Al人工智能在教育领域大有可为!
原标题:Al人工智能在教育领域大有可为!Al+教育的本质在于实现优质教育资源的规模化、公平化、个性化:传统教学模式存在个性化教育与普惠教育之间的矛盾。Al拓展人力的边界、使得优质教育资源规模化成为现实,且随着Al所替代人脑活动的复杂度提升,其对于教育的降本增效作用也更为明显。因此Al与教育结合、改造教育的本质在于:依靠低成本科技替代、拓展高成本人力(22年我国教师学生比为1:16,21年教师平均工资为11万/年),实现优质教育资源规模化、发掘普惠教育与个性化教育的平衡点,从而实现教育公平化、个性化(低成本因材施教)。AIGC进一步深化教育的本质在于数字化教育内容的智能生成+推送。人工智能训练成本大幅下降降低Al教师前期高开发成本+后期低运营费用:1)前期开发:开发一套A1系统前期的成本极高(据松鼠Al创始人栗浩洋,开发一个合格的Al教师至少需要10亿元),但近年人工智能训练成本大幅下降有望降低其前期高开发成本,据ARKInvest数据,2020-2022年,将一个大语言模型训练至GPT-3性能级别所需要的成本由460万美元下降到45万美元,下降幅度超过90%。
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责任编辑:浅谈人工智能技术赋能英语学习
人工智能技术已经融入到我们的日常工作、学习、生活中,悄然改变着社会生活。人工智能技术也给英语教学带来了机遇和挑战,英语教学要结合现代信息技术,尤其是人工智能技术,以更好地培育具有国际化视野的创新性、复合型、应用型人才。人工智能技术开拓了多元化学习路径,辅助英语学习,促进英语学习质量的提高。
本文结合教育式人工智能与英语学习机制的内含,探讨人工智能技术对英语学习的促进作用,在此基础上提出人工智能技术赋能英语学习创新的路径。构建人工智能英语学习平台,有助于促进英语知识的吸收与应用,推进英语学习质量提高,培育一专多能的优秀人才。
教育式人工智能与英语学习机制的内含
教育式人工智能。人工智能在教育领域的应用取得了巨大进展,智能数据共享功能能够将最先进的教学资源分享到平台账户。教育式人工智能主要指的是通过人工智能技术的有效应用,在课外进行知识学习,从而合理利用碎片化时间,丰富了知识储备。在英语学习过程中借助人工智能平台的应用优势,对学习目的、学习过程、学习方法进行精准定位,检测英语学习效果,让学习者能够更快地掌握英语词汇、句子的应用语境,并创造一个良好的实践交流场景,做到学以致用。此外,人工智能技术能够结合学习者的个性化发展需求,制定出适合学习者的英语学习方案。
英语学习机制。英语学习机制通常指的是学习者综合应用多种学习方法,利用闲暇时间掌握复杂的英语知识内容,实现知识内化,丰富个人的英语交流经验,并在此基础上调节内心的情感状态,更好地适应复杂多变的英语交流环境。人工智能技术改变传统的英语学习方式后,可根据学习者的年龄特点、工作生活环境制定出科学合理的英语学习方案。人工智能技术可将日常生活用语作为学习内容,与传统课堂教学相比,更能够符合英语实践性的需求。人工智能提供多样化个性化的英语学习方案,能够针对学习者的学习习惯提供教学,针对弱项精准地进行讲解和示范。
人工智能技术对英语学习的促进作用
详细记录教学内容--促进自主学习。构建人工智能英语学习平台,实现对英语教学信息的全面收集与管理,通过教学内容、课堂流程记录,为后续的自主学习提供有力支撑。人工智能技术所建立的庞大教学数据库,能够让学习者在自主学习的过程中,结合个人的学习需求制定出个性化的学习方案,从数据库中查找适合自己的课堂英语教学内容。智能化英语教学平台的构建,能够随时随地进行课堂教学内容复习,将教师与学生的课堂互动详细的记录下来,生成自动化数据进行储存。
在英语自主学习的过程中,可以利用云计算技术、语音识别技术等人工智能技术,深度分析英语交流行为和教学过程中重点提及的英语词汇,通过随堂检测分析自身的英语水平,在反复多次的英语练习中认识到自身的不足之处,及时调整英语学习思路。参考庞大的数据分析结果,制定出科学的学习计划,干预自身的学习行为。通过人工智能技术的有效应用,可助力于学习者和教学工作者的分析研判,为后续的英语学习提供数据和案例支撑。
智能化口语评测--促进学习反思。当代中国是开放的中国,国际间的交流越来越频繁,无论是已经进入社会岗位的就职人员,还是正处于知识积累的学生,都需要具备良好的英语交际能力。
多年来,英语评测主要测量学习者的英语基础知识和读写能力,而对学习者的英语听说能力缺乏有效测评。
人工智能技术的有效应用改变了传统以闭卷考试为主的英语测评方式,可随时随地了解学习者的英语交际能力。人工智能能够自主分析学习者的英语发音和英语对话时所采用的语调。在智能化英语测试过程中,由系统生成一组图画,考生用英语描述所看到的画面信息,可对学习者的英语应用能力进行综合考察。人工智能英语学习平台可根据学习者的实际表现给予客观评价,有效降低传统人工评分方式中主观因素的影响。
智能拆分知识点--促进知识积累。在传统英语学习过程中,学习者往往采用题海战术,通过大量词汇的背诵和题目的解析,提高个人的英语水平和应试能力。人工智能英语学习平台的建立,能够突破传统英语学习方式和内容的限制,对学习内容、学习能力和学习方法进行细化拆分,注重知识点之间的关联概率,并根据学习内容、学习风格,筛选出适合学习者的学习重点和难点。知识点拆分越细,对每一个学生的诊断才能更精准,学生真正可以做到哪里不会学哪里,教育者的教学才能更有效。人工智能英语学习平台的建立,还可以监测英语学习盲点,降低学习内容的重复率,提高学习效率。
