人工智能促进教育变革创新(人民时评)
在人工智能支撑下,优质数字教育资源跨越山海,推动教育更加公平、开放
通过云平台布置电子作业,利用数据分析课堂上学生学习行为,推进学校管理流程迈向数字化……前不久,2022国际人工智能与教育会议在线上举行,来自全球数十个国家的政府官员、专家学者、一线教师、企业代表等相聚“云端”,畅叙人工智能时代教育发展图景。
作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,人工智能催生了大批新产品、新技术、新业态和新模式,也为教育现代化带来更多可能性。习近平总书记强调,“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响,积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新”。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》,明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革;教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》,并先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作;中央网信办等八部门联合认定一批国家智能社会治理实验基地,包括19个教育领域特色基地,研究智能时代各种教育场景下智能治理机制;科技部等六部门联合印发通知,将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景,探索形成可复制、可推广经验……“人工智能+教育”不断碰撞出新的火花,为教育变革创新注入强劲动能。
“人工智能+教育”,应用就在身边。音乐课上,虚拟数字人“元老师”跨越时空限制,带领多所学校学生同唱一首歌;体育课上,学生开始跳绳项目测试,智能终端上实时显示心率变化、跳绳次数、平均速度等数据。技术改变课堂,潜力无限。比如,借助虚拟现实技术,学生能够模拟穿上太空服行走在宇宙,感受浩瀚星河的魅力;通过增强现实技术体验川剧变脸,平面的课本知识变得可感可知。现实中,越来越多的学校已经开设或准备筹备人工智能教育教学活动。
“人工智能+教育”,变革教育生态。教、练、考、评、管各环节均有人工智能辅助,让教师教得更好;虚实融合多场景教学、协同育人,让学生学得更好;海量线上数据和逐渐强大的算力,让学校管理更加精准。此外,在人工智能支撑下,优质数字教育资源跨越山海,推动教育更加公平、开放。在西藏墨脱县,得益于多媒体器材配备到雅鲁藏布大峡谷深处、“智慧课堂”全覆盖,门巴族孩子小学入学率实现100%。
我国发展“人工智能+教育”具备良好基础和独特优势。比如,语音识别、视觉识别等技术世界领先;国家智慧教育平台汇集了海量的数据资源,2.91亿在校学生和1844.37万专任教师展现出丰富的应用需求;教育领域数字化基础条件全面提档升级,全国中小学(含教学点)互联网接入率达到100%,99.5%的学校拥有多媒体教室,学校配备的师生终端数量超过2800万台。也应看到,人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。“数字鸿沟”可能将部分学生排除在智能教育之外,数据收集、使用、分析等环节存在安全隐患,相关公共政策制定较为滞后……以人工智能赋能教育现代化,这些都是需要回答好的课题。
着眼未来,应携手打造高质量、有温度的人工智能教育生态。人机协作如何更聪明,人机对话如何更友好,是“人工智能+教育”的长期课题。一方面,技术应服务育人,在让其“授业”“解惑”的同时,必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面,人也要理解、善用技术,努力提升信息应用能力,让人工智能更好辅助教学。教育是动态的、发展的,理性思考人与技术的关系,把握教育规律、用好技术手段、凝聚各方力量,进一步推动人工智能与教育深度融合、创新发展,才能更好赋能教育现代化,培养顺应时代发展要求的创新人才。
人工智能给未来教育带来深刻变革
当前,在云计算、大数据、物联网、互联网、智能识别、知识管理等新技术新理念快速发展和经济社会需求的双重驱动下,信息技术疾步迈入智能化阶段。国内外高科技公司纷纷布局人工智能、国务院出台《新一代人工智能发展规划》等表明,人工智能发展迎来了新纪元。
因此,当教育信息化基础设施尚在普及完善、“互联网+”和教育尚在互相催化融合时,人工智能作为信息技术的更高发展阶段,毫无疑问会深层次推动教育教学改革与创新发展,进而给未来教育带来机遇和挑战。
一方面,人工智能改变了育人目标。正如机器取代简单的重复体力劳动一样,人工智能将取代简单的重复脑力劳动,司机、翻译、客服、快递员、裁判员等都可能成为消失的职业,传统社会就业体系和职业形态也将因此发生深刻变化。适应和应对这种变化与趋势,教育必须回归人性本质,必须褪去工业社会的功利烙印。当人工智能成为人的记忆外存和思维助手时,学生简单地摄取和掌握知识以获取挣钱谋生技能的育人目标将不再重要。教育应更加侧重培养学生的爱心、同理心、批判性思维、创造力、协作力,帮助学生在新的社会就业体系和人生价值坐标系中准确定位自己。教育目标、教育理念的改变将加速推动培养模式、教材内容、教学方法、评价体系、教育治理乃至整个教育体系的改革创新。
