趙素琴+海川

幾千年來，學(xué)校教育都是以教師為中心，強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，采用說教灌輸式教學(xué)，教師擔(dān)負(fù)著“傳道授業(yè)解惑”的角色。傳統(tǒng)教學(xué)模式下培養(yǎng)出來的人才大多重書本，輕實(shí)踐，動(dòng)手能力差，創(chuàng)造能力差。這種落后的教學(xué)模式已不能適應(yīng)當(dāng)今我國教育發(fā)展和建設(shè)創(chuàng)新強(qiáng)國的需要。

蘇霍姆林斯基在《教育藝術(shù)》中認(rèn)為，“在人的心靈深處有一種根深蒂固的需要，就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者。在兒童的精神世界中，這種需要特別強(qiáng)烈”。我們要敢于打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)培養(yǎng)真正適應(yīng)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)新型和國際化人才?，F(xiàn)代教育技術(shù)是伴隨現(xiàn)代科技的發(fā)展，特別是電子、通訊、計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展而產(chǎn)生的，也是現(xiàn)代教育理論發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。

作為新一輪科技革命的代表，人工智能（AI）技術(shù)已經(jīng)或正在顛覆性地改變著許多行業(yè)和領(lǐng)域，而教育就是其中之一。來自谷歌的世界頂尖的人工智能專家團(tuán)隊(duì)將AI的智能發(fā)展劃分成了三級：第一級是“弱人工智能”，只能夠?qū)Ｗ⒃谝粋€(gè)特定領(lǐng)域，如下圍棋；第二級是“強(qiáng)人工智能”，能夠達(dá)到或超過人類水準(zhǔn)；第三級是比人類聰明1000萬倍的人工智能。

目前，“弱人工智能”已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面：搜索引擎、實(shí)時(shí)在線地圖、手機(jī)語音助手、智能客服等都運(yùn)用了人工智能技術(shù)。盡管人工智能要從感知、行為和認(rèn)知三個(gè)維度全面模擬甚至超越人類，還有很長的路要走，但目前的AI憑借強(qiáng)大的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和大數(shù)據(jù)處理能力，已經(jīng)改變著傳統(tǒng)教育模式與教育形式，在破解教育資源不均、提高教育效率和教學(xué)質(zhì)量、提供個(gè)性化精準(zhǔn)化教學(xué)、優(yōu)化教育評價(jià)系統(tǒng)等方面將發(fā)揮重要作用。

浙江西湖高等研究院人工智能研究室主任于長斌認(rèn)為，人工智能下一步應(yīng)用可能是遠(yuǎn)程教育、自我強(qiáng)化教育，甚至是教育領(lǐng)域的機(jī)器換人。從人工智能現(xiàn)階段研究成果來看，機(jī)器人做數(shù)學(xué)題、英語題完全沒有問題，有科學(xué)家還成功用人工智能自動(dòng)生成科研和學(xué)術(shù)論文，其中有一些甚至被期刊錄用。

高考機(jī)器人

在今年6月7日的“高考”中，人工智能機(jī)器人AI-Maths在數(shù)學(xué)科目的兩套試題考試中分別取得了105分和100分的成績。整個(gè)答題過程中，機(jī)器人不聯(lián)網(wǎng)、不連接題庫、無人工參與，全由機(jī)器人獨(dú)立完成解答。研究人員表示，由于AI-Maths在識別自然語言時(shí)遇到了一些困難，導(dǎo)致部分考題失分。

AI-Maths先后解答了2017年數(shù)學(xué)科目高考的北京文科卷和全國Ⅱ卷的試題，分別用時(shí)22分鐘和10分鐘，北京文科卷得分105分，全國Ⅱ卷（數(shù)學(xué)）得分100分。對這臺機(jī)器人來說，解答一道題目的時(shí)間最快不到一秒。此前總共做了不到500套試卷，大約12000道數(shù)學(xué)題。而一個(gè)中國學(xué)生，按照每天10道數(shù)學(xué)題估算，到高考前已經(jīng)做了大約30000道數(shù)學(xué)題。

