教育人工智能的發展難題與突破路徑

呂穎利

（濟源職業技術學院，河南 濟源 459000）

人工智能作為社會發展的重要科學技術因素，早已在各行各業得到應用，成為社會尋求發展的途徑。在這種環境下，如何使人工智能系統合理應用于教育過程中，以及如何通過智能系統來對促進教育系統的改革和人才的可持續性培養就是當前我們急需解決的問題。就目前的形式來看，我國的教育改革已經得到廣泛的普及，但是還是有許多問題有待我們解決，比如我國城鄉教育發展失衡，人才培養難以得到合理的規劃，教育設備與資源呈現壟斷等。隨著信息化、智能化的廣泛普及，人工智能將成為解決各種教育實踐問題重要方式。但是，教育工作者們對人工智能和教育融合發展過程中出現的問題的理解仍然不夠清晰。在此基礎上，本文將對教育人工智能發展過程中遇到的問題進行討論，并提出其發展方向和方法，希望對讀者有許借鑒。

1 教育人工智能發展面臨的難題

1.1 教育數據的數量和質量存在缺陷，這限制了人工智能技術的發展

數據是信息智能化的基礎。如果能夠有效完善的數據，并且進行合理的整體分析，那么將最大程度上提高人工智能技術的作用與應用范圍，使教師及學習者的工作負擔減少，并使教育和教學科學和高效。

智能的產生取決于數據。機器學習作為人工智能的一項關鍵技術，是一個從大量數據開始的統計過程。教師和學生在知識傳遞過程中的數據由于存在很多不確定性而無法及時得到記錄保存，這使人工智能在學習時沒有足夠的數據與實踐依據。完善的數據集可以提高機器學習的效率，還可以幫助智能機器更準確地學習，從而為學習者提供更好的教育服務。當前，由于這些因素沒有統一的教育數據標準。信息大爆炸的時代新媒體給學習者帶來便利的同時也使學習者由于海量信息內容的離散性不能很好的獲得的知識，導致學習者需要更多的精力去辨別和篩選，學習者如果想要通過智能獲取高質量的知識數據將變得困難。

1.2 教育工作復雜多樣，使得利用通用人工智能技術“移植”教育變得更加困難

教育是一個錯綜復雜的系統。雖然不同地區的教育機制基本相同，但是其教育思維差異非常明顯。不同地區的不同學校具有自身的辦學特點和教育理念，不同學校所設置的教學課程也不盡相同。所以，這也就表現出了教育系統的復雜性，這也要求了教育智能擁有更加高端的技術水平來作為教學支撐，人工智能如果想要同時滿足學生學習和老師教學的話就必須能夠適應不同的教學場景，通過自身學習來自行學習和適應不同老師的教學習慣，以滿足老師與學生的需求。

1.3 教育工作者對人工智能的不信任

許多教師及其他教育工作者對人工智能技術在教育領域的應用仍舊持有懷疑態度，究其原因就是對智能技術的不信任。教育工作者對新型事物的接受需要一定的時間，同時其對傳統教育模式的自信都會影響教育工作者對人工智能教育作用價值好壞的判斷。首先，需要教育工作者能夠了解智能技術的有用性，人工智能可以優化教學情境，使課堂氛圍增強；還可以幫助教師進行課后作業的布置，幫助學生及時完成課后作業，從而提高教師的教學質量，提升學生的學習效率。管理的自動化提高學校各項事務的管理水平是科學的。在這兩個方面仍然存在很大的疑問。其次，從易于使用的角度來看，從智能教育的設施和配置的層次分析，目前絕大多數校園已經初步完成了數字化的基本建設，但是學校的智能設備仍舊存在更新不及時已經無法有效運用的問題，甚至需要引入的一些新型技術都無法正常投入使用。同時在智能系統與智能技術的軟實力也達不到要求，教師和教育管理人員自己具備將人工智能應用于教育的資格，從而提高教學和管理質量的能力需要進一步深入思考。

2 教育人工智能的未來發展路徑

2.1 加強教育人工智能產品的研發，提高技術服務質量

教育人工智能產品的研發及相關軟件與硬件技術的更新都需要多方合作才能完成。將教育領域的專家、人工智能專家和企業人員進行綁定合作，在了解目前的教育的各項需求的同時，將人工智能與教育相結合，使開發出智能教育產品能夠真正在應用中發揮作用。比如，將教育智能系統的研發與情感機器人開發相結合，將人性化思維融合到人工智能教育中，使其能夠與學生進行感情交流和互動，這樣教育智能系統就真正成為了學生們的老師，能夠促進學生更好地接受人工智能。