另一方面,人工智能改变了校园环境。未来,校园环境信息化将向更高层次的智慧校园迈进,各种智能感知设备和技术无处不在。校长、教师、学生不知不觉已经镶嵌到有形的校园物理空间和无形的虚拟数据空间中。当学生踏进校园就可以完成签到,离开校园自动告知家人,进入教室多媒体设备已经开启,身体不适发出报警求助,上课开小差收到友情提醒,练习测验后生成学情分析报告……这些都表明,校园物理环境、教室教学环境、网络学习环境已经充分融合,实现了从环境的数据化到数据的环境化、从教学的数据化到数据的教学化、从人格的数据化到数据的人格化转变。校园看上去还是那个校园,却充满了人类的温度和智慧。
人工智能也改变了教师角色。有专家指出,“创意工作者”“人际连接者”和“复杂模式的判断者”这三类人是最不可能被人工智能替代的。教师这一职业同时满足这三类人的特点,因为教师必须适应变化的教学政策和教学环境,面向不同性格特点和需求的学生,处理多样化的教育教学问题。所以,人工智能并不能轻易取代教师这个职业。但在未来,人工智能可以改变教师的角色和作用。教师可以从低附加值的简单重复工作中自我解放,从而更加专注于构建和谐稳固的师生关系和促进学生全面长远发展。教师就不再仅仅是知识的传授者,而是满足学生个性化需求的教学服务提供者、设计实施定制化学习方案的成长咨询顾问。
另外,人工智能对学习范式进行了巨大改变。语音识别和语义分析技术可以用在口语测评,图像识别技术用在作文批改和拍照搜题,人工智能可以让每个孩子拥有自己的智慧学伴,只要用手机拍一下、扫一下、说一下、点一下,就会实现答案解析、打分点评,知识点、考点、难点的自动生成和推送。随着认知科学、脑科学和学习科学的快速发展,人机协同增强智能、群体集成智能成为人工智能发展的新方向。人工智能不仅能从知识关联和群体分层方面分析学生知识掌握情况、推送学习建议,更能从大脑思考方式、个体性格特点、所处环境特征等方面,为每个学生提供个性化、定制化的学习内容、方法,激发学生深层次的学习欲望。
人工智能不断演进,去往何处尚未可知,能否为人类所驾驭亦引发伦理担忧,对未来教育发展提供机遇的同时也带来一系列挑战。从近期来看,尤其要避免过度依赖和隐私泄露,这就需要教育避免过度依赖人工智能。人工智能绝非万能,涉及成人育人的教育领域绝不能盲从。对一道题解法的误判也许只影响一时,但对一个人成长的误判则可能影响一生。教师的高阶脑力活动和教学经验,学生的学习能力和逻辑思维习惯,绝非天生具有,往往需要低阶脑力劳动甚至体力劳动的重复训练和积累。过度依赖人工智能可能导致眼高手低、好高骛远,知其然不知其所以然,从而容易导致师生变相成为人工智能的助手和附庸,教师失去应用的教学能力和职业素养,学生失去独立思考的能力和健全的心智性格。
同时,也要避免疏于师生隐私保护。人工智能的技术基础和前提是海量的数据积累和训练挖掘,师生的社会属性数据和教学行为数据体量越大、维度越丰富、时间跨度越长,人工智能所提供的教学服务就越精确、学习建议就越科学、知识内容就越合理,产生的教育质量和效益就越显著,与之相伴的是师生隐私泄露的风险在急剧增加。人工智能可以为未来教育插上腾飞的翅膀,但绝不能以牺牲师生隐私为代价,必须保证师生对所收集数据的知情权、选择权、访问权、所有权和控制权,必须保证数据安全,防止泄露滥用。
未来已来,对于人工智能,教育不仅要在姿态方面迎接未来、在态度层面正视未来、在认知层面读懂未来,更要抓住机遇,直面挑战,在管理决策、教人育人等实践层面积极构建属于自己的美好未来。(作者系北京教育科学研究院教育信息中心副主任 唐亮)
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人工智能助力高等教育:变革与坚守
作者:詹泽慧钟柏昌来源:中国教育新闻网-中国高等教育杂志
近年来,大数据、云计算、虚拟现实、人工智能等智能信息技术的兴起,深刻地影响着教育领域。作为引领科技革命和产业变革的战略性技术,人工智能具有溢出带动性很强的“头雁”效应,在近五年的《地平线报告》中均被提名,成为名副其实的助推高等教育教学发展的动力引擎。然而,“技术是把双刃剑”,何况人工智能这把“剑”尚未全面炼成,教育应用的“剑法”也尚不成熟。因此,在人工智能逐渐融入教育的今天,常有人质疑其智能的准确性是否能达到可用的程度。事实上,技术是一种客体存在,是人的本质力量对象化(劳动与实践)的产物,只有将人工智能嵌入合理的教育教学框架中,才能使其发挥正向作用。人工智能怎样助推高等教育发展?应明确哪些因素是变革的积极力量,哪些又是需要坚守的本质与初心,从而在技术浪潮中既能与时俱进,又能在变与不变之间保持必要的张力。
人工智能与高等教育的主客体地位辨析
人工智能与高等教育之间的关系,本质是“技术”与“教育”之间的关系。对二者的辨析实质上需探析其相互作用的两种主要形式:技术教育化与教育技术化。所谓技术教育化,就是将技术转化为“教育中的技术”,教育主体根据需求选择合适的技术,并在教育实践中对技术进行设计与开发,形成更加切合教育需求的技术。换言之,经过教育者本质力量的持续改造,技术才能成为适用于教育的技术。所谓教育技术化是指新技术首先以“工具”的形态进入教育系统起到教育辅助作用,随着新技术的作用得到肯定与推广,人们的行为习惯与能力也逐步发生变化,教育中原有的教学方法、教学规律、教学原则、教学理论等在新技术的影响下进行适应性的调整。