考試結(jié)果顯示，這臺高考解題機(jī)器人在不依賴大數(shù)據(jù)的前提下，邏輯分析能力遠(yuǎn)超人類，但在文意理解、多樣性思維上要比人類遜色得多。參與閱卷的資深數(shù)學(xué)老師表示，AI-Maths相當(dāng)于中等成績水平的高中畢業(yè)生，失分主要是因?yàn)椤白x不懂題目”，遇到一些人類語言（而非數(shù)學(xué)語言）時(shí)，無法理解。

專家指出，這次機(jī)器人不得高分的原因較多，首先這個(gè)機(jī)器人并沒有代表機(jī)器人的最高水平，其次機(jī)器人沒有聯(lián)網(wǎng)，不能夠聯(lián)想自己的知識，這樣得低分也是理所當(dāng)然的了。經(jīng)過更多的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)以后，未來AI-Maths會(huì)取得更好的成績。

該機(jī)器人是由成都準(zhǔn)星云學(xué)科技有限公司研發(fā)的一款以自動(dòng)解題技術(shù)為核心的人工智能系統(tǒng)，誕生于2014年。該公司參與了科技部的863“超腦計(jì)劃”。

同時(shí)進(jìn)行的另一場機(jī)器人高考測試中，學(xué)霸君的Aidam首次與6名高考理科狀元在北京同臺PK，解答2017年高考文科數(shù)學(xué)試題。Aidam的成績?yōu)?34分，6名狀元的平均分為135分。Aidam答題耗時(shí)9分47秒。為了展示，Aidam當(dāng)天答題放慢了六倍速度，平時(shí)每道題完成時(shí)間應(yīng)該在7-15秒。

從2014年開始，國內(nèi)人工智能引領(lǐng)者科大訊飛就聯(lián)合了包括北大、清華等在內(nèi)的超過30家科研院校和企業(yè)，共同開啟了一項(xiàng)隸屬國家863計(jì)劃的“高考機(jī)器人”項(xiàng)目，他們希望通過這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施，研制出能夠參加高考并在2020年考上北大、清華的智能機(jī)器人?！俺X計(jì)劃”匯集了國內(nèi)近60%的人工智能專家，其重點(diǎn)就是要研究突破機(jī)器的知識表達(dá)、邏輯推理和在線學(xué)習(xí)能力。

目前，高考機(jī)器人在英語學(xué)習(xí)方面也取得階段性成果：一是翻譯，已經(jīng)能夠讓翻譯能力達(dá)到高考入門水平。二是在廣東地區(qū)的英語高考、中考場景中，在發(fā)音準(zhǔn)不準(zhǔn)、填空題選擇題，判斷你懂不懂知識上，機(jī)器已經(jīng)超過人工。三是口語作文實(shí)現(xiàn)突破。比如給學(xué)生一個(gè)題目《My Mother》，現(xiàn)在AI機(jī)器的評測打分已經(jīng)比人類打分更精準(zhǔn)。

有人提出了一個(gè)十分滑稽的問題，那就是人工智能要是通過高考考上大學(xué)，是不是意味著我們的教育培養(yǎng)出來的就是考試的機(jī)器？這個(gè)問題的邏輯不一定嚴(yán)密，但巧妙地折射出了現(xiàn)行教育體制的一些問題。如果以應(yīng)試為主的教育方式不改變，智能機(jī)器取代老師幾乎是必然。更可怕的是，這樣的教育培養(yǎng)出的人也將被智能機(jī)器淘汰。

AI閱卷批改作業(yè)

面對龐大的考生規(guī)模和多種多樣的考試，專家和老師閱卷成為一個(gè)獨(dú)特的景觀。從傳統(tǒng)的紙筆閱卷到網(wǎng)上閱卷，再到今天的機(jī)器智能閱卷，AI可以輕松解決繁重復(fù)雜的閱卷難題，大大提高閱卷的效率和質(zhì)量。

