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关注:人工智能来了 学校咋应对

作者: | 发布时间:2018-12-25 09


核心提示

当前,人工智能在很多领域都成为热门词汇,中小学校相关教育也开展得如火如荼。人工智能的概念怎样界定?对中小学教育有何影响?未来发展方向又是什么?记者就此采访部分业内专家和学校校长。



人工智能到底是什么

在刚结束的第三届全国基础教育信息化应用展示交流活动上,3D打印、物联网、虚拟现实、人工智能等各种“黑科技”成果让人大饱眼福。其中,人工智能在教育领域的应用格外引人瞩目。


当前,人工智能广受关注不仅仅在教育领域,可以说是全社会都热议的焦点之一。究竟什么是人工智能,它和传统的信息技术有哪些异同?关于其概念界定恐怕多数人都有云里雾里之感。


按目前公认说法,人工智能英文缩写为“AI”,是计算机学科的一个分支,它采用人工的方法和技术,通过计算机系统来模仿、延伸和扩展人的智能。首都师范大学教授、北师大智慧学习研究院智慧学习白皮书首席研究员方海光表示,人工智能相比传统的信息技术是更高阶的技术开发和应用,它更强调的是应用技术模仿人的智能,而不仅仅是应用技术,它具有强烈的目标性,更倾向于模仿人的思考和行为。


国家教育咨询委员会委员、国家教育考试指导委员会委员王本中一直关注人工智能对中小学教育的影响。他认为,现在人工智能既是一种学习的内容,也是一种学习工具和学习手段。“随着技术的不断成熟,人工智能将会与传统课堂教学有机结合起来,形成智能课堂。”


从概念到应用没那么玄乎

才结束不久的北京市2018年普通高校招生外语口试备受关注,不仅因为这是新高考方案下的首次英语口语测试,焦点还在于全市六个考点统一使用了“人机对话”模式。而在“人机对话”过程中,人工智能技术就起到了关键作用。


在考试中,人工智能口语考官不仅能进行语音评分,还能纠错,对平翘舌音、前后鼻音都能进行精准分辨。基于人工智能的评分不仅更快,而且更准和更公正。相关专家介绍,其原理就是通过前期抽取样本数据进行训练,通过大数据处理形成机器考官的评价标准。“这一技术的应用,国内在多年前就已有了。”该专家介绍说,目前这种智能评测技术已在试卷批改等更多方面推广应用。


记者采访了解到,目前北京不少中小学、校外机构及高校科研机构在教学、评价及监测等方面都使用了人工智能技术。北京市第十九中学目前正在和清华大学教育研究院联合进行实验研究,通过测量学生上课时候身体反馈的实时数据,对学生的学习情况进行观察。


北京十九中校长高新桥介绍,学校是在学生和家长知情同意的情况下进行的实验。从上学期开始,学校已经进行了2个环节的实验,上课时老师和学生同时都戴着头环和腕表,进而测量数据。“从学校的角度,是想关注学生的学习心理,目的是提高学生学习的效能和品质,不断影响学生的学习态度。从教师层面来讲,希望老师们根据实验反馈,进行有效的、活泼的教学活动设计与实施,提高课堂效率。”


北京师范大学未来教育高精尖创新中心搭建的“智慧学伴”智能教育公共服务平台,还将学习者模型、智能教育技术、资源与服务汇聚和现代教育治理四个方向的研究成果应用在平台上,实现了双师服务、综合素质评价、学科素养评价、心理素质测评、体质健康监测等个性化内容服务。他们还研制出了涵盖300多个指标的诊断与测评框架,上千套测评工具和上万个优质资源。


变课程进教材

2017年5月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程。11个月后,教育部发布关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知。提出高校未来将形成“人工智能+X”的复合专业培养新模式,并对中小学阶段普及人工智能教育提出相关要求。


2018年4月28日,由商务印书馆、华东师范大学出版社等多家联合出版,号称全球首部人工智能普教教材——《人工智能基础》(高中版)在上海发布,清华大学附属中学、北京三十五中等全国40所学校成为首批“人工智能教育实验基地校”。


短短一年内,关于在中小学开展人工智能教育的文件和举措频频公布,足见国家及全社会对人工智能教育的重视与关注。香港中文大学人工智能专家林达华也预言:“未来,人工智能将是学生必备的基础知识之一,与传统的语文、数学课同样重要。”


那么,人工智能教育在北京市中小学开展的情况如何呢?记者采访了解到,人大附中、清华附中、北京三十五中、北京中学、中关村一小等一批具有超前意识的学校早已走在前列,他们通过开设校本课程、建设实验室等形式,普及人工智能知识或引导学生开展相关研究。


去年10月,人大附中在清华、北大、中科院、航天科技等单位十几位专家的指导下,结合办学实践,系统梳理了金字塔形的中小学“STEAM+人工智能教育”课程体系,重构了与人工智能本身感知、认知、创新三个层次相对应中小学人工智能教育课程体系。


几年前,北京三十五中就依托中国科学院自动化研究所、清华大学两个单位分别建设了智能科学与技术实验室和人工智能机器人实验室。其中,智能科学与技术实验室建设了智能移动机器人平台、智能交通系统平台、无线传感网络平台和新一代人机交互平台,人工智能机器人实验室软硬件装备涵盖VEX机器人、基于Arduino的智能家居系统、服务机器人、小型开源研究平台Turtlebot等十几个平台,学生可在这些平台上开展人机互动、人工智能深度学习等。



