人工智能教育應用

陳杭筍

摘要：教育是常進常新的事業，不僅具有穩定性，而且具有發展性。教育倫理亦然，不僅具有永恒性，而且具有時代性。進入21世紀以來，隨著人工智能技術的不斷創新及其在教育中的推廣和應用，人們在擁抱人工智能的同時，也產生了一些擔憂，特別是對人工智能對學習者可能產生傷害的憂慮，由此，人工智能教育倫理問題成了教育領域的學者關切的熱點。本文立足于人工智能教學角度，分析了人工智能教育應用，希望具有一定參考價值。

關鍵詞：人工智能;教育方法;有效應用

引言：

當前學界關于弱人工智能教育倫理問題的考量并沒有脫離“人類中心主義”的思維范式。在這種思維范式中，盡管我們考慮到了主體人的發展性，考慮到了類人對人的影響性，但是，總體而言，我們依然是以人為界的。隨著教育改革的不斷深化，現代教育技術的應用越發重要，因此，對于人工智能教育應用的研究有著鮮明現實意義。

1人工智能教育應用的發展

2020年是5G和Wi-Fi6普及的元年，5G網絡正式開始商業應用的進程。5G作為數據傳輸中的最優路徑之一，使終端設備之間的連接變得更加緊密，5G+人工智能等信息技術的融合將為教育的未來發展帶來了新挑戰、新機遇，加速了重塑智慧教育新生態。

隨著國家對教育領域的高度重視和大力支持，全國教育事業取得了較大的進展，但是仍然存在一些問題沒有得到較好的解決。第一，我國的教育資源發展不平衡，優質的教育資源主要集中在發達地區，西部地區的教育資源嚴重缺乏。而同一個地區，城市和農村的教育資源差距也比較大。第二，目前城市和部分縣城已經建設了多媒體教室，但是終端基本僅限于電腦和Pad，視頻學習資源的播放時常因網絡原因，出現卡頓現象，極大影響了教學效率。第三，現有的網絡課程基本是提前錄制后再離線上傳到學習資源庫，然后提供給學生點播學習，方式單一，師生間的互動極少，學生的體驗極差，不利于對學生學習興趣的培養。第四，雖然互聯網的不斷發展極大豐富了教學資源，但是青少年學生并沒有很好的甄別能力，因此不能滿足自身的個性化發展。此外，既往在教育教學中對教師專業能力的評價方式單一，且主觀性比較強，沒有形成科學的、智能化的教師專業能力評定體系，而且教師培訓效率低下。

基于以上背景，本文將討論如何利用5G和人工智能等信息技術建設智慧課堂，實現更加豐富的課堂學習內容，更均勻的優質資源分配，更能滿足學生發展需求，更加聚焦教師能力成長，從而推進教育事業向前發展。

2人工智能教育應用

2.1教學模式

5G時代人工智能智慧課堂教學模式徹底顛覆了既往單一的授課方式，新模式的融入為教育教學產生良性效應。下面主要討論在智慧課堂新建設中的AR/VR教學和遠程互動雙師教學2種新型教學模式。

2.1.1AR/VR教學

在虛擬/現實教育方面，將AR/VR的教學資源上傳到邊緣平臺，利用邊緣計算等人工智能信息技術實現AR/VR應用的運行、渲染和控制，并將AR/VR的數據以音視頻的方式傳輸到終端。基于5G+邊緣計算助力AR/VR的教學資源建設，通過建模技術對三維物理世界進行數字化和模擬化，虛擬生成后和真實環境中的對象進行交互，使得AR/VR的效果與真實的環境極為相似，教學呈現技術讓教育內容的表征更加靈活、準確、形象，從視覺和聽覺上促進學生對知識和技能的學習。

2.1.2遠程交互，實行雙師互動教學

在遠程交互、雙師教學方面，將所需的教學終端進行5G化，發送方先把現場錄制的超高清視頻通過5G網絡推送到邊緣云服務器，然后通過邊緣計算快速的編解碼能力傳輸，經過5G網絡下發至本地終端，接收方就可以將原視頻真實實時地復現，從而實現低時延實時遠程互動學習。基于5G+邊緣技術的遠程互動教學，可以針對當地學生的真實需求采用多種形式的互動教學，比如三維全息場景教學，強化學生的學習體驗，幫助學生理解復雜的學習模型，繼而將對教學產生積極的輔助作用。

2.2面向學生

針對如何滿足學生成長對教育資源的不同需求和缺乏對學員學習情況的實時把握等問題，智能教學技術提供了可行的解決方案。下面主要討論智慧課堂新建設中面向學生成長的2種典型應用。

2.2.1電子書包

電子書包是一種便攜式移動終端，可提供資源管理、教學內容呈示、教學交互、評價反饋等教學服務功能，并可與固定式教學設備結合，創造智慧學習環境。電子書包的學習資源可來自大數據分析系統的精準推送，該資源可以滿足學生的讀物需求，遵循學生閱讀規律，適合學生個性化發展。此外，智慧課堂電子書包的應用功能應當包括課前、課中、課后等3個環節，將過程性評價貫穿于整個教學活動中，以期通過電子書包的即時反饋使教師及時了解教學情況，從而對教學進行調整。基于5G+人工智能的電子書包可以精準推送學生的學習資源，電子書包的智慧課堂教學模式更能滿足個性化發展的需求和提升學生的學習積極性。

2.2.2學情分析

在學情分析方面，智慧課堂中運用智能化數據采集終端收集課堂中學員的行為數據，將依托AI學情分析系統，精準識別課堂過程中的表情和行為。通過無感知考勤，情緒狀態、姿態分析，視線分析，運動軌跡分析，輸出AI學情分析報告，以此作為課堂評價的參考依據，教師可以根據學情分析報告及時地調整教學策略。

結論：

以人為界討論弱人工智能教育倫理是沒有問題的，畢竟我們都是歷史的、具體的人，到目前為止，我們所認識的世界依然是以人類為中心的世界。問題是當我們仰望浩瀚的星空，將人工智能教育倫理問題置于波瀾壯闊的物質運動歷史之中，不難發現“人為上帝”之界終將被突破。這并不是說人工智能最終一定會完全替代人類，而是說舊人類一定會被新人類取代。新人類或許就是碳基生命與硅基生命融合生成的“奇點人”。若如此，強人工智能抑或超人工智能教育倫理問題又會是一個怎樣的情形？這自然已經超越了我們的想象。然而，未來已來，對處于從弱人工智能到強人工智能窗口期的人類，審慎樂觀、密切關注、積極應對類人的發展，尤其是要聚精會神于人與類人的融合發展，或許是我們的唯一選擇。

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