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“AI+教育”时代已来临

2019-09-25明星

中关村 2019年9期
关键词:人工智能教育

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随着人工智能技术的发展,AI已经被应用到了教育的各个环节当中。“AI+教育”已然成为教育行业未来的发展趋势之一,AI也成为了教育走向未来的重要驱动力。

“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。”这是习总书记在给人工智能教育大会的贺信中提到的一句话。

2017年,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》,并明确提出,要逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育,培养复合型人才。

紧接着,教育部发表了《教育信息化2.0行动计划》,尝试为智能教育搭建好平台。《中国教育现代化2035》中也提到了,要以“智能”为先驱,以人才培养为核心,提升校园智能化,推动新型教学模式、教育服务新业态,推进教学治理方式变革。

在国家政策高度重视教育信息化、智能化、现代化的大背景下,我国一批科技公司在践行AI赋能者角色力量的同时,也将教育产业融入AI的升级思维,积极开拓“AI+教育”领域。

2019年9月,新的开学季来临之际,旷世科技的AI系统就在网络上大“火”了一把。

为了打造智慧教學的课堂场景,旷世科技在某中学推出了基于人脸识别、行为识别、表情识别等AI视觉技术的课堂教学评价系统。这一系统可以通过对课堂视频数据进行实时的结构化分析,反馈学生的行为,例如趴桌子、举手、站立等。还能记录他们的表情,不论他们是高兴、难过,还是困惑、害怕等,都能精细地捕捉到。除此之外,学生上课的专注度、前排上座率等多维度课堂数据,也能被机器全面地反馈出来。这些数据都被用来辅助教学评估评价。

虽然网友对此事的态度褒贬不一,但旷视科技的这套课堂教学评价系统,针对学生的行为识别、表情识别能力,可以有效解决传统教学对教学质量评估维度单一、教师无法关注到全部学生、缺少综合高效的闭环反馈等问题,帮助教师改善教学模式、方法,提高教学质量。

在旷视的智慧教育解决方案中, 课堂教学评价系统只是其中一项产品。这家公司结合校园实际的场景需求,基于自主研发的人脸识别等多项尖端AI视觉技术、高效的平台开发以及硬件创新能力,在教育领域打造了一系列行业解决方案,包含课堂教学评价系统、智能考勤系统、校园安防系统、宿舍管理系统、人证核验系统、门禁通行系统、会议签到系统等软硬一体化的智慧教育产品。

无感考勤技术是基于旷视智能考勤系统而实现的。通过旷视自主研发的考勤摄像机自动巡航抓拍学生人脸信息,再配合旷视课堂智能考勤主机盒子MegBox-B2D的智能化分析能力,旷视智能考勤系统以人脸识别验证的方式对上课的学生进行身份核实,从而实现无感知无配合的智能考勤。

除此之外,校园安防也是学校非常重视的一个领域。为此,旷视推出了M5智能面板机、人脸识别半球机、人脸识别闸机等智能通行产品,可以为校园宿舍、教学楼、会议室等场景提供以人脸识别技术为支撑的快速通行、签到体验。另外,支持300人脸高并发人脸检测与抓拍的人脸识别抓拍机,能够做到实时陌生人预警、黑名单布控和轨迹分析等功能,从而提高了校园安全保障能力。

让教育装备智能化,是旷世一直在努力做的事情。装备智能化,推动实现了精细化、安全化、人性化的校园教学和后勤管理,从而提高了教育的信息化、智能化水平。

除了装备智能化,还有一家科技公司商汤科技从教学上下功夫,与学校深入合作,致力于解决AI基础教育推广过程中面临的“如何教、谁来教、如何学、如何评价”四大问题,不断发挥AI基础教育生态优势,意图实现AI在教育领域的普及化和普惠化发展。

按照商汤科技创始人汤晓鸥教授的想法,人工智能是素养课程,而非单纯的技术课程。对于青少年来说,具备AI知识将会成为学生未来有力的竞争力。商汤科技希望通过不断推进人工智能基础教育,让孩子们为AI时代做好准备。

2018年,商汤科技率先在全国发布了AI教材《人工智能基础》,如今已覆盖全国百余所高中,发行10万余本。2019年5月,这家公司又发布了全国版AI教材——《人工智能入门》,进一步将前沿的AI技术和丰富的应用经验,降维至适合初中生学习的AI基础课程,旨在让学生掌握基本编程语言,了解AI的基本原理。