通過對試卷進(jìn)行數(shù)字化掃描、格式化處理，轉(zhuǎn)換成機(jī)器可識別的信號，機(jī)器就能按閱卷專家的評判標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行自動(dòng)化閱卷，還可以自動(dòng)檢測出空白卷、異常卷，并給出最終的評閱報(bào)告及考試分析報(bào)告。原來三個(gè)月的工作，現(xiàn)在一周就能完成，而且更準(zhǔn)確、公正。

中國教育部考試中心對“超腦計(jì)劃”的閱卷工作進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果是，在“與專家評分一致率、相關(guān)度”等多項(xiàng)指標(biāo)中，機(jī)器均優(yōu)于現(xiàn)場人工評分。

除了代替人工閱卷，人工智能還可以幫老師做批改作業(yè)、備課等重復(fù)枯燥的工作，不僅節(jié)省大量時(shí)間，還可以減少工作量。

語音識別和語義分析技術(shù)的進(jìn)步，使得自動(dòng)批改作業(yè)成為可能，對于簡單的文義語法，機(jī)器可以自動(dòng)識別糾錯(cuò)，甚至是提出修改意見，這將會(huì)大大提高老師的教學(xué)效率。

今年兩會(huì)期間，科大訊飛董事長劉慶峰在提案中提到，科大訊飛的英語口語自動(dòng)測評、手寫文字識別、機(jī)器翻譯、作文自動(dòng)評閱技術(shù)等已通過教育部鑒定并應(yīng)用于全國多個(gè)省市的高考、中考、學(xué)業(yè)水平的口語和作文自動(dòng)閱卷。而基于國家“十三五”863“基于大數(shù)據(jù)的類人智能關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)”階段性成果構(gòu)建的“訊飛教育超腦”已在全國 70% 地市、1 萬多所學(xué)校應(yīng)用。

國外也有多個(gè)智能測評公司和實(shí)踐案例。GradeScope是美國加州伯克利大學(xué)一個(gè)邊緣性的產(chǎn)品，它旨在簡化批改流程，使老師們更專注于教學(xué)反饋。目前有超過150家知名學(xué)校采用該產(chǎn)品。MathodiX是美國實(shí)時(shí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果評測網(wǎng)站，算法會(huì)對每一步驟都進(jìn)行檢查、反饋。

美國教育考試服務(wù)中心（ETS）是世界上最大的私營非盈利教育考試及評估機(jī)構(gòu)，已經(jīng)成功將AI引入SAT和GRE論文批改，同人類一起扮演評卷人角色。

計(jì)算機(jī)科學(xué)家喬納森研發(fā)了一款可進(jìn)行英語語法糾錯(cuò)的軟件，不同于其他同類型軟件的是，它能夠聯(lián)系上下文去理解全文，然后做出判斷，例如各種英語時(shí)態(tài)的主謂一致，單復(fù)數(shù)等。它將提高英語翻譯軟件或程序翻譯的準(zhǔn)確性，解決不同國家之間的交流問題。

雖然人工智能可以閱卷、批改作業(yè)，但誠如《信息時(shí)報(bào)》刊發(fā)的《推廣“機(jī)器人老師”可為廣大教師減壓》一文所言：教育需要尊重“異質(zhì)思維”，同樣的問題，學(xué)生會(huì)給出差異化、個(gè)性化的答案；目前“機(jī)器人老師”在閱卷、批改作業(yè)的時(shí)候會(huì)有明顯的局限性，可能更適用于客觀題卻不適用于主觀題。

不可否認(rèn)，最初機(jī)器是用來輔助人工教學(xué)的，未來的趨勢則是人輔助機(jī)器，而這個(gè)過程會(huì)一次次重塑考、學(xué)、教、管的服務(wù)流程。未來，當(dāng)進(jìn)入強(qiáng)人工智能和超人工智能時(shí)代，機(jī)器人更像是老師甚至在許多方面超越老師。

