未來已來
——人工智能+教育

周 詳

（上海戲劇學院附屬舞蹈學校 上海 200335）

“不斷加速的科技進步對人類生活模式帶來的改變，把人類帶到了一個稱為‘奇點’的階段。在這個階段過后，我們目前所熟悉的人類社會、藝術和生活模式，將不復存在。”在1958年著名數學家烏拉姆這句名言預示著一個“智能爆炸”時代的到來。而今天這一時代已經隨著智能手機，可穿戴數字設備，強大的無線移動通信網絡，以及各種各樣的感應器悄然來到我們身邊。

當智能機器的能力跨越這一“奇點”臨界點之后，人類的知識單元、聯結數目、思考能力，將旋即步入加速噴發狀態，一切傳統的和習以為常的認識、理念、常識將不復存在，所有的智能裝置、新的人機復合體將進入“蘇醒”狀態。正如2017年卡普蘭博士所闡述的：“當計算機越來越快，數據量大了之后，機器學習就成為了更好的匹配，尤其是即將進入到5G時代，這更加推動了演繹與推理、感知與真實世界互動。基于此，未來我們可以造出有很強的感知能力全新靈活的機器，以及可穿戴傳感器。這些設備可能變得更浸入式，比如與耳機、隱形眼鏡相結合，成為你的個人助理。人工智能將使得人類的未來更加光明，讓人的智力更加寶貴有價值，讓我們更好地面對挑戰，幫助人類尋找最有價值的信息，做出更有價值的決定。未來肯定是由人創造的，我們應該找到更加創新的方式，更好地服務人類的生活。”

如果說工業革命取代了許多人類的體力勞動，那么人工智能將取代許多人類的腦力勞動。隨著這一革命性時代的到來，教育也將隨之發生革命性的變革。翻轉課堂使學生真正成為了教育的主體，教師的工作被縮減成“學習教練”。學生可以在線上搜尋學習相關資料，然后在教師和教學助理的幫助下在學校完成作業。當人工智能真正進入到教育領域中，我們的教育又將是什么樣子的呢？

一、人工智能幫助我們更好的理解個體

計算機的計算能力高速增長，現在的速度比30年前翻了超過100萬倍。初期人工智能以邏輯推理為主導，通過輸入少量的數據，能夠有很好的推理和演繹是最初的主要發展方向。隨著時間的推移，隨著數據量越來越大，我們需要具有大量計算能力、很強的云存儲能力的計算機工具，人工智能便進入了機器學習為主導的研究方向。機器學習需要更大量的數據，數據越多，結果越好，越精準。特別是在一個數據密度非常高的世界當中，當進入5G的萬物互聯的時代后，機器學習能夠用來解決非常混亂的、非結構化的真實世界當中的許多問題。

在教育領域中，機器學習通過學習學習者來獲取海量數據。首先，機器學習通過單個學習者獲得個體數據，包括個體的經歷、以往閱讀、各學科的知識結構與儲備，從而分析出個體記憶、解析問題的數字化模型。然后，機器學習通過學習大量個體學習者數據云中獲得的海量數據，通過算法進行分析分類，從而組織建立起群體數據云。最后，人工智能從群體數據云中分析提取出所需要信息提供給學習者與教師，從而完成從人到人的輔助學習循環。

比如，在教育系統中對學生分班這項工作可以由人工智能完成。這要比現在大多數學校運用隨機抽取的分班方式更加有效。計算機通過獲取學生的記憶模式、個性傾向、愛好特點等，進行最優化的組織分類。同時，人工智能通過對教師數據與學生數據的配對分析使教師與學生的匹配更趨合理，也為教師提供了所教授學生的數據云分析。

