人工智能在教育領域的輔助應用

摘要：在教育領域應用人工智能能夠創造高質量教育資源，增加學習優勢;優化教育供給結構，促進教育公平;促進教師專業技能發展，為教師賦能;優化學科建設，合理學科布局。但目前應用人工智能存在倫理道德爭議、安全隱私、人性化交流等問題，應該理性看待人工智能在教育領域的應用，提升教師、教育部門應用理念，優化人工智能在教育領域的普及應用。

關鍵詞：人工智能;教育領域;輔助應用

中圖分類號：G434 ???文獻標識碼：A文章編號：CN61-1487-（2020）02-0108-03

人工智能（Arti?ial Intelligence，AI）是一項研究、模擬、擴展和擴展人類智能理論以及相關方法和應用的技術，它通過計算機模擬人類智能，并最終使其像人類一樣思考、學習和識別。近年來，由于人工智能在教育領域的滲透，教育生態深度變革，受到了全世界的普遍關注，它已被世界各國提升為國家戰略高度。如2017年3月，李克強總理在《政府工作報告》中首次提出人工智能新興產業發展計劃;2019年5月在北京舉辦以“規劃人工智能時代的教育：引領與跨越”為主題的國際人工智能與教育大會。人工智能所帶來的技術變革已然給教育帶來巨大的改變，在教育領域，人工智能為課程與教學帶來了機遇，它存在一定的輔助作用。[1]

一、人工智能為教育領域增加優勢

人工智能會助力教育供給側改革，使教育供給側改革更加智能化。隨著人工智能和教育的融合進一步深化，未來將能夠看到很多的變化。例如現在正在開發的人機協同教育，我們認為這種新型的雙師體系教學方式讓課堂更加有效率。[2]相信下一步人工智能與教育會進一步融合，進而會帶來更多的創新和變革的可能性，且我們相信未來“人工智能+教育”也會像“互聯網+教育”一樣，在教育領域成為常態。[3]我們從教學資源、教學公平性、教師專業發展、學科建設等方面探究了人工智能在教育領域的優勢。

（一）人工智能可以創造高質量教育資源，增加學習優勢

人工智能的知識儲備豐富，能夠為“教與學”提供無限多的教育資源，它能通過數據處理，把課程與教學中所需要的知識點輸入系統，能夠實現教師所不能完全了解的知識領域，人工智能已經具備比人強大得多的學習能力，它能夠隨時隨地可以提供，而且更加詳盡、完整，并且人工智能的互動方式非常簡單，能夠提高教學中師生互動的教學效率，強化教師的教學水平。“人工智能+教育”已被寄予了讓教育由“千人一面”轉變為“千人千面”的希望，讓教育回歸本質，提高教學的效果。例如，人工智能將使“自適應學習”成為現實。[4]機器永遠不會累，它有充足的時間指導學生，也不會對學生產生情緒。當算法發現學生在某個問題上的弱點時，它針對學生的弱點提供指導和相關練習，并提供后續課程以幫助學生克服困難。

（二）人工智能可以優化教育供給結構，促進教育公平

教學成本是制約在線教育規模化的主要原因，隨著規模的擴大，教學的邊際成本也水漲船高。傳統的教育供給是有限的，特別是在貧困地區，由于存在地理位置上的巨大差異，貧困地區師資配備不充足，且往往存在一個教師教授多門科目的情況，成熟教師流動性太強，從數量和質量上來看均不能滿足當地教育需求，教育資源不均衡問題十分突出。[5]人工智能可以有效地學習知識的各個方面，可以有效地吸收多學科知識，并且可以不受限制地分布到各個偏遠地區，從而可以提高偏遠地區教學的數量和質量，從而有效地提高教育公平性。人工智能在教育領域中的應用能夠擴大教育普及率以及確保學習質量和教育公平，學習可以不論時間和地點，突破教育的時間和地點限制，為貧困地區帶來新的希望。