機(jī)器人當(dāng)老師

城鄉(xiāng)、區(qū)域教育鴻溝，擇校問題，學(xué)區(qū)房問題，都是教育教學(xué)資源不均衡導(dǎo)致的，歸根到底是優(yōu)秀教師的稀缺，而智能教育機(jī)器人則是解決這一問題的有力工具?！皺C(jī)器人老師”不僅有助于解決師資不足和師資結(jié)構(gòu)不合理等難題，還能大大緩解社會(huì)矛盾，促進(jìn)教育公平。

目前國內(nèi)已涌現(xiàn)出像魔力學(xué)院這樣的創(chuàng)業(yè)公司。幾年前魔力學(xué)院創(chuàng)始人張海霞從北大畢業(yè)時(shí)，她的畢業(yè)論文是國內(nèi)最早對人工智能教學(xué)進(jìn)行研究的學(xué)術(shù)論文，同時(shí)在上大學(xué)期間，她就已經(jīng)是新東方出國留學(xué)部最好的英語老師。這種雄厚的技術(shù)和教學(xué)背景，讓她成為國內(nèi)最早一批人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)者。

“與大多數(shù)互聯(lián)網(wǎng)教育領(lǐng)域的產(chǎn)品不同，魔力學(xué)院從一開始，我們要解決的問題就是用人工智能機(jī)器替代老師進(jìn)行講課。曾經(jīng)有很多投資人建議我們妥協(xié)一下，暫時(shí)用真人老師講課，后面再一步步地進(jìn)化到人工智能老師，但我們從來沒有妥協(xié)。”張海霞說。

直到2016年3月，魔力學(xué)院第一個(gè)商業(yè)化的版本上線，企業(yè)開始有了第一筆收入，成為全球在人工智能老師這個(gè)領(lǐng)域第一家產(chǎn)品上線的創(chuàng)業(yè)公司，也是第一家實(shí)現(xiàn)了持續(xù)收入和盈利的創(chuàng)業(yè)公司。至今，在人工智能老師這個(gè)領(lǐng)域，魔力學(xué)院的相關(guān)產(chǎn)品仍然是惟一能從教、學(xué)、練、測各個(gè)維度提供人工智能老師教學(xué)的公司。

目前在新東方也開始這樣的實(shí)驗(yàn)，教室里沒有人類老師上課，機(jī)器人將重要知識點(diǎn)經(jīng)過搜集和教學(xué)設(shè)計(jì)后，用非常幽默的方式向?qū)W生傳授，從課堂效果來看，“學(xué)生很愿意聽”。

新東方教育集團(tuán)董事長俞敏洪認(rèn)為，未來10年內(nèi)，教師七成教學(xué)內(nèi)容一定會(huì)被機(jī)器取代。不過，缺少人類老師的教學(xué)必然不完整，因?yàn)檎n堂教學(xué)不光是把知識點(diǎn)告訴學(xué)生，更需要對學(xué)生開展知識融合、創(chuàng)造性思維、批判性思維等能力訓(xùn)練。對于這些思維方式的訓(xùn)練教學(xué)，機(jī)器人老師還無法勝任。“未來的課堂將是機(jī)器人智能教學(xué)、老師情感和創(chuàng)新能力的發(fā)揮及學(xué)生學(xué)習(xí)的三者結(jié)合?！?/p>

除了民辦教育在積極引入機(jī)器人老師，我國的“福州造”教育機(jī)器人已在部分城市的學(xué)校開始“內(nèi)測”，今后有望向全國中小學(xué)推廣。這款教育機(jī)器人除了幫助老師朗誦課文、批改作業(yè)、課間巡視之外，還能通過功能強(qiáng)大的傳感器靈敏地感知學(xué)生的生理反應(yīng)，扮演“測謊高手”角色。一旦和“學(xué)生機(jī)”綁定，可更清楚地了解學(xué)生對各個(gè)知識點(diǎn)的掌握情況。

