人工智能在教育领域的辅助应用

2020-04-22伍绍琦

西部学刊 2020年2期

摘要：在教育领域应用人工智能能够创造高质量教育资源，增加学习优势;优化教育供给结构，促进教育公平;促进教师专业技能发展，为教师赋能;优化学科建设，合理学科布局。但目前应用人工智能存在伦理道德争议、安全隐私、人性化交流等问题，应该理性看待人工智能在教育领域的应用，提升教师、教育部门应用理念，优化人工智能在教育领域的普及应用。

关键词：人工智能;教育领域;辅助应用

中图分类号：G434 文献标识码：A文章编号：CN61-1487-（2020）02-0108-03

人工智能（Arti?ial Intelligence，AI）是一项研究、模拟、扩展和扩展人类智能理论以及相关方法和应用的技术，它通过计算机模拟人类智能，并最终使其像人类一样思考、学习和识别。近年来，由于人工智能在教育领域的渗透，教育生态深度变革，受到了全世界的普遍关注，它已被世界各国提升为国家战略高度。如2017年3月，李克强总理在《政府工作报告》中首次提出人工智能新兴产业发展计划;2019年5月在北京举办以“规划人工智能时代的教育：引领与跨越”为主题的国际人工智能与教育大会。人工智能所带来的技术变革已然给教育带来巨大的改变，在教育领域，人工智能为课程与教学带来了机遇，它存在一定的辅助作用。[1]

一、人工智能为教育领域增加优势

人工智能会助力教育供给侧改革，使教育供给侧改革更加智能化。随着人工智能和教育的融合进一步深化，未来将能够看到很多的变化。例如现在正在开发的人机协同教育，我们认为这种新型的双师体系教学方式让课堂更加有效率。[2]相信下一步人工智能与教育会进一步融合，进而会带来更多的创新和变革的可能性，且我们相信未来“人工智能+教育”也會像“互联网+教育”一样，在教育领域成为常态。[3]我们从教学资源、教学公平性、教师专业发展、学科建设等方面探究了人工智能在教育领域的优势。

（一）人工智能可以创造高质量教育资源，增加学习优势

人工智能的知识储备丰富，能够为“教与学”提供无限多的教育资源，它能通过数据处理，把课程与教学中所需要的知识点输入系统，能够实现教师所不能完全了解的知识领域，人工智能已经具备比人强大得多的学习能力，它能够随时随地可以提供，而且更加详尽、完整，并且人工智能的互动方式非常简单，能够提高教学中师生互动的教学效率，强化教师的教学水平。“人工智能+教育”已被寄予了让教育由“千人一面”转变为“千人千面”的希望，让教育回归本质，提高教学的效果。例如，人工智能将使“自适应学习”成为现实。[4]机器永远不会累，它有充足的时间指导学生，也不会对学生产生情绪。当算法发现学生在某个问题上的弱点时，它针对学生的弱点提供指导和相关练习，并提供后续课程以帮助学生克服困难。

（二）人工智能可以优化教育供给结构，促进教育公平

教学成本是制约在线教育规模化的主要原因，随着规模的扩大，教学的边际成本也水涨船高。传统的教育供给是有限的，特别是在贫困地区，由于存在地理位置上的巨大差异，贫困地区师资配备不充足，且往往存在一个教师教授多门科目的情况，成熟教师流动性太强，从数量和质量上来看均不能满足当地教育需求，教育资源不均衡问题十分突出。[5]人工智能可以有效地学习知识的各个方面，可以有效地吸收多学科知识，并且可以不受限制地分布到各个偏远地区，从而可以提高偏远地区教学的数量和质量，从而有效地提高教育公平性。人工智能在教育领域中的应用能够扩大教育普及率以及确保学习质量和教育公平，学习可以不论时间和地点，突破教育的时间和地点限制，为贫困地区带来新的希望。