人工智能技术创新英语学习方法
语音识别辅助听、说练习。语言是人与人之间进行信息交流的重要手段,在自主学习过程中运用人工智能语音识别技术进行英语听说练习,通过人工智能技术实现语言交互,通过机器翻译功能,强化对英语语言的理解。人工智能英语学习平台的响应速度较快,机器在听取学习者的英语表述后给予恰当的反馈,可以模拟真实交互场景,例如,在英语听力训练过程中,需要区分相同、相似发音词语,back[bæk]--bike[baik]、and[ænd]--end[end]、sick[sik]--seek[si:k]等,人工智能技术可以使识别过程趣味化、可视化。其次,要了解跨文化中交际双方的交际意图和交际方式,可通过人工智能技术的应用,反复多次的进行英语跟读、对话练习。人工智能可根据学习者当前的英语水平提供针对性的训练,助力于学习者快速高效了解交际意图和文本内容。
交流氛围营造助力英语对话学习。英语学习的核心是能够熟练地运用语言词汇进行英语交际,因此,人工智能技术的有效应用,需要为学习者创造一个可以自主交流的学习工具,注重学习者英语交际能力的培养。英语学习是一个熟能生巧的过程,要营造科学的英语交流氛围,激发学习者的对话兴趣,为学习者提供一个英语对话场景,并要求学习者反复进行模拟训练,直到学习者能够熟练地运用对话内容和交际策略,达到自主交流的目的。
教育式人工智能具有一定的行动能力,能够随时陪伴在英语学习者的身旁。如名师机器人助教与英语学习者展开英语对话,保持互动,从而达到寓教于乐的效果。人工智能技术不仅能够替代传统的人与人交流,还能够在教育事业中发挥智能优势,例如,科大讯飞公司推出了一款智能陪伴机器人,能够针对当前学习者的英语学习内容,主动进行学习引导,与学习者展开交流互动。在人与机器对话的过程中,辅导机器人通过观察学习者的表现,及时的给予英语词汇提示,辅助学习者完成基本的英语对话。人机互动能够提供更加全面的口语练习机会,在进行中国传统节日学习时,优先向学习者提供常用的英语交流内容:SpringFestivalisonJanuary(春节在一月),并衍生出中秋在八月、清明在四月等。由PeopleeatmooncakesinMid-AutumnFestival(人们在中秋节吃月饼),衍生出PeopleeatricedumplingsatDragonBoatFestival(人们在端午节吃粽子)等,并围绕相关主题展开交流互动,提高了学习者口语交际能力。
英语阅读丰富英语词汇学习。通过提供丰富多彩的阅读内容激发学习兴趣,如人工智能具有的虚拟陪伴功能,可将采集到的海量阅读内容精选推送给学习者,并以英语阅读材料为基础布置学习任务,学以致用,激发英语学习者的内在动力。人工智能英语学习平台具有许多游戏功能,如词汇闯关、场景互换等,都可以作为阅读练习的辅助工具。通过闯关升级,阅读内容逐渐扩充,阅读难度层层提升,增加了学习的趣味性和挑战性。通过人工智能技术的应用,创建了虚拟的学习环境,获得沉浸式的学习体验,如设计学习者喜欢的虚拟形象,并围绕阅读内容与学习者展开交流互动,在阅读过程中根据图片信息、视频信息进行英语文章创作。例,虚拟故事人物说Ienjoyedthefoodverymuch.(我很喜欢这里的食物),suchas…,在阅读过程中学习者可掌握与食物相关的英语词汇,然后学习者进行自主回复Don’teattoomuchjunkfood.(别吃太多垃圾食品)。
英语写作培育语言组织能力。英语学习中阅读与写作相辅相成,结合阅读时所涉及到的知识内容进行文章创作,可达到事半功倍的效果。人工智能技术的有效应用,随时随地分析当前学习者的英语知识掌握情况,制定出个性化的写作任务。引导学习者结合文章的上下文信息,确定写作主题,培养学习者良好的英语写作习惯,并在智能平台发布创作的英语文章,与其他英语爱好者展开交流探讨。例如,LastSpringFestival,LiwasinCanada.(去年春节,李去了加拿大)Itwassnowy。Liwentskating.(下雪了,李去滑冰了)。围绕这一阅读内容,人工智能技术推送下雪时的常用英语词汇和表述,制定相应写作任务。之后,学生通过在线主题句填空,补全例子,段落翻译、段落临摹、段落总结等方式进行英语写作,并对完成后的作品进行智能评阅,在线交流讨论等。
人工智能技术赋能英语学习,改变了传统的英语学习方式和过程,打破学习时间和空间的限制,学习者可以利用碎片化时间,接触前沿信息,掌握实用技能。通过人工智能技术的有效应用,促进学习者深度学习、个性化学习,促进英语教育教学有效化、精准化发展。人工智能具有的丰富的网络教学资源,也可在学习者遇到困难时,利用多维视角向学习者提供实践论证依据,全面提高学习者的自主分析能力和实践探究能力。人工智能技术赋能英语学习,改变了学习生态,为英语教学带来了诸多机遇和挑战,教育者要因势利导,主动作为,推动人工智能技术和英语教学的有效融合。
(刘娟内蒙古财经大学外国语学院)
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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