二、人工智能比教師更加了解學生

2011年，谷歌的深層神經網絡系統第一次自主學會了識別貓的視頻。隨后出現了GPU，應用于深度學習，加速了深度神經網絡系統的發展。

隨著機器學習算法的不斷優化，并得到了GPU并行計算能力和海量訓練數據的支持，原來深層神經網絡訓練方面的困難逐步得到解決，“深度學習”的發展迎來了新的高潮。首先，在計算機視覺領域，光學字符識別較早實現技術應用，就是將計算機無法理解的圖片文件中的字符，識別轉化為計算機的文本格式。隨后，深度學習在性能上超越了機器學習領域的其他很多算法，應用領域也從最初的圖像識別擴展到機器學習的各個領域。比如，2014年，Deep Face深度學習系統可以識別核實照片中的人物，人臉識別準確率達97.25%。現在計算機的“深度學習”已經可以從獲取圖像上識別人類的情緒變化，甚至于人面對面都很難發現的細微表情變化，計算機都可以迅速做出分析。

在課堂場景中，既使在面對面的課堂中，教師都可能感覺不到學生的細微心理變化，但能夠識別人類情緒變化的人工智能可以迅速為教師提供學生的實時反饋，為成功達到教學目標提供最佳解決方案。人工智能也可以實時監控學生的反饋，協助教師調整教學內容與教學過程。人工智能可以說是教學過程中的教師超級大腦。計算機技術從完成學習者的被動搜索或計算存儲，到利用人工智能主動根據大數據分析對學習者進行全景式掃描，掌握學生的個體學習難點，提出學習方案并提供學習參數。

三、人工智能下的物聯網構成的生態系統正在改變課堂

現在的學生可以被稱為“數字新生代”，他們在出生這一刻甚至于受孕這一刻起就被數字化所影響的，他們已經被互聯網所緊緊“纏繞”。“把網絡看成是電腦之間的連接是不對的。相反，網絡把使用電腦的人連接起來了。互聯網的最大成功不在于技術層面，而在于對人的影響。互聯網的持續發展對我們所有的人都是一個技術上的挑戰，可是我們永遠不能忘記我們來自哪里，不能忘記我們給更大的電腦群體帶來的巨大變化，也不能忘記我們為將來的變化所擁有的潛力。”（RFC：第1336期）互聯網的這一巨大改變也使傳統的教育體系徹底被翻轉。隨著“信息化”時代發展到物聯網階段——物物相連的互聯網階段，互聯網的用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間進行信息交換和通信，通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，再通過人工智能來控制輸出，將學校、教室和與教育相關的包括桌椅等一切設備連接后，教室成為了一個空間。用更形象的話來形容就是“教室或學校成為了宇宙空間的一部分”，數字虛擬空間也是教學空間一個重要組成部分。

每位教育的參與者包括教師、學生、家長將人工智能助理加入其中。以前基于消化模式的教育方式將被在人工智能幫助下的創造模式所替代。這一代的學生可以從未去過實體圖書館，他們的所有知識來源都是通過移動數字方式獲得的，他們的所有獲得的知識及在教育中的表現也被用數字化的手段記錄下來成為了個體云數據，為持續的教育甚至終身學習提供支持。可以這樣說：學習者需要達到什么學習目標，人工智能數字虛擬空間就為學習者提供什么樣的內容。[1-6]

四、結束語

教育應該走在人工智能發展和運用的前沿，因為教育是對未來人的塑造。“未來已來，只是尚未流行。”這句名言預示著人工智能的普及化應用將顛覆現有的大多數產業包括教育，將會讓我們的未來更加的光明。人工智能設備將會去承擔人類那些程式化的工作，讓人的智力顯得更加寶貴和有價值。人工智能可以像大腦一樣為我們尋找最有價值的信息，幫助我們做出更加正確的決定，從而更好地應對挑戰。

教育必須加快開發新的人工智能場景，進行大數據運用實驗，加速人工智能在教育各個環節中的運用。人工智能不能完全取代教師，但不懂人工智能的教師將會被取代。

“未來已來”，一個嶄新的時代已經進入了我們的生活。人工智能是教育的未來，更是塑造出未來的人的未來。