（三）人工智能可以促进教师专业技能发展，为教师赋能

与传统的教师教学相比，人工智能在知识教学方面可能具有更大的优势，通过语音识别、学习效果量化统计等技术，人工智能可以让教师的工作在很多方面得到解脱。教师可以培养学生的人文素质，并帮助他们进行人际交流。由于教育资源相对有限，一个学校的师生比往往十分悬殊，教师想要发展精细化教育往往受限于现实状况，而人工智能能给与教学新的传授模式。[6]人工智能在教育领域的应用不是为了取代教师，而是代替教师完成低技能任务和日常工作，辅助完成机械重复性任务，使教师有更多的时间和精力来提高教学技能和教育研究，真正实现教师角色的动态变化。同时，人工智能的应用并不脱离以人为本。它基于师生的需求，使学生可以获得更全面的知识，并解决教室中老师所面临的问题。

（四）人工智能能够优化学科建设，合理学科布局

传统教学中，由于学科背景和精力限制，教师往往都是专注于某一具体的学科。但事实上，当前教育更多的是要求多学科融合发展，例如近来日益发展的STEAM教育，便凸显了当前多科学融合建设的发展趋势。人工智能的机器学习，使得其能够快速且全面的吸收各学科知识，进而人工智能有望改进核心科目的学习过程和学习效果以及培养跨学科能力。人工智能的设定不仅可以使分科教学的知识更加深入，还能够整合各学科知识，强化跨学科式综合教学的广度，有效加强学科教学的学习效果，深入发展核心素养，提高未来人才竞争力。[7][8]随着人工智能应用的深入，学生、教师、智能机器将共同组成数字化学习生态系统，让老师和学生以及学生和学生之间、学校的管理者和老师与学生之间可以全时互动，跨时空互动，进而优化学科布局。

二、中小学人工智能应用面临的挑战

人工智能能够带给中小学教学更多的优势，但具有变革性的新兴技术也会给当前教育带来一定的挑战，譬如人机共处、数据泄露、安全隐私等伦理性问题。

（一）人工智能尚存伦理道德问题争议

人工智能技术带来了便利，但它也产生了复杂的道德和安全问题。在教育领域，一方面，人工智能进一步促进了教育的发展，如支持个性化学习、提供高质量服务等;另一方面，人工智能的伦理性问题的确存在，数据的信息安全无法得到保障，例如著名的电车悖论，表面上看，电车悖论和教学应用并未太大关联，但本质上都反应了当前人工智能应用上存在一定限制，毕竟人工智能的实质是基于算法，其应用的决策大多是基于人为的设定，在没有确定其伦理道德争议前是难以应用到教学内容上的。因此，伦理性问题的控制还需得到国家政策的支撑。

（二）人工智能的安全应用问题还有待保障

无论是先前的VR技术，脑机互动技术还是当前的人工智能，它们都是针对大脑进行深度感知、信息互动，在互动中提高教学效率。譬如人工智能学习系统，它能够对学习者进行学习过程中的监管和记录，从而分析学生学习的情况，达到个性化教学的效果。像这样的学生学情大数据分析，虽然可以了解学生的学习成效，进行有针对性的学习评价，但是这些具有隐私性的数据会不会被跟踪泄露，会不会被恶性竞争，目前还无法得到确切的保障。此外，数据来源也存在安全性问题，人工智能的基础是算法，而算法的科学性离不开大数据的支撑，对于学校来说，单个学校的数据集太过有限，难以进行数据的有效分析，因此不得不依靠人工智能和大数据公司所提供的数据，对于数据的来源难以把控。同时，为了进一步提升人工智能在教育的科学性，在应用中还将不断收集各个应用学校的数据，对于学生的数据安全性构成了新的挑战，因此针对人工智能应用的安全问题有必要建立合理的监管平台来保证安全与公平。

（三）人工智能缺乏人性化交流

教育不仅是在教人，更重要的是在育人。人工智能在一定程度上实现了智能化的交流，但它始终是虚拟化存在的机器，目前尚存“数据偏见”问题，从信息流分发可以看到，这种数据偏见越来越严重，因为机器没有情感，只是进一步强化马太效应。人本身是社会动物，真实的社会交往对人来说至关重要。特别是对于中小学生来说，由于较大的课程压力，本身缺乏一定的社会交流，中小学阶段是其成长的关键期，学生需要获得教师正确价值观的引导。在这样的情况下，教师对其交流至关重要，而人工智能在教学上的推进普及，虽然给与教师更大的自由度，但不可避免的会减少教师数量，进而导致对学生人性化交流的减少。因而，人机如何和谐共处还需更深入的思考。