（三）人工智能可以促進教師專業技能發展，為教師賦能

與傳統的教師教學相比，人工智能在知識教學方面可能具有更大的優勢，通過語音識別、學習效果量化統計等技術，人工智能可以讓教師的工作在很多方面得到解脫。教師可以培養學生的人文素質，并幫助他們進行人際交流。由于教育資源相對有限，一個學校的師生比往往十分懸殊，教師想要發展精細化教育往往受限于現實狀況，而人工智能能給與教學新的傳授模式。[6]人工智能在教育領域的應用不是為了取代教師，而是代替教師完成低技能任務和日常工作，輔助完成機械重復性任務，使教師有更多的時間和精力來提高教學技能和教育研究，真正實現教師角色的動態變化。同時，人工智能的應用并不脫離以人為本。它基于師生的需求，使學生可以獲得更全面的知識，并解決教室中老師所面臨的問題。

（四）人工智能能夠優化學科建設，合理學科布局

傳統教學中，由于學科背景和精力限制，教師往往都是專注于某一具體的學科。但事實上，當前教育更多的是要求多學科融合發展，例如近來日益發展的STEAM教育，便凸顯了當前多科學融合建設的發展趨勢。人工智能的機器學習，使得其能夠快速且全面的吸收各學科知識，進而人工智能有望改進核心科目的學習過程和學習效果以及培養跨學科能力。人工智能的設定不僅可以使分科教學的知識更加深入，還能夠整合各學科知識，強化跨學科式綜合教學的廣度，有效加強學科教學的學習效果，深入發展核心素養，提高未來人才競爭力。[7][8]隨著人工智能應用的深入，學生、教師、智能機器將共同組成數字化學習生態系統，讓老師和學生以及學生和學生之間、學校的管理者和老師與學生之間可以全時互動，跨時空互動，進而優化學科布局。

二、中小學人工智能應用面臨的挑戰

人工智能能夠帶給中小學教學更多的優勢，但具有變革性的新興技術也會給當前教育帶來一定的挑戰，譬如人機共處、數據泄露、安全隱私等倫理性問題。

（一）人工智能尚存倫理道德問題爭議

人工智能技術帶來了便利，但它也產生了復雜的道德和安全問題。在教育領域，一方面，人工智能進一步促進了教育的發展，如支持個性化學習、提供高質量服務等;另一方面，人工智能的倫理性問題的確存在，數據的信息安全無法得到保障，例如著名的電車悖論，表面上看，電車悖論和教學應用并未太大關聯，但本質上都反應了當前人工智能應用上存在一定限制，畢竟人工智能的實質是基于算法，其應用的決策大多是基于人為的設定，在沒有確定其倫理道德爭議前是難以應用到教學內容上的。因此，倫理性問題的控制還需得到國家政策的支撐。

（二）人工智能的安全應用問題還有待保障

無論是先前的VR技術，腦機互動技術還是當前的人工智能，它們都是針對大腦進行深度感知、信息互動，在互動中提高教學效率。譬如人工智能學習系統，它能夠對學習者進行學習過程中的監管和記錄，從而分析學生學習的情況，達到個性化教學的效果。像這樣的學生學情大數據分析，雖然可以了解學生的學習成效，進行有針對性的學習評價，但是這些具有隱私性的數據會不會被跟蹤泄露，會不會被惡性競爭，目前還無法得到確切的保障。此外，數據來源也存在安全性問題，人工智能的基礎是算法，而算法的科學性離不開大數據的支撐，對于學校來說，單個學校的數據集太過有限，難以進行數據的有效分析，因此不得不依靠人工智能和大數據公司所提供的數據，對于數據的來源難以把控。同時，為了進一步提升人工智能在教育的科學性，在應用中還將不斷收集各個應用學校的數據，對于學生的數據安全性構成了新的挑戰，因此針對人工智能應用的安全問題有必要建立合理的監管平臺來保證安全與公平。

（三）人工智能缺乏人性化交流

教育不僅是在教人，更重要的是在育人。人工智能在一定程度上實現了智能化的交流，但它始終是虛擬化存在的機器，目前尚存“數據偏見”問題，從信息流分發可以看到，這種數據偏見越來越嚴重，因為機器沒有情感，只是進一步強化馬太效應。人本身是社會動物，真實的社會交往對人來說至關重要。特別是對于中小學生來說，由于較大的課程壓力，本身缺乏一定的社會交流，中小學階段是其成長的關鍵期，學生需要獲得教師正確價值觀的引導。在這樣的情況下，教師對其交流至關重要，而人工智能在教學上的推進普及，雖然給與教師更大的自由度，但不可避免的會減少教師數量，進而導致對學生人性化交流的減少。因而，人機如何和諧共處還需更深入的思考。

