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          回顧與展望:2018智能教育在前行
          發布時間:2019/1/17 8:56:45     點擊次數:273      文章作者:摘自《中國教育報》2019年1月12日

           

          隨著國務院《新一代人工智能發展規劃》的發布,提出了發展智能教育,并將其上升為國家戰略的重要組成部分,利用人工智能推動教育變革進入了新階段。2018年,經過一年多的發展,在社會各界力量的支持和參與下,智能教育在政策、研究、實踐、人才培養等方面都取得實質性進展,呈現出良好的發展態勢。

          進展一:政策持續引領,多方協同創新

          智能教育的發展是國家意志的體現。國家高度重視人工智能在各行各業中的應用,2018年3月召開的全國兩會把“人工智能”寫入政府工作報告。4月份教育部出臺了《教育信息化2.0行動計劃》(以下簡稱《2.0計劃》),正式啟動了教育信息化的轉段升級。“智能化”是教育信息化2.0的核心內涵和顯著特征,在《2.0計劃》文件中出現了36次“智能”和27次“新”的相關詞,凸顯了教育信息化2.0的新變化、新特點。發展智能教育是教育信息化2.0的重要內容,通過開展“智慧教育創新發展行動”實施計劃,用人工智能推動教育的模式變革和生態重構。

              智能教育的發展呈現出明顯的協同創新特點。高校具有理論優勢,企業具有技術優勢,政府政策引領,多方協同創新,共同推進智能教育的創新發展。2018年7月,科大訊飛聯合清華、北大、北師大、華東師大等七所著名高校專家,共同成立了智能教育專家委員會,發布了《智能教育宣言》,倡導要主動把握智能時代新機遇,推動智能教育合作創新,加強智能教育關鍵技術研發,引領智能教育應用研究,推進智能教育產業協同發展,打造智能教育應用生態體系。8月,首屆中國智能教育大會在北京召開,共同探討當前智能教育的發展現狀與趨勢。教育作為一門人文社會科學,越來越受到自然科學研究范式的影響,國家自然科學基金委員會設立專門交叉融合項目資助渠道,推進信息科學、生命科學與教育科學等人文社會科學的交叉融合。智能教育的發展得到了各級政府部門的大力支持,許多人工智能企業與北京、上海、江蘇等多個省份展開全面合作,將人工智能技術應用到教學、學習、考試、評價、管理等各個教育教學場景。

          進展二:人工智能技術引發課堂革命

          課堂是教育信息化變革的主戰場,當前已經進入到了深水區。教學過程的基本結構要素,主要包括教師、學生、媒體、內容及其相互之間的互動關系等幾個方面。人工智能在引領教育信息化轉段升級過程中,對教學的主要結構要素都產生了重大影響。

          教師方面。國際上做過調查研究,分析了未來360多種職業被人工智能所替代的可能,結果顯示教師被替代的可能性僅有0.4%,這說明了教師職業具有難以被機器簡單替代的獨特性。但是從智能教育實踐來看,基于人工智能的智能教師代理,開始逐漸滲透到教師工作的方方面面,主要包括:學情精準分析、教學設計方案智能生成服務、個性化作業批改助手、智能組卷與閱卷支持服務、學業大數據分析和結構化呈現服務等等。

          在人工智能等新一代信息技術的支撐下,教師基于課前、課中、課后全過程的數據采集和動態分析,實現了教學決策數據化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送個性化,為學生制定最優學習路徑,促進了全體學生的個性化發展和智慧成長,真正實現了以學定教、先學后教的智慧教學理念。

          學生方面。人工智能讓個性化學習、因材施教成為了可能,改變了傳統班級授課制模式下的整齊劃一、統一步調的學習方式。在當前智能教育實踐中,許多學校開始建設個性化學習資源庫,智能推薦引擎為學生推薦最合適的學習資源,知識跟蹤模型對學生的學習狀態進行跟蹤,知識圖譜技術提供了知識結構化的原始表征形式,實現了學習內容自適應推薦的個性化學習。基于人工智能的學習分析平臺,配合網閱系統、手閱系統,打通課內學習和課外學習的數據接口,構建一體化的學習分析支撐環境,形成基于人工智能技術的學習新方式。

          考試評測方面。隨著語音識別、圖像處理、手寫識別等人工智能技術的日臻成熟,智能閱卷已經廣泛應用到各類考試場景之中。從智能教育的實踐情況來看,人工智能技術支持的閱卷系統,作為考試質量監測的一部分,已經多次應用在各個地區的中考和高考閱卷工作當中,促進了考試結果的公平、公正。智能閱卷不僅可以實現對客觀題的自動打分,還可以實現對中英文作文、翻譯、問答等主觀題的自動評分,可以有效地幫助考試主管部門進行空白卷、相似卷、抄襲題干等異常答卷的自動檢出,通過機評分參與一評或者校驗,在提高閱卷質量的同時,大幅減少人工閱卷的工作量。