2.2 拓寬人工智能教育，多學科交叉合作的應用空間，幫助教育創新發展

深刻探討人工智能在教育中有關應用方式，擴大其教學模式，使其更好的實現教育應用化。所以可以創建一個人工智能教育服務平臺，其中包含了全球的核心教育資源以供人工智能系統學習，同時可以分析學習者的特點和需求準確對學習者進行教學。人工智能的使用可以配合不同學生的學習特點進行因材施教，從而促進他們進一步的學習與發展。

2.3 構建新的和諧共生“人機結合”新生態，增強教育人工智能的信任

人工智能與教育的融合與發展是時代發展的必然產物。教育人工智不僅能夠有效減少教師的重復枯燥勞動，減輕教師的壓力，使教師有更多的時間去提升自己，豐富課堂教學方式，促進學生的多方面發展學。但是，通過人工智能無法替代學生參與教育的道德素養，價值觀和情感態度的培養，而這仍然需要教師來完成。因此，教師與智能合作教學將成為未來教育實踐的主要模式。人機信任是教育智能化的主要因素。所以必須加快完善人工智能實施政策體制，促進人工智能與教育的快速融合。

2.4 加強政府，企業和學校的多方合作，促進人工智能在教育中的快速發展

人工智能與教育的融合與發展是一項長期實踐的結果。學校需要與政府和企業合作，才會有機會實現智能與教育有效結合。首先，政府應高度重視教育人工智能的發展，完善有關智能教育系統的教育機制，大量提供研發資金為智能技術創新提供動力。鼓勵智能科技的長久創新，從而在使用教育人工智能技術遇到的許多技術性難題都可以迎刃而解，同時還促進企業產品的研發，為他們提供的技術支撐。

2.5 面向特殊群體的補償性教育

所謂補償就是彌補損失，彌補缺陷。缺陷補償是特殊教育的主要教學方式，是用身體未受損的部位代替和補償受損部位，以產生新的功能和新條件的結合。同時使用新的科學技術，工具和方法恢復已經受損部分或完全恢復了身體功能受損的狀態。

特殊教育的群體通常包含聾啞學生，聽力障礙，視力障礙，智障學生等在某方面存在缺陷的學生。 這些學生由于先天缺陷或后天缺陷而在學習和生活中難以解決簡單的問題。目前，人工智能技術已經成功地應用于上述的特殊教育領域之中，擴展了特殊人群的不同學習需要，通過智能技術來彌補了缺陷學生在智力或生理上的學習障礙問題，在解決不同學生學習需求的同時還有效促進他們的獨立的學習與發展。實踐證明，這樣做不僅可以促進教師對課程的把握，而且可以使教學更加精確，使不同的學生受到教學。在日常生活中，通過使用教育人工智能還可以為他們帶來生活上便利。例如，Aira 公司通過教育智能技術，將其投入到智能輔助眼鏡的使用中，通過使用智能系統的學習和識別技術使盲人能夠增強其對光的感知能力，促進他們的視覺康復，這為他們的日常生活與活動帶來了極大的便利。智能教育技術還可以促進對自閉癥患者的康復治療。自閉癥患者由于先天的問題而喪失了與他人社交溝通的能力，通過人工智能技術支持的智能虛擬智能社交機器人可以與自閉癥學生進行有效的對話，通過分析不同的自閉癥患者的特點進行分析，以此來快速地進行相關評估來確定患者的情況，以此在自閉癥患者中進行活動或對話技巧進行些細微改進，以發展語言，社交交流甚至情緒智力。情緒人工智能可以幫助自閉癥患者打開內心，幫助他們康復，重新獲得語言與他人對話的基本能力。簡而言之，教育人工智能可以幫助高效地實現對特殊群體的補償性教育，幫助特殊人群回歸社會。

2.6 適應性教育為人格發展服務

由于不同個體學習能力與個性的不同，不同學習者對知識的接受途徑都會有差異。實現學生的個性化學習需要根據其學習情況來進行轉向教育，這是人工智能技術在教育領域是否能夠得到良好運用的重要途徑。智能教育系統可以根據學習者的不同特征以此來構建相應的課程，從而促進學習者能夠更好的學習。

智能虛擬助手通過模擬人類對話的方式來了解人類的不同需要需求。通過對話交互以此達到對智能服務的目的，通過與學習者進行交互，為學習者提供情境學習。該系統可以分析學習者的學習數據，以有效地調整學習進度和學習內容。智能指導系統考慮學習者的認知和情緒狀態，并使用答案分析和錯誤反饋過程來評估學習者對知識的掌握程度并提供個性化指導。

3 結語

在人工智能時代到來的今天，教育人工智能的應用與發展成為了未來教育變革的必然趨勢。通過打破教育數據的數量和質量的不平衡，使人工智能的價值得到實現；將可行的人工智能技術投入到教育實踐中，促進智能教育的有效普及；培養教育人員對人工智能技術之間的信任感，從而達到人工智能教育化的實現，同時推進學科與人工智能的融合發展，建立如果智能教育模式，最終達到推廣教育人工智能的應用。