淺談AI+教育的應用與發展

(蘇州經貿職業技術學院，江蘇 蘇州 215021)

0 引言

AI就是人工智能(Artificial Intelligence)的英文縮寫，屬于計算機科學的一個分支。人工智能在教育領域的應用，早在數十年前就開始了，一直到現在都是研究的熱點。AI+教育還可以細分為K12、語言培訓、職業教育等很多具體的領域，無論是哪個領域的應用，在我國的市場都是很火爆的，尤其是語言(英語)培訓和K12教育這兩方面。目前，AI技術應用到教育領域已經基本覆蓋“教、學、考、評、管”方方面面。AI這個新興的技術，未來將如何改變教育行業，充滿了未知性和挑戰性。

1 AI+教育發展的現狀

我國在2014-2016年才開始探索AI教育的應用。這2年，最先利用人工智能技術在教育領域探索的企業經過不斷的努力，已經開發出自己的AI教育產品并得到廣泛應用，享受到了AI 帶來的紅利，我國AI教育的市場規模也開始大幅度增長。據Frost Sullivan統計數據顯示，2018年，我國AI教育市場規模達1 034億元。

在AI技術在教育中應用的場景來看，最為核心的關鍵賽道應該是自適應學習。自適應學習是將AI技術和學生的練習數據相結合來分析學生對知識的掌握程度，以精準發現知識掌握的薄弱環節，有針對性地提供個性化的的課前預習、課中學習和課后復習、練習計劃。代表性的產品有松鼠AI、悉之教育、科大訊飛學習機等。自適應學習甚至可以直接替代或部分替代老師，用技術優化教學中的核心要素，未來有可能將從根本上改變教學理念和教學方式。

2 AI+教育給我們帶來的好處

2.1 解決中國教育資源不均衡問題

2.2 可以降低中國家庭的教育支出

中國大陸的家庭平均教育支出(從小學到本科)達4.29萬美元，位居全球第六；從1985-2012年，中國教育支出占家庭總收入比重上升了13倍，達到30%，遠高于美國的1.6%；中國家長對教育的重視程度和付費意愿極高，教育科技發展潛力大。AI+教育的出現，將內容、教師與助教進一步分工提升了規模化，成本就降低了，從而平均到每個付費用戶，費用相比去實體機構進行傳統教學大大降低。例如現在學外語，如果能極致地利用到各種AI+教育產品提供的資源，根本無需花大價錢去上價格昂貴的實體培訓班。

2.3 有助于提高學習效率

AI+教育憑借其獨特的優勢，在互聯網普及的今天，讓我們的學習更加簡單、有效。以初中數學教學為例，初中數學大概300多個知識點，某AI+教育產品把它拆成了3 400多個學習點和知識點，通過這樣細致的知識的拆分，我們再把這些知識點重構成知識地圖。然后通過軟件檢測，測試系統就能夠測出學生到底是哪些問題沒有很好地進行掌握，然后精準推送學習內容、智能測評查漏補缺、自動調節習題難度等個性化學習和教學的功能，進一步促進學生對知識的理解和掌握，從而大大提高學習效率。

3 AI+教育發展面臨的挑戰

3.1 教育數據的數量不足與質量不高

AI+教育要真正做到因材施教，需要對每個學生進行個性化分析，這就需要AI跟蹤記錄完整的教學與學習數據，人工智能只有從大量的數據中多層次、多精度、多情境地去分析教學與學習的特點，才能輔助教學。但目前在教育領域，尤其是公立學校，并沒有足夠的技術手段來進行教育和學習數據的記錄，這就無法為人工智能提供足夠的數據支持。而人工智能最核心的不僅是算法，還需要數據，所以對整個教育培訓行業來說，最缺的就是數據。其次，由于教育行業本身存在數據標準不一致、數據采集不完整等問題導致數據質量不高。只有高質量的數據集才可以提升機器學習的效率及其精準性，從而更好地為學習者提供個性化服務。目前教育數據還沒有形成統一的標準，教學與學習過程產生了大量的文本、圖像、聲音、影視、超媒體等半結構化與非結構化數據，其格式各種各樣，并沒有固定的標準。另外，大數據時代新媒體的便捷性、海量信息內容的離散性、學習者閱讀方式的隨意性以及學習時間的零碎性使學習者獲取的知識更加碎片化，學習的碎片化進一步加大了人工智能獲取高質量數據的難度。