进一步说,“教育”与“技术”的关系是主体与客体之间的关系:教育作为主体,技术作为客体。技术是教育主体(人)实现教育目的的实践过程中(人的本质力量的对象化)的产物,也即技术在先天本质上是依附于人的教育需求与实践。由此可以说,教育的本质与目标不会因为人工智能的介入而发生根本变化,但会因为人的教育需求改变而变化;无论技术冲击多大,人作为教育系统中的主体地位是不可撼动的,技术对教育的影响取决于人的教育需求与实践。有人一味强调人工智能的作用而忽视教育自身需求与能动性,将教育当作对人才的规模化培养和无差别制造,这显然不符合技术的本质。
人工智能应用于高等教育可能会改变师生教学行为习惯,产生教育理念、教学原理、教学结构、学习方式等方面的变革。然而,在高等教育系统中,学习者的身心发展规律、教育的本质与基本原理等具有跨越时空的普适性与稳定性。这些不变的基本理论应该作为高等教育系统引入人工智能的标准与指南,以规范人工智能的“客体”角色定位,为高等教育系统服务的同时形塑教育人工智能的特质,避免技术的僭越桎梏师生主体性的张扬,真正实现人工智能与高等教育的双向赋能。
人工智能助推高校教育系统变革
目前,人工智能在教育领域的典型应用主要包括智能导师、智慧学伴、智能评测系统、特征识别与学习分析等,涉及教学场景、学习场景、管理考核三大场景,基本实现了对教育的全面渗透。
1.人工智能时代“教”的变革
在人工智能时代,高校教师角色被重新定位。人工智能技术的引入打破了大学课堂的边界,在自适应学习引导和智慧化资源推送支持下,学生将有更多机会进行自主学习,而不再受限于高校教师的权威。教师逐渐从知识传授者转变为学生学习的启发者、引导者、支持者、协作者,师生关系更加平等、开放。人工智能催生了“智能导师”和“双师教学”形式的出现,“教书”和“育人”的工作将被分离:“智能导师”或人工智能“助教”承担传授知识的教书工作(如批量批改作业、实时管控教学等高重复性、低认知性的程式化工作),而人类教师则集中精力在开展育人工作上(如引导学生、传递价值观、情感沟通等高认知的工作)。
在教学形式上,教师可灵活运用各类智能化信息工具,分析学习者特征,为学习者提供更加科学、个性化的指导。人工智能时代大学课堂将会更有弹性、灵活、互动、开放,教学课程越来越多地体现为线上、线下的混合,人工智能支持下的翻转课堂学习模式、自适应学习模式、项目合作与探究的学习模式等,使得人工智能时代的人才培养更加个性化、精准化和差异化。
在教学内容上,人工智能有可能促成高等教育学科结构的变化。人工智能对未来职业岗位产生了巨大冲击,一些低技能与重复化的工作将被智能机器代替。高等教育要面向未来的岗位和职业要求变化,以发展性的眼光进行学科体系结构的调整。教育部《高等学校人工智能创新行动计划》指出,高校要完成适应新一代人工智能发展的高校科技创新体系和学科体系的优化布局,一方面完善人工智能的学科体系,另一方面要推进“新工科”建设,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式。再者,人工智能还可以视作建立学科联系的纽带和载体,与其他学科进行整合以开展跨学科教育(如STEAM+AI)。此外,人工智能机器带来的工业生产与简单服务业工作中人力的解放,使得人们有更多的时间思考。美学、艺术、人文、社会、哲学等人文学科可能会产生越来越多的就读需求,人文学科在人工智能时代可能会强势回归。
2.人工智能时代“学”的变革
在学习者分析、学习诊断与评测、智慧化推送等人工智能技术的支持下,学习者可以通过人工智能终端随时随地获得所需的资源,终身学习成为可能。学习过程变得更加自主、人性化、精准化、个性化。更重要的是,其有助于解决教育“个性化”和“规模化”双向需求的问题,也有助于缩小数字鸿沟,推动教育公平。
在学习形式上,传统的“生听师讲”的面对面授课已经难以契合人工智能时代的育人需求。有学者主张实行“经验学习”,即在真实情境的实践体验中学习,真切感知不同的文化或社会情境。也有学者指出,人工智能将激发高校系统中“人机协同学习”的新场景,由此伴随而来的海量信息与高速发展的社会性等特征,给教育教学带来了“高信息吸收量”与“有限的时间”等限制条件,这又进一步要求新技术为学生提供更凝练、高效而具身的社会经验。
在学习发展目标上,具备高信息素养、科技素养以及创新创造能力的人工智能人才培养成为了各国高校育人的重要方向。无论是面向专业型的人工智能精英培养,还是面向科普型的其他各行业人才,在育人需求上都产生了新的变化。除此之外,人工智能时代还强调培养学习者知识迁移运用能力、逻辑思维能力、判断性思维能力和复杂决策能力,以及想象力、表达力、创造力等高阶综合能力,从而实现实用型、复合型、智慧型的人才培养。
3.人工智能时代“管”的变革
人工智能在学习支持服务与行政管理服务中的应用主要有以下四个方面:特征分析和预测、考核和评价、自适应系统和个性化、智能辅导系统。在人工智能与大数据、云计算、区块链等技术支持下,海量的高校信息与数据得到了有效的管理、流通、共享与保护,这不仅有利于信息与资源的共建共享,而且减少了许多简单性、重复性、程序性的工作,优化了高校教育管理中烦琐的流程性业务。例如,线上办理、数字签名等功能,实现了简政增效。又如,基于数据的实时获取与监控,能够实现校园情况的实时把控,提高校园的安全管理效能。
