術有自豪感，越來越認識到未來會有很好的應用，科大訊飛的技術就是這樣一步一步做起來的。

中國教師：科大訊飛2003年前后涉足教育領域，當時是出于什么樣的考慮？

吳曉如：首先，這跟我們創業團隊的教育背景有關。早期創業團隊的幾個人都是從大學走出來的，很熟悉學校環境，有著深厚的教育情結。第二，2004年，科大訊飛遇到了一個重要的契機。當時的教育部副部長、國家語言文字工作委員會主任袁貴仁陪同中央領導同志來科大訊飛視察，他提到全國普通話水平測試面臨很多實際問題，希望訊飛的語音識別技術能夠應用于普通話考試，解決測試標準這一問題。2006年，我們從技術上解決了這個難題。自此，訊飛以普通話測評切入智能教育，也就是在這一年，科大訊飛實現了扭虧為盈。

在對普通話水平測試這個項目做分析時，我們在思考一個問題，在大班式教學的背景下，老師并不能精準地掌握學情，也很難給學生以精準和個性化的指導。從這個點出發，我們發現了兩個方面的可為之處，一是通過實時評估、反饋，可以更有效地幫助教師發現問題和糾正問題;二是可以走向個性化的教與學。那時候我們走訪很多大學推廣這套產品，他們沒有把我們當成一個企業供應商，而是把我們當成幫助他們解決實際問題的科研機構。對于大學生創業的我們來說，還是非常有成就感的。之后，逐漸形成了很好的技術應用成果，一步步進入了教育領域。

中國教師：科大訊飛提出了智慧課堂的概念，運用人工智能、大數據、云計算等新一代信息技術打造智能、高效的課堂。這樣一種產品，意味著應由懂教學、懂教師、懂課堂、懂學生的人來研發，才能保證其教育功能的實現。科大訊飛在這方面有哪些舉措？

吳曉如：的確是這樣。我們當年做普通話水平測試時，一開始就是坐在辦公室做的，感覺只要把國家普通話考試水平大綱拿來看一看就行了。但后來發現，考試到底是怎么組織的，學生到底是怎么學習的，我們并不了解，我們這時才認識到不能只靠拍腦袋來想這個問題，應該去了解應用的需求，了解各應用環節中的各個關鍵點。因此，我們就做了一系列調整，在公司內部做了相應的業務功能劃分，成立了科大訊飛技術研究院，專做技術;成立教育事業群，去了解市場需求，再將公司的核心技術結合進來，去解決應用中的問題。這幾年中，我們從北京師范大學和華東師范大學招聘了很多學教育技術專業的畢業生，以及有過教師經歷的員工，大家融合在一起，逐步地對市場與產品有了越來越深的認識。

教育產品怎么更好地服務于教師和學生，需要教育領域的專家和研究者的引領與參與，所以我們在逐漸往深處做的過程中，在機制上也做了很多改變。比如，我們聘請了一些“外腦”——從大學聘請一些知名教授，建立教育技術聯盟，借助這些知名學者對教育發展方向的把握來幫助我們建立對教育比較清楚的認識。另外，我們專門成立了“推進教育信息化應用名校聯盟”（以下簡稱“名校聯盟”），這個聯盟更接地氣，我們會把引領性的新產品首先放到這些學校中使用，他們會為我們提供很多應用體驗與意見反饋。名校聯盟最初由中國人民大學附屬中學、北京市第十二中學、合肥市第八中學（以下簡稱“合肥八中”）與科大訊飛倡議，并聯合了其他9所名校組成了教育創新協作體，后來又增加了其他省市的名校，目前，名校聯盟共有26所學校加盟。這些學校的校長會和我們定期開會，探討新的教育動向和需求。比如，新課標背景下，教育教學方式應做哪些改變？怎樣促進學生的自主學習？怎樣通過評價更好地促進學習？

中國教師：您在“2018全球人工智能與教育大數據峰會”上提出，“未來，在人工智能技術（AI）成熟的條件下，每個孩子都能像太子一樣讀書”，就目前的產品結構而言，科大訊飛能否逐步實現“教育+AI”

和“像太子一樣讀書”這樣教與學的愿景？

吳曉如：古代太子讀書時，需要不同的師傅與陪讀，多個人以學習者為中心，幫助學習者實現最有針對性與個性化的學習。我們在教育領域的應用產品，基本上覆蓋了教、學、考、評、管這幾個方面，就是圍繞著學習者在發生學習行為時所需要的各種支持來設計的。