这本《人工智能入门》共分为4册,语言通俗易懂,考虑到学生的认知规律,教材在整体设计上以任务为驱动,穿插知识点来推进,使得知识学习与思考应用相互配合进行。此外,结合商汤科技提供的专业实验平台和丰富的教辅教具,学生可以进行多项的编程练习和小项目,充分发展学生的动手能力与创造能力的同时,让他们对AI技术获得更深入的理解。

教材解决了“教什么”的问题。与之相伴随的人工智能教案,意图解决“谁来教”的问题,截至目前,商汤在人工智能领域,已连续培养了国内一线教师超过了450名。

还有“如何学”的问题,这家公司推出人工智能SenseStudy AI实验平台,SenseRover Pro自动驾驶小车和SenseRover Mini小车,作为AI教材的配套教辅,让学生透过平台亲密感受AI的魅力,自己也可以创作出一些算法出来。SenseRover Pro自动驾驶小车,结合SenseStudy AI实验平台,可以一步步完成车道线识别、信号灯标识牌识别等多种任务。SenseRover Mini小车是一台能装进口袋的带有多种传感器的迷你小车,学生可以使用这台小车进行Python语言、传感器使用、电机控制等知识点的学习,还可以编程控制小车完成复杂赛道的不同任务,并且参与竞赛。

可以说,商汤科技全面搭建的以AI教材为核心,涵盖AI教辅、AI教学服务、AI交流展示活动等多维度的完整AI基础教育解决方案,进一步完善了面向政府教育部门、学校、老师、学生、爱好者的AI基础教育生态。

人工智能如何赋能教育?它的落地教育场景有哪些?

为此,中国科学院院士何积丰教授指出,人工智能技术应用于基础教育领域,具体可以分为三个部分:首先是智能化教学工具,包括依靠人工智能和教育方法学的结合,基于AI、知识图谱、语音语义识别、视觉识别、个性化推荐等技术。其次是智能化课程体系,例如课程体系+教学系统,依托于AI技术,研发科学类课程里的体系教育,涵盖编程教育、机器人教育、创客教育等。再次是智能化教学环境,这也是这几年中发展最迅速、最明显的细分领域,例如采用物联网+智能系统,在校园里,无论是工作、学习、生活,均构成一体化的环境,将教学、科研、管理和校园生活充分融合在一起。

同济大学教授张浩进一步解释了人们担忧的一个问题:是不是有了人工智能以后,老师就不上课了?张教授认为,人工智能和人类智能是相辅相成的,并非是人工智能替代智能,更不能替代老师的地位。

“我们要善于利用大数据,来催生数据驱动型教育。大数据的来源有几方面,例如客观记录、主观记录、学生行为、教师行为、社交媒体上的发言等,都可以形成大数据语言。这样才能在教育信息化基础上帮助教学管理科学化、学习个性化、管理精细化。”

一方面是个性化地“教”,作为教师,应该体现教学中的个性化。“过去老师都是猜,现在可以通过数据辅助。”另一方面是个性化地“学”,“以前的学生总是听,现在可以通过个性化数據辅助,学得更有序,从此建立个性化学习模式”。

未来,学校的功能、教育的内容和环境都将会发生转变,AI结合教育才刚刚开始。

可以说,从“互联网+教育”到“AI+教育”,技术创新在不断变革传统教育教学方式,改善教育资源均衡化和学习个性化的问题。

在这期间,企业一直是推动人工智能和教育融合的主力军。近两年来,不断有机构和企业入局“AI+教育”赛道,多种AI教育产品陆续问世,人工智能在教育领域的发展持续火爆。

2019年8月31日,亿欧智库联合华东师范大学考试与评价研究院共同发布了《2019全球人工智能教育行业研究报告》。该团队对全球超过5000家人工智能技术企业进行筛选,最终对分布在美国、中国、欧洲地区和以色列的204家企业进行深入研究后,得出了几条结论。

研究发现,仅从功能实现上而言,中外人工智能教育企业的差别不大,甚至在细分功能上,中国教育企业业务比海外企业更为丰富。而且,全球人工智能教育企业选择的业务都与本国或本地区教育发展现状息息相关,例如:中国教育企业集中在自适应的学科辅导,而美国教育企业更多在提供升学与奖学金配套的指导上。