把握好“双主”师生关系,科学发挥人工智能应用实效
教育是关乎人的事业,人工智能与高等教育之间的关系,本质上是技术与人之间的关系。只有坚定人作为教育主体地位不动摇,把握好“教师主导-学生主体”这一“双主”师生关系,人工智能应用与高等教育才能科学发挥实效。
1.坚守教育者在高等教育系统中的主导地位
一切智能技术的作用,都是在人的设计和引导下实现的作用,所以人工智能的智慧,其实质还是人类的智慧。例如,在开展智能化评价时,智能评价背后的评判标准与逻辑由专家研究与制定,评价的结果与效果尽在人类的设计与规划之中。在人工智能全方位渗透进高等教育领域的今天,被人工智能所“识别”“分析”“判断”“决策”与“引导”,但实质上这一切都是在智能机器背后的专家团队的集体智慧。
人类智慧才是人工智能背后的真正逻辑,因此高等教育的“传道授业解惑”亦须以人为主导。何况当前人工智能技术发展还处于初级阶段,新一代人工智能在涉及心灵、文化、审美等高认知、高情感体验、高人文性与复杂性的领域,仍存在局限。教育是面对生命的事业,教书育人具有很强的人文性与情感温度。人工智能机器可以代替和辅助人类完成简单重复、低认知与低技能的工作,承担知识讲授、评卷阅卷等教书任务;但是在传递理想信念与经验道德、引导创新等高阶任务仍要依靠教育者实现。
2.坚守受教育者在高等教育系统中的主体地位
育人是教育的本质,“培养适应社会发展的人”是高等教育的重要目标,立德树人是高等教育的根本任务。所有人工智能机器与工具的设计与使用,其本质驱动力就是为促进学生的发展而服务。新技术的出现,为采用新的教学方法、提高教学质量提供了可能。但是新技术从出现到应用,常常耗费人力、物力和财力。若为了使用技术而生产技术,这种“自产自销”的行为中间不会产生任何的教育价值与意义,结果可能只是劳神伤财。因此我们需要紧紧把握“育人”目标,谋篇布局,进行人工智能技术与工具的设计与开发,把学习者放在设计与应用过程的中心,才能保证技术的可取、可信、可用。
3.人工智能与高等教育的双向赋能须坚守以人为本
人工智能可以减少教师工作量,达到减负增效的效果,但这并不意味着我们可以完全依赖于人工智能来做评价。那么在高等教育中,什么环节必须依托人类智慧,什么环节可以依托人工智能呢?可以从四个维度来分析:在“教”的维度上,内容的呈现、课后的辅导可由双师课堂完成,但互动与共情的环节,人类教师的作用是不可替代的。在“学”的维度上,人工智能可以对既定题目进行实时反馈,但知识的习得与内化迁移也只能由学习者自身来完成。在“研”的环节,人工智能可以辅助分析,还能协助解决部分问题,但发现问题的过程,亦难以通过人工智能达成。在“管”的维度,人工智能可以从数据中发现类别或奇异点,作出预警,然而决策的过程仍然离不开人类。总之,人工智能在教育领域可以帮助师生做事实判断,但无法也不应做价值判断,教育主体的师生互动和情感交流才是根本。
毋庸置疑,人工智能潜力巨大,其发展必将带来高等教育的新形态、新生态。但技术的能量需要理性看待,有所为有所不为,有变革,亦需坚守。
一方面,技术再强大,育人才是根本,面对人工智能对教育的渗透,需要有“以静制动”的定力。首先,在人工智能重塑高等教育的过程中,人工智能如何作用,其背后藉由人工智能专家、教育学专家、心理学专家等专业人员“无形的手”进行操控。人工智能对高等教育的冲击,还是在人为控制和规划范围内的冲击。其次,技术是工具,育人才是目的。无论人工智能如何作用,归根结底还需落实到人。教育立德树人的根本任务不会改变,人工智能应用要为人才培养服务的定位就不会改变。在人工智能对高等教育助力的过程中,我们要坚守人作为教育主体地位不动摇。
另一方面,人的需求在不断变化,教育也在不断革新,面对人工智能对教育的冲击,还需要有“以动制动”的应变能力。人工智能技术是“人”改造世界的过程中本质力量对象化的产物,在教育领域,尤其是肩负高层次创新人才培养的高等教育领域,教育者需要深入思考新时代背景下国际高等教育的发展趋势和人才培养的需求变化,接纳人工智能技术的教育应用,并努力探索改善人工智能在高等教育领域的应用途径、方式、方法、功能与价值,将人工智能教育化,匡正智能技术的教育应用之道。
【作者詹泽慧钟柏昌,单位:华南师范大学教育信息技术学院】
原载2021年第20期《中国高等教育》杂志
2023人工智能教育蓝皮书:现状、挑战与发展建议|附下载
周丹腾讯青少年人工智能教育负责人
吴朋阳腾讯研究院智慧产业研究中心主任
人工智能作为新一轮科技革命和产业革命的重要驱动力量,正在深刻改变人们的生活、工作和教育学习方式,人工智能技术越来越多地应用在教学管理的各个环节,人工智能课程也逐渐成为中小学阶段的重要教学内容之一。
为贯彻落实《中国教育现代化2035》,更全面地调研我国中小学人工智能课程教学和技术赋能教育的现状,腾讯研究院联合华东师范大学、中国教育科学研究院开展全国人工智能教育现状调研,编写了《2022人工智能教育蓝皮书》,旨在为未来中小学人工智能教育落地提供有效路径参考。
本次蓝皮书面向全国25个省市的中小学校长、教师和学生进行问卷抽样调查,从2021年9月至10月获得有效问卷总计超过19万份,样本量较为充分。蓝皮书从人工智能教育的定义及应用比较、人工智能赋能教育的技术应用情况、人工智能课程的教学设置及师资实践等维度,通过不同地区校长、教师和学生不同视角的比较研究,反映出当下人工智能教育的现状及挑战,并对未来发展给出建设性建议。(文末提供本报告电子版和纸质版的获取方式)