          學習環境方面。隨著互聯網、物聯網技術的發展,各類智能終端走進學校,為學校帶來了立體化、互動式的智能學習環境。智能學習環境不再是單純的物理空間,而是被技術改造、虛實結合、線上線下融合的多維度學習空間。在實踐中,除了傳統學習場所升級為智慧學習場所以外,無人值守的智能圖書館、帶有自動圖像分析功能的智能錄播教室等新型學習空間也開始涌現。智能學習環境革新了傳統教育理念,為學習者帶來了更加舒適的學習體驗。環境感知技術可以調節學習環境中的光線、聲音、溫度、濕度,重要物品上的二維碼和GPS標簽能夠追蹤物品流轉定位,RFID技術整合校園一卡通能夠為校園管理和校園安全帶來保障。人工智能推動了學校發展,全面推進了智慧學校建設。2018年4月,教育部發布了《中小學數字校園建設規范(試行)》,提出了“云—網—端”的架構模式,對學校的基礎設施、信息化應用等方面做了規范和要求。11月,中國教育科學研究院未來學校實驗室發布了《中國未來學校2.0:概念框架》,對學校、學習、課堂、學習路徑等核心概念進行全面審視。同時,多家企業提出了智慧校園解決方案,將人工智能技術與學校實際教學需求深度融合,為師生提供實用性強、滿意度高的學習生活環境,營造積極向上的校園文化。

          進展三:大數據提升教育治理效能

          從實踐情況來看,全國許多地區已經具備了教育大數據綜合治理服務平臺建設的基本條件,包括較好的教育信息化基礎設施、網絡環境、軟件系統以及較高的教師信息化素養。教育大數據綜合治理服務平臺建設的核心是大數據能力平臺的建設,擁有可支撐大規模數據存儲與計算的物理設施,具備一站式大數據存儲管理、分析挖掘和服務提供的能力,具體包括數據采集能力、清洗能力、建模能力、共享能力和展示能力等幾個部分。

          教育大數據提升教育治理效能,主要表現在大數據輔助管理決策和教學質量監測與提升兩個方面。

          教育大數據輔助管理決策。教育大數據促使教育管理決策更加科學化,進而促進現代教育治理的形成。教育綜合治理需要處理大量數據,包括教學數據、學習數據、管理數據、科研數據、服務數據等類型。教育大數據作為教育信息化2.0行動計劃落地的抓手,全國許多地區在頂層設計上,已形成了一套區域教育大數據規劃的方法論及配套的規劃編制工具,在多個教育大數據規劃項目中得到應用。針對新高考改革政策給學生和學校帶來的諸多挑戰,許多企業推出了新高考綜合解決方案如“智能排課”,利用人工智能排課算法,幫助學校解決課程表編排難的問題。還有“高中發展指導平臺”基于學生成長模型,解決了學校選科指導和生涯課程教育的問題。“AI班牌”則通過人臉識別等人工智能技術,有助于學校解決走班模式下全場景考勤的問題。

          教育大數據輔助教學質量監測與提升。近年來,利用大數據進行教學質量監測越來越受到各地教育主管部門的重視。2018年11月,“大數據時代的未來教育論壇”在北京召開,探討區域大數據的應用與推進,通過教育大數據給予學生個性化、精準、適應性的學習指導。教育大數據也促進了教育質量改進的關鍵參與者之間的緊密協同,使學生家長、學科教師、班主任、教研員、校長以及區域教育行政管理者形成區域教育質量提升合力。通過大數據監測區域內教育資源流動,以重點校帶動薄弱校,實現優質資源共享和雙師教學,促進區域內教育公平。在智能教育的實踐中,基于大數據的精準教學系統已經逐漸在各級學校中展開應用,個別地區甚至已經實現了區域內全面覆蓋。教師通過一臺掃描儀和電腦即可實現對學生作業及考試數據的日常采集,根據系統自動生成的可視化學情報告,不僅可以了解班級整體學習水平,還可以查看到每個學生的學習情況,進行有針對性的指導。許多企業利用最新的人工智能成果,在全國多個地區嘗試大數據個性化教學,實現日常作業、隨堂測驗、考試等全場景教與學過程性數據采集,通過大數據分析幫助教師預設課堂教學重點,面向個性化學習進行教學質量監測,提升服務環境。

          進展四:人工智能人才培養開新路

          《中國制造2025》提出了通過“三步走”實現制造強國的戰略目標,需要大批規模化的人工智能等高端制造業人才。據高盛《全球人工智能產業分布》報告統計,中國人工智能人才缺口超過500萬。2018年國家在高等教育和基礎教育領域,實施了多項人工智能人才培養政策措施和實踐項目,開創了人才培養工作的新局面。

          高等教育領域。教育部頒發了《高等學校人工智能創新行動計劃》,把完善人工智能領域的人才培養體系作為三大重點任務之一。2018年3月,教育部遴選612個高校項目入選首批“新工科”研究與實踐項目,涵蓋了包括人工智能等熱門“新工科”在內的19個項目群。人工智能入選教育部“新工科”研究與實踐項目,是人工智能人才培養工作的提前布局。2018年4月,中國人工智能學會聯合中國科學院大學主辦了首屆“全國高校人工智能學院院長/系主任論壇”,深入探討人工智能學科建設、人才培養體系與產業人才需求匹配等亟須解決的問題。

          基礎教育領域。教育部新修訂的《普通高中信息技術課程標準》,將人工智能初步列為選擇性必修模塊,大幅提高人工智能與編程內容的地位。2018年5月義務教育學校中的首個人工智能創新教育實驗室在蘇州正式建成使用,通過先進的人工智能產品和設備,構建基礎教育階段人工智能課程,培養具有人工智能素養、創新思維的新一代人才。7月,西北師范大學、北師大出版社共同發布了人工智能教材——《人工智能(初中版)》,旨在提升學生的人工智能素養,幫助學生建立起對人工智能的鑒賞力、理解力和應用力。許多學校和企業合作共建人工智能創新教育實驗室,推進人工智能課程教學,顯現出人工智能人才培養的新態勢。

          (本文摘自《中國教育報》2019年1月12日第三版,作者:黃蔚、劉邦奇、劉俊生)


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