對于“教”來說，我們聚焦于兩點，第一是給教師提供優質的教學資源，我們和很多出版社都建立了比較深度的合作關系，基于課標和課本，把精品資源和教學大綱進行非常深度的匹配。我們還專門設立了教學資源部，與外圍聘請的很多名師共同研究和審核。我們為教師提供的課件中包含各種多媒體的素材，有助于教師將知識點講解得更清楚。第二是幫助教師及時了解學情，達成以學定教。比如，在教完知識點后，老師可以通過我們的智慧平臺下發測試題目，學生在做完題目后實時上交平臺，我們的人工智能就可以在后臺做出自動的判斷，清楚地顯示哪些題目、哪類知識點掌握得比較好，哪些還有欠缺，并且快速生成數據報告，依據這些報告，教師可以很清楚地了解哪些知識點可以略講，哪些知識點還需要重點講解，課堂效率會大大提高。在為教師減負呼聲越來越高的今天，可以說，這項產品與服務是有助于實現教師減負增效的。

合肥八中有一位老教師，最初并不喜歡使用我們的網上閱卷系統。但是有一次，他在閱卷時斷網了，當時已是晚上8點多鐘，他想方設法找到了信息課老師幫他把網絡調通了，之后他一直加班到晚上10點多鐘才改完卷子。信息課老師問他為什么非要堅持在網上改卷子，他說：“網上改卷子改得更快樂。更重要的是，第二天講課時，如果沒有網絡生成的報告，我會很不習慣。”

在“學”這個環節，我們都知道，往往一個班的學生做的作業都是一樣的，實際上大部分學生是在花很多時間重復性地刷自己已經很熟悉的題型。對于這種情況，我們可以做兩個層面的事情。第一個層面是數字化，通過數據就可以知道學生做的這些練習題存在哪些問題。第二個層面要更深入一些，就是知識圖譜。我們設計了個性化作業系統，比如，學生做了五道題，有兩道題錯了，我們就在后臺構建一個知識圖譜，通過知識圖譜告訴他哪些知識點掌握得好，哪些知識點掌握得不好。假如一個班有50個人，那么這個班就會有50份不同的作業。對學生來說，確實為他們節約了大量時間。如果說我們產品的“教”的功能可以幫助教師減負增效，那么我們產品的“學”的功能則可以幫助學習者減負增效。21世紀是學習的時代，我們的產品與服務牢牢地抓住“學”的本質，也就是抓住了教育的命門。

在考核與評價方面，我們和教育部考試中心共建了聯合實驗室，探索信息技術和人工智能技術解決大規模教育考試的難點問題，提高未來高考題庫的建設。目前已經有很多省份在人工審閱完語文和英語作文題后，要用科大訊飛的機器做質檢，如果對于某一份試卷，人與機器的打分之間有比較大的差距，就會把它挑出來重審。因此，我們的技術在為高考保駕護航。

當然，在這個領域進入得越深，我們就越發現還有不少的問題需要去進一步地研究。比如，教育改革倡議要注重學生的學科能力、學科素養，那么到底怎樣去度量，這是一個比較麻煩的事情，完全通過老師的經驗判斷是有問題的。所以我們要把知識圖譜構建得更加完善，要多元化、多層次，不僅包含學科知識、學科能力，還要包含學科素養。

再比如，我們現在提供的工具化的教學資源，怎樣和教學的實踐結合起來，在一定意義上，這與教師未來的產品使用或者和教師的發展培訓都有比較大的關系。比如，我們可以對英語寫作做自動閱卷，但是機器可以發現一些表象的問題，對于深層次的文章立意等方面還是需要教師去把握，所以機器是作為教師助手的角色在發揮作用的。那么在教學中，機器怎樣做教師的助手、怎樣去配合教師實現教學目標，還是有很多課題需要進一步深入研究的。

中國教師：教育均衡化是我國教育體制改革的重要聚焦點。您曾經提出“人工智能技術也讓教育扶貧更聰明”的觀點。人工智能產品與教育扶貧結合是一項開拓性事業，科大訊飛在這方面進行了有益的探索。人工智能技術與課堂融合對推進教育均衡化發展有什么創新意義？