人工智能教育的内涵和关键词
教育学者从不同的视角和层次出发,按照观点内容的指向性,将人工智能教育的内涵分为三大类:第一类是工具,人工智能教育即人工智能赋能教育,主要指向人工智能的应用层面,支持教、学、管、评等教育活动的技术手段,利用智能工具对教育系统各要素进行自动分析,支持规模化教学与个性化学习,加快人才培养模式和教学方法的改革。第二类是内容,人工智能教育即人工智能课程教学,以人工智能为学习内容的教育,包括人工智能知识教育、应用能力教育和情意教育等,是提升个体人工智能素养的泛学科性教育。第三类是工具与内容的组合,将以上两类观点进行整合,实现学习层面与应用层面的统一与融合。
图1人工智能教育的分类
工具:
人工智能赋能教育的重要发现
1.学校信息化智能系统建设仍处于“重硬轻软”阶段。受访学校的信息化硬件设备总体情况较好,并配备了一定数量的智能设备,但是人工智能技术教育应用的相关软件系统还较为欠缺。
图2学校所拥有的人工智能软硬件教育装备情况(N=1423)
图3学校在课堂教学中应用人工智能技术的情况(N=1423)
2.学校管理层愿意推进人工智能教学应用,同时对系统安全诉求强烈。受访校长对人工智能技术在学校管理方面的应用满意度较高,并且愿意继续推进人工智能技术在学校中的进一步应用;学校都愿意通过设立“教学服务团队”、“邀请人工智能专家提供指导”等渠道为人工智能在教育方面的应用提供支持;校长们还认为教师最需要的外部支持是为教师创造在教学中使用人工智能产品的文化氛围、配置成熟的人工智能教学应用产品、增加教师在教学中使用人工智能产品的激励机制。由于人工智能技术在教育应用中可能导致师生的个人信息泄露或被监视等问题,因而校长对搭建校园安全预警防范系统的态度较为强烈。
图4校长对人工智能技术在学校管理应用的满意度情况(N=1423)
3.教师整体认可人工智能教学工具的价值,但也受阻于相关产品的不成熟和系统培训的缺乏。受访教师对人工智能在教学中的应用较为满意,认为在教学中应用人工智能技术可以提高他们的教学自信心,但同时也反映在操作人工智能产品中遇到困难的问题。教师认为最阻碍在教学中有效应用人工智能技术的因素是缺乏成熟的智能产品以及配套的资源与服务,其次是中小学中缺乏对一线教师进行人工智能相关课程的系统培训。
图5教师应用人工智能技术的阻碍因素(N=26806)
4.学生普遍愿意使用人工智能学习工具,希望获得个性化评估与辅导。大部分受访学生都对人工智能教育持有积极的态度,愿意使用人工智能学习工具,并认为使用人工智能技术会促进学习。仅有不到一半的受访学生使用过人工智能学习工具辅助学习,使用过的学生则都能够利用人工智能学习工具自主获取所需要的学习资源,实现学习方式的多样化。
图6学生使用人工智能学习工具的类型(N=54684)
大部分受访学生认为,智能评价系统从不同角度分析学习数据,能精准反映实际学习情况,对学习有很大帮助,并期望智能学习工具能够基于问题给予学生详细的解析思路和过程,在此基础上配备相应的讲解视频,全方位多角度地对学生进行有针对性的辅导。
图7学生期望的智能学习工具(N=46462)
内容:
人工智能课程教学的重要发现
1.政府拨款采购是人工智能课程资源配置的主要方式。受访学校拥有的智能技术硬件设备或软件设施等资源,超过半数以上是通过“政府拨款采购”的方式获取的,这表明在人工智能进入中小学的过程中,政府发挥着重要的作用,为课程资源的配置提供坚实的政策和资金支持。
图8人工智能课程资源获取途径(N=1423)
2.学校管理层普遍积极推进人工智能课程,教师能力培养和课程体系完善是当务之急。对于中小学人工智能课程的发展前景,大多数的受访校长保持积极的态度,认为人工智能课程具有光明的应用前景。超半数的受访学校已经开设或正在筹备人工智能教育教学活动,聚焦人工智能课程的教师培养、课程规划以及硬件设备、设施环境等。
图9人工智能教育教学活动的开展情况(N=1423)
图10学校开展人工智能课程建设的主要工作类型(N=838)
3.人工智能课程的教师数量较少,大部分教师认为自身专业知识和能力一般需要进行系统培训。受访的中小学校中,参与人工智能课程教学活动的教师数量较少,专职讲授人工智能课程的教师寥寥无几,大多数受访教师认为自己对于人工智能专业知识和相关工具的掌握程度一般,且开设的人工智能课程尚处于了解与体验阶段,授课时间频率在1周1课时。
图11教师对人工智能相关知识的掌握情况(N=2159)
图12教师开设人工智能课程的阶段(N=2159)
讲授人工智能课程的教师普遍认为,中小学有必要开展与人工智能教学相关的职前培训,仅有三成左右的教师在高等教育阶段接受过人工智能教学培训,且认为培训课程的难易程度适中。
中小学人工智能课程教材的获取途径主要分为两种:直接采购和自主研发;教材的购买主体一般为学校,而教材的开发主体一般为人工智能课程教师,仍有近三分之一的教师表示其所在学校的人工智能课程并没有配备相应的教材资源。
图13人工智能教材资源的配套情况(N=838)
4.学生学习人工智能课程普遍喜欢课外活动、竞赛等多元化的教学方式。大部分受访的学生对自主探究和小组合作的授课形式表示满意,认为项目式的学习方式有益于教学活动的开展,贴近生活的情境学习可以激发他们的学习兴趣,运用人工智能技术解决问题的方法能够提高他们动手实践和创新思维的能力,希望学习人工智能课程可以走出课堂,参加丰富多元的课外活动或竞赛。