在“人工智能+教育”领域,中国速度领先全球,一方面体现在中国对于人工智能教育的总融资金额和融资数量上在全球范围内是领先的;另一方面,中国的人工智能教育企业更为“年轻”。

另外,调研团队还特别指出,人工智能技术是人工智能教育发展的基础,所以人工智能教育既会受制于人工智能技术本身的发展瓶颈,也会受到教育行业可用数据量不足的限制。仅从消费者付费的角度考量,教育是个复杂的集成体系,最终的教学效果受到教研、教师、技术、甚至是交付环境的多重因素的影响,所以一家企业或者产品的人工智能技术的领先并不等于其教育产品的领先。所以,投资人对于人工智能教育的投资,本质上还是投资教育的逻辑,一个公司教育内容好不好,用户量是否足够大,渠道是否过硬依旧是关键。

不可否认的是,在语音测评、自动批改、拍照搜题等判断属性强的场景,人工智能给教育行业带来了颠覆式的改变,但随着用户需求的进一步深入,在一些非是否判断、有明确结果导向、强干预、强交互的场景内,特别涉及到目的性明确的教授环节,例如欧美的SAT、ACT、CAF等升学或执业考试、中国的学科辅导、少儿英语等,人工智能技术无一例外承担的都是相对辅助的工作,真人教师的作用不容缺失。

甚至有专家指出,人工智能在目前的这个历史阶段,擅长于记录分析的能力,但是在决策判断等方面还是不如人。所以,我们要客观看待现在它正处于发展的初级阶段。

不久前,北京市教委发布了《北京促进人工智能与教育融合发展行动计划》,计划指出,到2020年,初步建成适应新一代人工智能发展的人才培养体系和科技创新体系,北京人工智能领域人才培养和科技创新优势进一步增强,人工智能在教育领域的应用与示范进一步扩展,人工智能成为教育变革新动力。到2025年,人工智能领域人才培养质量和科技创新能力显著提升,人工智能与教育融合取得重要进展,涌现出一批国际前沿标志性原创成果,聚集起一批具有国际影响力的创新团队,有力支撑北京成为国际人工智能创新中心。到2035年,北京人工智能与教育相互高效赋能,人工智能全面推动教育回归本真,教育持续支撑人工智能健康发展,为我国跻身创新型国家前列提供强有力的人才保障和科技支撑。

为了实现上述目标,北京市未来将进一步推进人工智能素养教育及实践活动,实施青少年人工智能素养提升工程,推动人工智能学习纳入综合社会实践活动和开放性科学实践活动,全面储备未来人才。同时,利用人工智能技术提升基础教育质量,突破优质均衡发展瓶颈;扩大优质教育覆盖面,缩小中心城区与远郊区以及校际间差距,实现兼顾个性化和规模化的高质量基础教育。

在职业教育方面,北京市将优化职业教育结构,聚焦技术技能人才培养,推动学历教育与技能培训并重的人工智能职业教育。同时,还将畅通技术技能人才成长渠道,大力开展职业院校人工智能职业技能培训,完善大数据、人工智能相关专业和课程建设,鼓励职业院校建设或校企共建北京人工智能产业创新创业实践基地。支持校企“双元”合作,动态更新人工智能数字教学资源,建设优质教学资源共享平台,进一步扩大优质资源覆盖面。

北京市还将支持高校设置人工智能学科方向,加大人工智能领域学科投入,促进相关交叉学科发展,建设若干人工智能高精尖学科。对照国家和北京产业发展需求,积极开展“新工科”实践,建设若干人工智能一流专业。

此外,还将持续推进人工智能方向复合型人才培养:加快人工智能与计算机、控制、数学、心理学等专业交叉融合,形成“人工智能+X”人才培养模式,培养贯通人工智能理论、方法、技术、产品与应用等的纵向复合型人才,以及掌握人工智能与经济、社会、管理、标准与法律等的横向复合型人才。

计划还提到,北京市将加强师范生学习掌握人工智能知识,加大教师人工智能知识和技能培训,推动高校教师与人工智能行业工程技术人员、高技能人才双向交流,支持高校教师参与中小学人工智能素养教育及相关研究工作,不断增强教师应用人工智能的能力。

总而言之,人工智能在教育领域只是刚走了半步,还有很长的路要走。这需要社会各界共同参与进来,探讨双方的结合点,解决当中的痛点,才能使人工智能全面在教育领域落地。

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