吳曉如：中國的優秀學校和薄弱學校之間的差距非常大。我們第一個考慮的就是怎樣給薄弱校的教師提供優質的教學資源，在工具性屬性比較強的數據的幫助下，給老師提供一些難度不大的培訓，幫助他們提高教學能力。比如我們提供了一些微課視頻，就能幫助薄弱校教師更好地備課，能夠把一些重要的知識點更加清楚地講解出來。我們考慮的第二個問題就是優秀學校的教學資源怎樣和薄弱校的教學資源進行嫁接，嫁接過程中，人工智能就可以起到比較重要的作用。過去曾經搞過簡單的電視教學或遠程課堂，把優秀學校的教學視頻提供給薄弱校教師學習，對這種方式，薄弱校師生反映他們的參與感不強，時間長了效果就不太理想。現在，我們在遠程課堂上加了一個互動式的設備，就可以實現“雙師課堂”。比如，安徽省金寨縣天堂寨同心小學（以下簡稱“同心”）地處大別山腹地，是天堂寨的中心小學，教師相對充足，課程能開設齊全，但其下屬的7個教學點地處偏遠村落，每個點平均只有20多人，師資力量嚴重不足。于是同心小學與合肥市南門小學（以下簡稱“南門”）結對共建。基于我們的“智慧空中課堂”，南門的教師可以在本校上課的同時，也給同心和其教學點的學生進行遠程授課，還能對同心的學情進行數據分析，實時調整教學策略。這樣，同心中心校和其教學點的學生，就能夠與優質校同享優質教學資源。這種模式為教育扶貧提供了可資借鑒的方法。

中國教師：最后，請您談談人工智能在教育領域下一步的著力點。

吳曉如：教育的問題博大精深，很多事情是螺旋式地前進，每過一段時間，我們就會感到自己好像什么都不懂了。科大訊飛與北京師范大學共建了“中國基礎教育質量監測協同創新中心”，承擔我國首個教育教學國家級大數據項目 “基礎教育大數據研發與應用示范工程”;2019年，我們又與中國教育技術協會和清華大學一起組織成立了“人工智能專委會”，開始確定一些課題，由不同的學者或者不同的學校來和我們一起做。我們覺得教育技術問題不單單是一個技術性的問題，而是一個教育和技術的融合，或者更多地偏向教育方面的問題。比如，隨著人工智能時代的來臨，孩子們現在應該培養什么方面的能力，以后要學什么專業，未來就業會發生哪些變化，很多人都在研究。我認為，在孩子成長過程中，應該具備一些人工智能方面的素養，機器能做得很好的事情，就交給機器去做，人沒必要跟機器去競爭，機器應該成為人類非常好的工具。我們要多花些精力、時間探究一下人工智能素養到底有哪些要素，如何提升這些素養，這將是具有非常重要的價值與意義的大課題。

后記

科大訊飛總部園區坐落在安徽省合肥市高新區，現有1萬多名員工在此辦公。這里有一處靜謐、溫婉的人工湖，每天午餐后，員工們都會來這里漫步、小憩。垂柳、堤岸、倒影與高速、數字化、科技毫無違和感地共生著，員工們為這個湖取名“聆聽湖”。

科大訊飛保持了20年的創業初心是要實現“讓機器能聽會說，能理解會思考”，讓機器能聽會說，前提一定是讓人能聽會說，所以，“聆聽湖”的存在似乎在向人們昭示著科大訊飛并未明示的一種哲學與思考。在產品大量進入學校后，科大訊飛便在每個區域派駐了服務運營經理，為學校解決應用過程中出現的問題，以及向技術研發部門反饋真實問題，以這種方式實現了產品與用戶、人與技術之間的聆聽與對話;在年輕的員工們認可企業文化之后，更多展現的是一種對企業與個人命運共同體積極的期待與建設性的融入，實現了個體與團隊之間的聆聽與對話;科大訊飛信奉“頂天立地”的精神，用技術頂天、產品立地，這是一個技術驅動型的企業與社會回饋之間的聆聽與對話;科大訊飛智慧課堂的APP終端為未成年學生設置了技術屏障，避免了外網不分級信息對于未成年人的不良影響，綠色課堂改進了終端設備，將內容從手機轉到了大屏幕，并設計了護眼濾屏，實現了資本利潤與企業良心的聆聽與對話……

在即將結束本文寫作時，筆者突然意識到由本土博士創辦的科大訊飛的成長與創新的歷程本身，似乎就是對“什么是成功的教育”這樣一個問題的回應，甚或可以嘗試著回答著名的“錢學森之問”——“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”科大訊飛是全國首個大學生創業上市企業，曾兩次榮獲“國家科技進步獎”和中國信息產業自主創新榮譽“信息產業重大技術發明獎”;2017年6月，《麻省理工科技評論》發布2017全球50大最聰明公司榜單，科大訊飛首次入榜，并名列全球第六、中國第一;2017年11月，科大訊飛入選首批國家四大“新一代人工智能開放創新平臺”;2017年12月，科技部明確依托科大訊飛建設認知智能國家重點實驗室，這是我國在人工智能高級階段——認知智能領域的第一個國家級重點實驗室。科大訊飛始終以聆聽與對話的姿態，為人工智能時代來臨之際的教育形態帶來一種新的可能性——智慧的教育是能“聽”會“說”的。

責任編輯：解意