三、理性看待人工智能在中小学的应用

尽管在人工智能的应用中存在一定问题，但推进人工智能大趋势不应停滞。当前已从“互联网+”逐步進入“人工智能+”时代，时代的需求必将推动人工智能的应用，人工智能的确已为教育赋能。在教育上较早的应用人工智能，有助于学生更早的了解人工智能，了解新时代的科技应用，同时，随着时代发展对人工智能弊端的突破与优化，相信会带给教育领域更优质安全的辅助效果，这也更符合新时代的发展趋势。

（一）应引导学生正确认识人工智能

人工智能本质上是一种工具，工具本身没有对与错，更重要的是应用人工智能的人。必须利用人工智能，发挥人工智能的优势，使人工智能在教育中发挥作用。因此，教师应积极引导学生正确对待人工智能在教育的应用。[9]教学的目的是提高学生的认知能力、思维能力和创造能力。人工智能在教学中的应用不是一阵风，也不应该是一个新颖的玩具。有必要引导学生正确认识人工智能在教学中的应用。未来教育应致力于培养面向人工智能时代的创新人才，引导学习者在学习和工作中，培养创造力，发展关键能力与核心素养，从而更好地适应未来时代的发展。

（二）教师应合理发挥人工智能效能

教育是一个渐进的过程，人工智能技术再怎么先进，也肯定替换不了师生之间的心灵沟通和思想启迪。作为教育的直接主体，教师在人工智能应用上要发挥主观作用，着力践行师资队伍建设的国家战略目标。教师是教学过程中不可缺少的要素，学校不会消失，教师不会被取代，人工智能所取代的只是低技能的日常工作，因此，应积极发展人工智能在教育领域中的辅助应用。人工智能的应用所改变的只是教学的过程与方式。在人工智能应用的过程中，教师要积极主动了解并应用人工智能，紧跟时代，集合人工智能推动教育进入新时代。[10][11]

（三）教育机构应合理对待人工智能

作为教育的实施主体，教学机构要合理对待人工智能。教育机构对新技术完全接纳需要长期的适应过程。人工智能既会给教育带来益处，也会带来风险，人工智能的开发应当为人所控、以人为本，始终把对学生的主体地位作为教育的核心。[12]教学机构推动人工智能发展在教育领域中的应用时要注重以服务于人为目的，注重伦理道德教育，养成人工智能应用的好习惯。同时教育部门理应加大对信息技术教材的审查力度，建立人工智能内容体系。

实现中华民族伟大复兴的中华梦需要教育的大力支持。教育作为国家人工智能战略的核心领域，必须与时俱进，积极响应人工智能在教育中的应用。

参考文献：

[1]于泽元，尹合栋.人工智能所带来的课程新视野与新挑战[J].课程.教材.教法，2019（2）.

[2]苗逢春.引领人工智能时代的教育跃迁：2019年北京国际人工智能与教育大会综述[J].电化教育研究，2019（8）.

[3]闫小叶.浅析“互联网+”背景下高校青年教师专业成长问题[J].西部学刊，2019（14）.

[4]李建中.人工智能时代的知识学习与创新教育的转向[J].中国电化教育，2019（4）.

[5]刘清堂，何皓怡，吴林静，etal.基于人工智能的课堂教学行为分析方法及其应用[J].中国电化教育，2019（9）.

[6]胡钦太.回顾与展望：中国教育信息化发展的历程与未来[J].电化教育研究，2019（12）.

[7]侯婧.人工智能时代英语口语教学模式变革[J].教学与管理，2019（33）.

[8]吕恺悦，孙众.“人工智能+教师教育”的现状、动态与问题[J].现代教育技术，2019（11）.

[9]赵慧臣，张娜钰，闫克乐，梁梦.高中人工智能教材的特征、反思与改进[J].现代教育技术，2019（11）.

[10]刘德建.人工智能赋能高校人才培养变革的研究综述[J].电化教育研究，2019（11）.