图14学生期待的人工智能课程开展形式(N=105955)
地区发展差异分析
1.东部地区学校的信息化基础设施情况和人工智能设施设备情况都是最好的,而东北地区的人工智能系统情况不够乐观,这将导致地区间差异逐渐拉大,更会影响后续人工智能课程的开设与发展。
图15不同地区学校在课堂教学中应用人工智能技术情况
2.东部地区的校长对于人工智能在教育管理上的应用持有赞同态度的比例最高,而东北、中部、西部地区的认同态度比例明显低于东部地区,中部地区最低。
图16不同地区校长对工智能教育管理应用的赞同比例
3.目前各区域人工智能教师培训内容以人工智能教育的理念和理论为主,其中东部地区人工智能教师的培训内容丰富度最高,其他各方面的占比均高于其他地区。
图17不同地区人工智能教师培训内容
4.根据学生使用人工智能工具类型可看出,东部地区中小学生能够自主寻找网络资源满足自己的学习需求,并根据系统的评价与反馈进行自我反思,其信息化素养较高且利用技术解决现有问题的意识也比较强烈,人工智能工具对西部地区中小学生的学习有着更为明显的促进作用。
图18不同地区学生使用人工智能工具情况
5.大部分区域中开设人工智能课程的学校已经具备相关的配套教材资源,其中教材获取途径以学校自主研发为主。
图19不同地区人工智能教材配套情况
6.在“双减”政策下,各区域均考虑开展人工智能课程的课后托管服务,其中中部地区最为突出。
图20不同地区学校考虑开展人工智能课后托管情况
人工智能教育的未来展望
综观人工智能教育发展现状和主要问题,未来发展可从以下几个方面重点考虑:
一是构建公平而有质量的人工智能教育生态系统。人工智能发展带来了社会全方位的变革,也对教育提前布局人力资本提出前所未有的要求。首先,从国家战略的角度要对人工智能教育进行顶层设计,在国家层面制定宏观的规划与方案,再根据地区的差异因地制宜进行调整。其次,国家要大力投资与人工智能教育相关的研究项目,制定高精尖人才培养政策,建设人工智能精英人才库,为人工智能人才提供实践的大舞台。最后,要树立正确的人工智能价值导向,培养人工智能时代具有社会责任感的中国公民,并高度重视人工智能教育发展可能带来的伦理问题,为构建一个和平、包容、稳定的社会做出贡献。人工智能专业人才的培养,不仅依托智能化资源与内在价值认同等基础条件,也需要社会生态与文化情境的有力支撑。
二是提高教师应用人工智能教育技术的能力。未来的课堂,将由人类教师与人工智能教师共同协作承担教学任务,两者各自发挥优势,各司其职。其一,积极开展跨校际、跨区域的教研活动,利用课堂教学智能分析系统,结合不同地区优秀教研员的点评分析,为研修教师提供精准服务,指导、组织、协助研修教师进行深度学习。其二,组织开展人工智能的相关技能培训,转变教师的教学理念,帮助教师精准掌握人工智能的技术,完善学校教师的激励机制,推动教师积极应用人工智能技术开展教学活动,协同实现个性化教育、公平教育与终身教育,促进人的全面发展。
三是推动学校教育评价改革,完善学生评价机制。响应《深化新时代教育评价改革总体方案》中提出的“改进结果评价、强化过程评价、探索增值评价、健全综合评价”、“提升教育评价的科学性、专业性、客观性”的明确要求,一方面,借助大数据、人工智能等技术,以学生在学习过程中的动态数据为基础,实施学习诊断分析,建立围绕学生成长的数据档案,探索各学段学生学习情况的全过程纵向评价。另一方面,优化教育评价方式和转变评价焦点,定期完成核心评价指标的统计和分析,聚焦学生核心素养发展,构建“五育并举”的学生综合素质评价体系,推动德智体美劳全要素的横向评价落地,构建一条完整的人工智能赋能教育领域的清晰路径。
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人工智能技术给教育行业带来哪些主要影响?
现如今,人工智能技术对社会各个领域日益产生深远的影响,教育领域也不例外。在这一领域,人工智能技术的进步为教学和学习带来了新的可能性和挑战,甚至有可能从根本上改变教育治理和教育机构的内部架构。人工智能技术虽然会对教育行业产生影响,但绝对不会像线上电商颠覆传统零售那样剧烈。从目前情况来看,人工智能技术对教育的影响主要体现在以下几个方面:
人工智能技术可实现“个性化”教学人工智能技术影响教育的关键方法之一,是为学生提供个性化学习。通过自适应学习程序、游戏和软件等系统响应学生的需求,全过程搜集学生的学习数据,通过分析这些数据,最后向学生推荐个性化的学习方案。尤其是基于人工智能的自适应学习系统,帮助学校和老师提供个性化的教学,同时帮助学生提高学习效率,激发学习兴趣。
以中国“科大讯飞”为例,目前主要通过三个步骤打造以学生为中心的课堂,实现个性化学习:首先对每一个学科,构建学科知识图谱;然后通过学科的知识图谱分析每一位学生的学习情况,让每一位学生的学习情况可视化;最后给相应学生推荐个性化的学习资源。人工智能赋能之下,学校实现了个性化教与学,课堂得到有效延伸;通过师生的共同努力,在教学质量上实现突破。
人工智能技术可重复学生没有掌握的内容,并且帮助学生按照自己的节奏学习,比如美国“可汗学院”可根据每个人的学习状况自主设计学习进程。这种定制教育可帮助不同学习水平的学生在一个教室中一起学习,教师可在需要时促进学习并提供帮助和支持。该学院下一个目标是,在未来的几年内制作出从幼儿园到高中的所有课程,以及部分大学课程,如计算机科学和电子工程等。每个人学习的处境和内容不同,所以我们不仅要因材施教,而且要因时、因地施教。而基于人工智能技术建立促进个性发展的教育体系,是未来教育发展的基本趋势。