對于機(jī)器人老師，國外早有應(yīng)用。2009年，日本東京理科大學(xué)小林宏教授就按照一位女大學(xué)生的模樣塑造出機(jī)器人“薩亞”老師。“薩亞”皮膚白皙、面龐清秀，皮膚后藏有18臺微型電機(jī)，可以使面部呈現(xiàn)出6種表情。她會(huì)講大約300個(gè)短語，700個(gè)單詞，可以對一些詞語和問題做出回應(yīng)，還可以學(xué)會(huì)講各種語言。“薩亞”給一班10歲左右的五年級學(xué)生講課，受到新奇興奮的孩子們的極大歡迎。

教育是塑造靈魂的特殊職業(yè)，教師是人類靈魂的工程師，面對的都是活生生的具有不同個(gè)性情感的學(xué)生，在價(jià)值觀塑造和創(chuàng)新思維啟發(fā)方面，“機(jī)器人老師”有著明顯的局限性。盡管機(jī)器人老師不知疲倦，知識淵博，能平等地對待學(xué)生，加上它的特殊身份能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，然而機(jī)器人永遠(yuǎn)無法完全替代“真正的人類教師”。

當(dāng)老師們從繁重的重復(fù)性工作中解放出來，實(shí)際上可以將更多的時(shí)間和精力花在富有創(chuàng)造性的工作上。比如培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和情商，激發(fā)學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考，形成自己的價(jià)值觀和思想體系，成為有美好人格和創(chuàng)新能力的個(gè)體。

實(shí)際上，老師充當(dāng)?shù)氖且粋€(gè)引導(dǎo)者、啟發(fā)者的角色，老師做的應(yīng)該是“準(zhǔn)備環(huán)境-引導(dǎo)孩子-觀察-改進(jìn)環(huán)境-再引導(dǎo)-退出-再觀察”。極少干預(yù)和不斷引導(dǎo)，讓孩子能最大限度地?fù)碛歇?dú)立性、專注度和創(chuàng)造力。

機(jī)器人進(jìn)課堂是大勢所趨。不久的將來，人類老師將負(fù)責(zé)進(jìn)行情感、心理、人品、人格上的健康教育和品德教育，以及各類知識的融會(huì)貫通、學(xué)習(xí)方法的引導(dǎo)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而知識教育這部分，將會(huì)以“機(jī)器換人”的形式讓渡給人工智能。這將對老師提出更高的要求，因?yàn)槌R教育外的這些教學(xué)內(nèi)容，需要由真正有能力的老師來傳授?！袄蠋熞苊獗粰C(jī)器取代，就要先避免自己成為機(jī)器?！?

可見，教師需要快速適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)需要，熟練使用各類領(lǐng)先科技產(chǎn)品，提升綜合素質(zhì)，這將決定教師本人的去與留，更是教育希望與未來的關(guān)鍵所在。

個(gè)性化教育

因材施教在我國已有2000多年歷史，但在我國應(yīng)試教育大環(huán)境下，根據(jù)學(xué)生不同的認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)能力以及自身素質(zhì)來制定個(gè)性化學(xué)習(xí)方案，真是說易行難。當(dāng)傳統(tǒng)思想與尖端科技相結(jié)合，因材施教的可行性有了大幅提高。人工智能介入后，個(gè)性化教育有兩條實(shí)現(xiàn)途徑。

一是構(gòu)建知識圖譜。構(gòu)建和優(yōu)化內(nèi)容模型，建立知識圖譜，讓學(xué)生可以更容易地、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)適合自己的內(nèi)容。國外這方面的典型應(yīng)用是分級閱讀平臺，推薦給學(xué)生適宜的閱讀材料，并將閱讀與教學(xué)聯(lián)系在一起，文后帶有小測驗(yàn)，并生成相關(guān)閱讀數(shù)據(jù)報(bào)告，老師得以隨時(shí)掌握學(xué)生閱讀情況。