助力智慧校园建设

上周,作为第三届全国基础教育信息化应用展示交流活动的分会场之一,北京市第二十中学系统展示了在信息化建设包括人工智能技术应用方面的成果及构想。


北京二十中通过同一套数据库,把小营、永泰、新都三个校区的教育资源集成在了模拟数字平台上,各校区之间通过光缆连接,实现完全的同步和共享。无论是打电话,还是查阅资料,教师的学习办公完全是在同一平台上,就像在自己的学校里一样。不但所有的资源能够共享,而且硬件设备也能共同发挥作用。 


据该校校长陈恒华介绍,学校每学期至少要为学生提供期中期末成绩报告、综合素质评价报告等四个不同报告,这些报告不需要老师刻意去写,只需每天把学生的学业成绩、行为表现等情况记录到数据库里,系统会根据数据库数据自动产生学生综合情况报告,需要时调取打印即可。


陈恒华表示,未来学校终端将通过5G技术采集学生一天生活、学习方面的数据,进行有针对性的诊断。“如在教室装设有声音采集设备,自动识别每个学生的声音,在课堂上发言几分钟,参与了多少讨论,在校园活动一天运动量有多大,心率是多少,通过记录、分析这些数据来评价学生的表现。”


就在上个月,海淀区教育委员会还与科大讯飞在海淀区教科院签署了战略合作框架协议,人工智能教学联合实验室成立。该实验室主要聚焦学生发展和种子教师的培养,重视课程开发及应用;研究技术与教学的完美融合,提升学生的学习能力和创造能力;发挥大数据的精准化服务、科学服务,为教育改革发展保驾护航。


方海光分析指出,未来人工智能一方面对于学校的智慧校园建设具有深刻影响,通过智能化技术应用带来学校业务的优化、决策的科学、体验的舒适;另一方面对于学校的课程建设具有影响,甚至是对于学生智慧的拓展具有很好的启发效果。


三大因素影响人工智能教育

记者了解到,目前北京市只有少数学校已经实际应用了人工智能技术,大部分中小学还仅限于人工智能课程开发和实施,主要是进行的诸如编程教育、硬件开发和人工智能校本课程方面,也有一些是和STEAM课程结合在一起进行。


目前,影响中小学人工智能教育的因素有哪些?方海光认为,影响人工智能应用的决定因素有三:其一,学校师资情况,特别是是否具有人工智能相关背景的师资;其二,学校相关环境情况,是否具备或者部分具备人工智能相关开发的环境,甚至是人工智能及其相关分支的各种实验室及环境的支持;其三,学校相关课程情况,学校能否为适合本学校的学生提供适合的课程及其延伸的配套课程及环境。


方海光还指出,人工智能是一个还在继续发展的学科,本身的技术发展状态并没有停滞,因此所建设的学校课程应当是以发展的眼光去设计,而不应该停留在固定的应用和操作的重复性上。事实上,人工智能应当结合具体的应用场景才可以发挥其特有的优势,学校不应该故步自封地照搬别的学校的模式和效果。能否结合学校的特点和发展理念,开发出突出学校优势的人工智能应用,这是学校在人工智能应用方面存在的最大问题。


未来已来,学校和课堂都在变革的路上。业内专家分析,未来人工智能教师教学质量和水平已经能够达到一般教师水平,不仅仅是在一些重复性高的繁重的工作方面发挥优势。而且,人工智能学校将会更大力度地支持个性化学习,可供学习的环境也不仅仅是教室一类的固定场所,人工智能支持的学习将是多场景贯通、多内容融合、多空间协助一起进行的。


新技术要服从价值合理性

记者采访发现,关于人工智能在教育领域的应用前景,并非众口一词,也有业内专家给出不同的思考。


北京开放大学校长褚宏启认为,技术是把“双刃剑”,我们也可以用技术服务于应试,把应试做得更精致,实现技术合理性和价值合理性的融合。技术的合理性永远都要服从价值的合理性,技术手段不能助纣为虐,技术手段应该让我们的孩子得到更好的发展。


中小学培养学生具备核心素养,第一是给孩子健康的身体,第二是给他一颗聪明的大脑,第三是给他一个温暖的心。在第一方面,技术有它的制约性,如果技术过于突破,可能会出现什么样的问题,会不会影响孩子的身体健康,特别是眼睛。技术很重要,但稳定的技术怎样让我们的孩子有一颗温暖的心是值得思考的问题。


与褚校长所持观点一致,有中小学校长认为教育本质上是一种“交互”活动,而智能教学系统无法实现最充分、最真实的交互。此外,就态度、品德、情感等教育问题而言,机器无法像人类教师通过自然状态的交流和观察来判断学生的真实情况,它给出的只能是没有“人味儿”的教育。


也有专家指出,人工智能并非适合所有的学习领域。言语信息大部分属于可形式化内容,适用于智能教学系统;智慧技能分为辨别、具体概念、定义性概念、规则和高级规则,其中前四项属于可形式化内容,适用于智能教学系统,而高级规则属于复杂形式化内容,部分内容不适用于智能教育。


□文/本报记者 赵艳国 赵翩翩