人工智能技术可为学习提供指导智能辅导系统能够理解学生喜欢的学习方式;它们还能够衡量学生已有的知识量,所有这些数据和分析都用于提供专门为该学生创建说明和支持。试验和错误是学习的关键部分,但对于许多学生来说,错误的答案会给他们挫败感,有些学生不喜欢在同龄人或老师等权威人士面前犯错,而人工智能技术可为学生提供在相对无判断的环境中进行试验和学习的方法,人工智能“导师”还可提供改进的解决方案。人工智能技术将促进教育决策的科学化和资源配置的精准化,加快形成现代化的教育公共服务体系。目前在学校的实际运用中,人工智能技术所收集的数据可为现代教育治理提供决策辅助。人工智能助手可扮演老师、辅导员、同学等虚拟人物,它们可从不同的视角,提出问题,并提供指导。
人工智能技术不仅能让学生定制课程与学习进度,还能及时为学生提供反馈;当发现学生向系统提交错误的家庭作业答案时,系统会向教师发出警报,并为学生提供正确答案的提示。这种类型的系统有助于填补课程中可能出现的空白,并有助于确保所有学生都能掌握知识,让学生立即得到反馈,帮助他们理解概念的内涵和外延。现在一些基于人工智能技术的辅导课程已经存在,这可帮助学生完成基础数学、写作和其他科目的基础知识。利用智能化的教学系统,人工智能技术也可持续的为学生提供支持和辅导,帮助他们克服困难,更快的完成学习计划及目标。
人工智能技术可改变学习方式使用人工智能系统,学生可随时在世界任何地方学习,学生根据自己的需要安排学习时间。通过人工智能技术,学校可创建全球化的教室,学生所处的位置将不再重要。学生如果由于某种原因无法参加课程,则通过访问链接,点击该链接,加入现场教室。人工智能技术还可将全世界的学习者联系在一起,超越教室的墙壁,与其他学生、教师、作家、科学家等互动,以加强他们的学习效果。人工智能技术可促进合作学习,通过比较学生的学习者模型,而后建议处于相似认知水平或具有互补技能的参与者互相帮助,并通过分组来支持协作学习。教育最大的挑战之一是每个人的学习方式不同,人工智能系统可为每个学习者提供个性化的学习方式,使每个学生能够以最适合自己的方式学习。
英国数学家和教育理论家阿弗烈·怀特海先生在《教育的目的》一书中指出:“学生是有血有肉的人,教育的目的是为了激发和引导他们的自我发展之路。”对学生而言,人工智能技术可为学生提供一对一的辅导,真正实现了因材施教;也可打破时空的壁垒,加强学习者的交流与互动。对教师而言,“师生的交往活动是教学过程中的本质属性。”人工智能技术可减轻其重复性工作,使其有更多的时间与学生交流,培养他们的各种技能,帮助他们日后更好地融入社会。基于对学生的洞察力,人工智能技术会自动创建一条个性化的学习路径,以确保学生能够以尽可能好的方式学习并取得成功。
仅从以上三个方面可见,人工智能技术给教育带来较为显著的正面影响。然而,该技术在给教育带来有利因素的同时,也会存在相应的挑战。在人工智能技术渗透进入传统教育领域带来优势的同时,也会引发一些问题;例如人工智能技术的出现可能会导致学生被动接受已经安排好的知识,而丢失主动分析、思考的能力;也有人担心人工智能技术为教师做了太多,教师的教学水平可能会因为人工智能技术的出现而有所下降。因此,要充分认识人工智能技术的优势和它可能存在的问题,做到趋利避害,真正使人工智能技术发挥育人的作用。正如中国教育家周仪荣先生所言:科技是一把双刃剑,在它给人们带来美好的同时也带来一些麻烦;因此要合理利用科技,发挥它有利的一面,限制它不利的一面,是提高教学质量的有效途径之一。
人工智能在日常生活中的12个例子
在下面的文章中,您可以查看我们日常生活中出现的12个人工智能示例。
人工智能(AI)越来越受欢迎,不难看出原因。人工智能有可能以多种不同的方式应用,从烹饪到医疗保健。
虽然人工智能在今天可能是一个流行词,但在明天,它可能会成为我们日常生活的标准一部分。事实上,它已经在这里了。
1.自动驾驶汽车
他们通过使用大量传感器数据、学习如何处理交通和做出实时决策来工作并继续前进。这些汽车也被称为自动驾驶汽车,使用人工智能技术和机器学习来移动,而乘客无需随时控制。
2.智能助手
让我们从真正无处不在的东西开始——智能数字助理。在这里,我们谈论的是Siri、GoogleAssistant、Alexa和Cortana。
我们将它们包含在我们的列表中是因为它们基本上可以倾听然后响应您的命令,将它们转化为行动。
所以,你打开Siri,给她一个命令,比如“给朋友打电话”,她会分析你所说的话,筛选出围绕你讲话的所有背景噪音,解释你的命令,然后实际执行,这一切只需要几个秒。
这里最好的部分是这些助手变得越来越聪明,改进了我们上面提到的命令过程的每个阶段。您不必像几年前那样对命令进行具体化。
此外,虚拟助手在从你的实际命令中过滤无用的背景噪音方面变得越来越好。3.微软项目InnerEye
最著名的人工智能计划之一是由微软运营的一个项目。毫不奇怪,微软是顶尖的人工智能公司之一(尽管它肯定不是唯一的一家)。
微软项目InnerEye是最先进的研究,有可能改变世界。
这个项目旨在研究大脑,特别是大脑的神经系统,以更好地了解它的功能。这个项目的目的是最终能够使用人工智能来诊断和治疗各种神经疾病。