3.2 教育數據捕捉容易引發隱私安全問題

互聯網時代，隱私是人們最為關心的事，往往這也是常常會引發信任危機的主要原因之一。據至頂網消息稱，新東方教育科技集團信息安全負責人楊寧曾說新東方每月遭受的應用層攻擊(如掃描、SQL注入等攻擊嘗試)高達上千萬次。這種外部攻擊的風險和內部教育數據的泄露一直是造成學員和家長信任危機的主要原因。因為在人工智能主導的智慧課堂上，AI要做到因材施教，就需要不停地捕捉學生的各種動態，而那些不斷被AI收集的大數據，很可能會從教學系統里被盜取或泄露，那么根據這些數據有可能解析出某個人是誰，那就毫無隱私可言了。

3.3 教師對AI存在抵觸心理

隨著人工智能產品的日益更新，一直流傳一種說法，就是“未來10年可能超過50%的工作會被人工智能所取代”。現在AI+教育產品發展如火如荼，更是引發了部分老師擔心被替代的恐慌。于是即便在如今AI+教育產品已經開發出來，形式也多種多樣，但事實上這些利用人工智能技術可以提高學習效率的高科技產品并沒有走進校園。學校里還是沿用幾十年前傳統的教學方法，老師授課、學生聽講、回去作業這樣的流程在延續。甚至是為了和人工智能效用相比拼，加大了家庭作業的量，使得學生回到家里為了完成作業，也沒有空余的時間來使用這些AI+教育產品，這就成了教育的悲哀。

4 AI+教育發展的幾點建議

4.1 大力推廣人工智能教育以獲取樣本量

只有足夠的學生使用AI+教育產品，從而產生數據量，人工智能技術才能不斷的優化算法，因為數據的積累是人工智能技術和大數據技術最優運行的基石。而且企業樣本數量的選擇，需要從一二線城市到三四線城市甚至五線的縣域城鎮都必須有可以抽取的樣本。所以，需要全國范圍內大力推廣人工智能教育進校園的工程，這也需要各地政府的支持。

4.2 建立企業防御體系和教育行業標準

對于應用AI+教育的企業或學校，首先應該建立強大的防御體系，保證其數據不會被攻擊竊取。另外從業者還需要有良好的職業道德，不泄露不出賣這些有價值的數據。在隱私方面，需要建立行業標準，行業內每個AI+教育成員都必須遵循這個標準，否則就要受到一定的處罰。

4.3 教師應大力推廣人工智能教育

只要疏導了教師被替代的心理，人工智能教育在老師層面的落地矛盾也相應解決了。根據BBC基于劍橋大學Carl Frey和Michael Osborne兩位學者的研究數據體系，在365個職業未來的“被淘汰概率”中，會計、客服、人事、政府職員等職業都高于89%，而教師被替代的概率僅為0.4%，由此可知，容易被AI取代的工作，一般都是流程簡單、重復且可被量化的職業，而教師不同，教師的工作需要有情感融入，這是人工智能的短板。教師的主要優勢在于情感、創新和溫度，而人工智能自適應學習系統，優勢在于精準、標準和速度。有效利用人工智能教育產品進行學習，需要教師協助引領學生完成，學生還缺乏如何去使用和選擇相應資源的能力。即便AI能做到教書，但也做不到只有人類才能完成的育人工作。如果人工智能教育能在學校得以大力推廣，其實教師的教學任務反而減輕了，他只需引導學生怎樣去做，或者答疑即可，而學生由于使用AI+教育產品帶來的顯著學習效果還是要歸功于教師的引導與選擇。

5 結語

在人工智能、大數據高速發展的時代，未來教育的變革勢在必行。AI+教育的快速發展，將在很大程度上對教育產生革命性的影響，教育界與產業界進行深入的跨界合作成為可能。然而，雖然教育智能化信息化已經成為全球的大趨勢，國家也一直非常強調和重視，但AI+教育真正落地到校園里和教學過程中，始終還有“最后一公里”沒有打通，這可能需要政府、學校和企業三方共同努力來實現。