Newsela將新聞與英語學(xué)習(xí)融為一體。通過科學(xué)算法衡量讀者英語水平，抓取來自《彭博社》《華盛頓郵報(bào)》等主流媒體的內(nèi)容，由專人改寫成不同難度系數(shù)的版本。LightSail也是相同應(yīng)用，不過它的閱讀材料是出版書籍，它收集了適合K12學(xué)生閱讀的來自400多個(gè)出版商的8萬多本圖書。

2015年底Newsela用戶量超過400萬，LightSail和紐約市教育局、芝加哥公立學(xué)校、丹佛公立學(xué)校等機(jī)構(gòu)達(dá)成了合作，而目前我國沒有如此規(guī)模、與官方達(dá)成合作的個(gè)性化閱讀學(xué)習(xí)平臺。

二是自適應(yīng)學(xué)習(xí)。人工智能可以從大量的學(xué)生中收集數(shù)據(jù)，預(yù)測學(xué)生未來表現(xiàn)，智能化推薦最適合學(xué)生的內(nèi)容，最終高效、顯著地提升學(xué)習(xí)效果。當(dāng)一個(gè)學(xué)生閱讀材料并回答問題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生對知識的掌握情況給出相關(guān)資料。系統(tǒng)知道應(yīng)該考學(xué)生什么問題，什么樣的方式學(xué)生更容易接受。系統(tǒng)還會(huì)在盡可能長的時(shí)間內(nèi)保留學(xué)生信息，以便未來能給學(xué)生帶來更多的幫助。

在美國喬治計(jì)算機(jī)學(xué)院，有一門課叫“人工智能概論”。這門課是艾薩克·格爾教授創(chuàng)建的。他有一個(gè)教學(xué)助理叫吉爾。這個(gè)課程的特點(diǎn)是以問答方式授課，學(xué)生提問，老師和助教回答。第一年就有大約1000多名學(xué)生參與，提出了超過1萬個(gè)問題，其中40%的問題是由助教吉爾回答的。讓學(xué)生驚奇的是，吉爾竟然是一個(gè)機(jī)器人，而且教了他們整整一個(gè)學(xué)期。格爾教授采用IBM沃森界面，創(chuàng)建了這個(gè)AI驅(qū)動(dòng)的BOT交互系統(tǒng)，也開發(fā)了整個(gè)課程的內(nèi)容和形式。

《未來地圖》一書作者吳霽虹認(rèn)為，用人工智能指導(dǎo)教學(xué)，沒有標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，每個(gè)學(xué)生都可以個(gè)性體驗(yàn)。從學(xué)生界面到AI提供的個(gè)性化定制學(xué)習(xí)材料，AI需要對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)畫像，然后轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)代理，再進(jìn)入學(xué)習(xí)內(nèi)容管理系統(tǒng)，編制成學(xué)習(xí)材料。AI的這個(gè)過程，經(jīng)過頻繁的互動(dòng)，將會(huì)變得越來越快速智能。

人工智能還可以對教學(xué)體系進(jìn)行反饋和評測。試想一個(gè)場景，當(dāng)某學(xué)生在查詢自己期末成績的時(shí)候，他看到的不僅僅是一個(gè)簡單的分?jǐn)?shù)，還附有一份“診斷報(bào)告單”。通過這份報(bào)告，他不但可以了解到自己知識點(diǎn)和能力點(diǎn)的掌握情況，還能看到對自己的優(yōu)勢、不足的科學(xué)分析。這就是借助人工智能的幫助，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)成長過程與效果的數(shù)據(jù)“畫像”，診斷出學(xué)生知識、能力結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)需求的不同，以幫助學(xué)生和教師獲取真實(shí)情況。學(xué)生可以清楚看到問題所在，學(xué)習(xí)更高效；教師也可對癥下藥，選擇不同的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，實(shí)施不同的教學(xué)方式，進(jìn)一步提高教與學(xué)的個(gè)性化、精準(zhǔn)化和有效性。