最著名的人工智能计划之一是由微软运营的一个项目。毫不奇怪,微软是顶尖的人工智能公司之一(尽管它肯定不是唯一的一家)。
微软项目InnerEye是最先进的研究,有可能改变世界。
这个项目旨在研究大脑,特别是大脑的神经系统,以更好地了解它的功能。这个项目的目的是最终能够使用人工智能来诊断和治疗各种神经疾病。
4.抄袭
大学生的(或者是教授的)?)噩梦。无论你是内容经理还是给论文评分的老师,你都有同样的问题——互联网让抄袭变得更容易。
那里有几乎无限量的信息和数据,不太谨慎的学生和员工很容易利用这一点。
事实上,没有人能够将某人的文章与所有的数据进行比较和对比。人工智能是一种完全不同的东西。
它们可以筛选数量惊人的信息,与相关文本进行比较,看是否有匹配。
此外,由于这一领域的进步和发展,一些工具实际上可以检查外语来源,以及图像和音频。
5.推荐
你可能已经注意到,某些平台上的媒体推荐越来越好,Netflix、YouTube和Spotify只是三个例子。这要感谢人工智能和机器学习。
我们提到的三个平台都考虑了你已经看到和喜欢的内容。这是容易的部分。然后,他们将其与成千上万的媒体进行比较和对比。他们主要从您提供的数据中学习,然后使用自己的数据库为您提供最适合您需要的内容。
让我们为YouTube简化这个过程,只是作为一个例子。
该平台使用标签等数据,年龄或性别等人口统计数据,以及消费者使用其他媒体的相同数据。然后,它混合和匹配,给你建议。
6.银行业务
如今,许多较大的银行都给你提供了通过智能手机存入支票的选项。你不用真的走到银行,只需轻点几下就可以了。
除了通过手机访问银行账户的明显安全措施外,支票还需要你的签名。
现在银行使用AIs和机器学习软件来读取你的笔迹,与你之前给银行的签名进行比较,并安全地使用它来批准一张支票。
总的来说,机器学习和人工智能技术加快了银行软件完成的大多数操作。这一切都有助于更高效地执行任务,减少等待时间和成本。
7.信用和欺诈
既然我们谈到了银行业,那就让我们稍微谈一下欺诈。银行每天处理大量的交易。追踪所有这些,分析,对一个普通人来说是不可能的。
此外,欺诈交易的形式每天都在变化。有了人工智能和机器学习算法,你可以在一秒钟内分析成千上万的交易。此外,您还可以让他们学习,弄清楚有问题的事务可能是什么样子,并为未来的问题做好准备。
接下来,无论何时你申请贷款或者申请信用卡,银行都需要检查你的申请。
考虑到多种因素,比如你的信用评分,你的金融历史,所有这些现在都可以通过软件来处理。这缩短了审批等待时间,降低了出错率。
8.聊天机器人
许多企业正在使用人工智能,特别是聊天机器人,作为他们的客户与他们互动的方式。
聊天机器人通常被用作公司的客户服务选项,这些公司在任何给定时间都没有足够的员工来回答问题或回应询问。
通过使用聊天机器人,这些公司可以在从客户那里获得重要信息的同时,将员工的时间腾出来做其他事情。
在交通拥挤的时候,像黑色星期五或网络星期一,这些是天赐之物。它们可以让你的公司免于被问题淹没,让你更好地为客户服务。
9.让您远离垃圾邮件
现在,我们都应该感谢垃圾邮件过滤器。
典型的垃圾邮件过滤器有许多规则和算法,可以最大限度地减少垃圾邮件的数量。这不仅能让你免受烦人的广告和尼日利亚王子的骚扰,还能帮助你抵御信用卡欺诈、身份盗窃和恶意软件。
现在,让一个好的垃圾邮件过滤器有效的是运行它的人工智能。过滤器背后的AI使用电子邮件元数据;它关注特定的单词或短语,它关注一些信号,所有这些都是为了过滤掉垃圾邮件。
10.视频摘要
这种日常人工智能在网飞变得非常流行。
也就是说,你可能已经注意到,网站和某些流媒体应用程序上的许多缩略图已经被短视频取代。这变得如此流行的一个主要原因是人工智能和机器学习。
人工智能会为你做这些,而不是让编辑们花费数百个小时来缩短、过滤和切割较长的视频,变成三秒钟的视频。它分析数百小时的内容,然后成功地将其总结成一小段媒体。
11.食谱和烹饪
人工智能在更多意想不到的领域也有潜力,比如烹饪。
一家名为Rasa的公司开发了一种人工智能系统,该系统可以分析食物,然后根据您冰箱和储藏室中的食物推荐食谱。对于喜欢烹饪但又不想花太多时间提前计划膳食的人来说,这种类型的人工智能是一种很好的方式。
12.人脸识别
关于人工智能和机器学习,如果我们可以说一件事,那就是它们使他们接触到的每一项技术都更加有效和强大。面部识别也不例外。现在有许多应用程序使用人工智能来满足他们的面部识别需求。例如,Snapchat使用AI技术通过实际识别呈现为人脸的视觉信息来应用面部过滤器。
Facebook现在可以识别特定照片中的面孔,并邀请人们标记自己或他们的朋友。
而且,当然,考虑用你的脸解锁你的手机。好吧,它需要人工智能和机器学习才能发挥作用。
让我们以AppleFaceID为例。当你设置它的时候,它会扫描你的脸,然后在上面放大约3万个DoS。它使用这些圆点作为标记,帮助它从多个不同的角度识别你的脸。
这使您可以在许多不同的情况和照明环境中用脸部解锁手机,同时防止其他人做同样的事情。
结论
未来就是现在。人工智能技术只会继续发展、壮大,并对每个行业和我们日常生活的几乎每个方面变得越来越重要。如果以上例子是可信的,这只是个时间问题。
未来,人工智能将继续发展,并出现在我们生活的新领域。随着更多创新应用的问世,我们将看到更多人工智能让我们的生活变得更轻松、更有效率的方式!