三、理性看待人工智能在中小學的應用

盡管在人工智能的應用中存在一定問題，但推進人工智能大趨勢不應停滯。當前已從“互聯網+”逐步進入“人工智能+”時代，時代的需求必將推動人工智能的應用，人工智能的確已為教育賦能。在教育上較早的應用人工智能，有助于學生更早的了解人工智能，了解新時代的科技應用，同時，隨著時代發展對人工智能弊端的突破與優化，相信會帶給教育領域更優質安全的輔助效果，這也更符合新時代的發展趨勢。

（一）應引導學生正確認識人工智能

人工智能本質上是一種工具，工具本身沒有對與錯，更重要的是應用人工智能的人。必須利用人工智能，發揮人工智能的優勢，使人工智能在教育中發揮作用。因此，教師應積極引導學生正確對待人工智能在教育的應用。[9]教學的目的是提高學生的認知能力、思維能力和創造能力。人工智能在教學中的應用不是一陣風，也不應該是一個新穎的玩具。有必要引導學生正確認識人工智能在教學中的應用。未來教育應致力于培養面向人工智能時代的創新人才，引導學習者在學習和工作中，培養創造力，發展關鍵能力與核心素養，從而更好地適應未來時代的發展。

（二）教師應合理發揮人工智能效能

教育是一個漸進的過程，人工智能技術再怎么先進，也肯定替換不了師生之間的心靈溝通和思想啟迪。作為教育的直接主體，教師在人工智能應用上要發揮主觀作用，著力踐行師資隊伍建設的國家戰略目標。教師是教學過程中不可缺少的要素，學校不會消失，教師不會被取代，人工智能所取代的只是低技能的日常工作，因此，應積極發展人工智能在教育領域中的輔助應用。人工智能的應用所改變的只是教學的過程與方式。在人工智能應用的過程中，教師要積極主動了解并應用人工智能，緊跟時代，集合人工智能推動教育進入新時代。[10][11]

（三）教育機構應合理對待人工智能

作為教育的實施主體，教學機構要合理對待人工智能。教育機構對新技術完全接納需要長期的適應過程。人工智能既會給教育帶來益處，也會帶來風險，人工智能的開發應當為人所控、以人為本，始終把對學生的主體地位作為教育的核心。[12]教學機構推動人工智能發展在教育領域中的應用時要注重以服務于人為目的，注重倫理道德教育，養成人工智能應用的好習慣。同時教育部門理應加大對信息技術教材的審查力度，建立人工智能內容體系。

實現中華民族偉大復興的中華夢需要教育的大力支持。教育作為國家人工智能戰略的核心領域，必須與時俱進，積極響應人工智能在教育中的應用。

參考文獻：

[1]于澤元，尹合棟.人工智能所帶來的課程新視野與新挑戰[J].課程.教材.教法，2019（2）.

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[3]閆小葉.淺析“互聯網+”背景下高校青年教師專業成長問題[J].西部學刊，2019（14）.

[4]李建中.人工智能時代的知識學習與創新教育的轉向[J].中國電化教育，2019（4）.

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[8]呂愷悅，孫眾.“人工智能+教師教育”的現狀、動態與問題[J].現代教育技術，2019（11）.

[9]趙慧臣，張娜鈺，閆克樂，梁夢.高中人工智能教材的特征、反思與改進[J].現代教育技術，2019（11）.

[10]劉德建.人工智能賦能高校人才培養變革的研究綜述[J].電化教育研究，2019（11）.

[11]孫田琳子，沈書生.論人工智能的教育尺度——來自德雷福斯的現象學反思[J].中國電化教育，2019（11）.

[12]董文娟，黃堯.人工智能賦能職業教育：實質、路徑與目標[J].現代教育技術，2019（10）.

作者簡介：伍紹琦（1995—），女，漢族，重慶人，單位為重慶師范大學教育科學學院，研究方向為小學教育。

（責任編輯：御夫）