□周 璨 李 緣

新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，信息技術(shù)對整個社會發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生了極其巨大的影響，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供了知識賦能。人工智能作為新興的信息技術(shù)之一，對人類的影響更是不可限量，我們正在迎來以智能技術(shù)為代表的第四次工業(yè)革命?，F(xiàn)在，人工智能不僅在慢慢地改變社會結(jié)構(gòu)，代替人類從事各種勞動，也改變了傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和教育模式，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、提高了教育質(zhì)量。人工智能為未來教育的發(fā)展提供了技術(shù)支撐、注入了新的活力，讓我國的教育形式更加多樣化、多元化，對于學(xué)生的思維模式和知識獲取都起到了重要的促進(jìn)作用。

一、人工智能的概念

人工智能是近年來發(fā)展非常迅速的一項技術(shù)，對整個人類的發(fā)展都具有積極的促進(jìn)作用，主要是指利用計算機(jī)的程序，模擬人類本身的思維習(xí)慣、行為方式甚至智能活動，讓計算機(jī)設(shè)備呈現(xiàn)出人類智能的技術(shù)。人工智能具有卓越的感知、操控、學(xué)習(xí)、交流的能力，能夠通過機(jī)器的操作完成人的意識行為，可以應(yīng)用到經(jīng)濟(jì)、教育、生活以及自然科學(xué)等方面，并且起到了一定的作用。

二、人工智能在教育中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的教學(xué)形式主要是以課堂教學(xué)為主，以課本和教師的知識儲備為教學(xué)資源。人工智能可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中的不足之處，拓展學(xué)習(xí)資源、改變教學(xué)形式、提高課堂效率。

(一)在自然學(xué)科中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的教育形式主要是教師以“言傳身教”的方式將知識教給學(xué)生，而在人工智能之下可以實現(xiàn)學(xué)生主動地學(xué)習(xí)知識。例如：基于語音識別技術(shù)的英語發(fā)音識別系統(tǒng)以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠幫助學(xué)生進(jìn)行語言的學(xué)習(xí)；基于VR/AR/MR的各學(xué)科仿真實踐系統(tǒng)可以使學(xué)生身臨其境，減少現(xiàn)實教學(xué)中某些實訓(xùn)操作的困難和危險，降低學(xué)習(xí)成本、提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)新性。此外，人工智能資源庫中幾乎可以包含所有自然學(xué)科的知識，為學(xué)生自然學(xué)科知識的學(xué)習(xí)保駕護(hù)航。

(二)實現(xiàn)個性化教育。在教育中采用人工智能可以實現(xiàn)個性化的教育形式。我國一直是人口大國，學(xué)生人數(shù)比較多，一個教師往往對應(yīng)幾十個學(xué)生，使得教師在教學(xué)過程中無法因材施教、面面俱到。目前的人工智能注重仿生學(xué)、邏輯推演、認(rèn)知心理學(xué)、概率論、甚至經(jīng)濟(jì)學(xué)等多種學(xué)科的融合，已有眾多產(chǎn)品能支持不同教學(xué)場景的自主學(xué)習(xí)和輔導(dǎo)，可以滿足每個學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，讓個性化教育不再僅是一個名詞。例如：基于自然語言理解的作文自動批改系統(tǒng)不僅能夠幫助學(xué)生實現(xiàn)中英文作文的即時打分以及提出進(jìn)一步的修改建議，還能夠輔助教師了解班級作文的整體情況和學(xué)生個人的寫作基礎(chǔ)，為教學(xué)提供新方向。不僅是語文科目，對于其他科目，人工智能還可以通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、考試試卷和項目練習(xí)，得出學(xué)生的優(yōu)勢和弱勢，從而教師也能夠針對學(xué)生的情況設(shè)置相關(guān)的教學(xué)安排。每個學(xué)生的基礎(chǔ)和能力是不同的，由于時間和空間的限制，教師無法了解到每個學(xué)生的情況和特點(diǎn)。在人工智能的輔助之下教師可以輕松、快速、全面地了解學(xué)生知識學(xué)習(xí)狀況和掌握情況，專注提出針對性的提升和解決方案，真正促進(jìn)教學(xué)從注重結(jié)果向注重過程的轉(zhuǎn)移，做到因材施教。

(三)在線教育平臺。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，在線教育平臺已經(jīng)成為教育的一種趨勢。特別是在2020年，由于新型冠狀病毒的影響，學(xué)生無法到學(xué)校里進(jìn)行現(xiàn)場學(xué)習(xí)，而在線教育使學(xué)生實現(xiàn)了“停課不停學(xué)”的目標(biāo)。人工智能在線教育平臺能夠有效促進(jìn)教師與學(xué)生之間的交互，當(dāng)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中遇到問題時，虛擬教師可以隨時幫助學(xué)生解決問題。此外，人工智能下的教育都具有重復(fù)性，學(xué)生在課下的時候可以反復(fù)地觀看教學(xué)視頻，發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)過程中的問題。教師將教學(xué)資源通過人工智能上傳到網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生結(jié)合自己的基礎(chǔ)和需求選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同時，在線教育也能夠提高偏遠(yuǎn)地區(qū)的教育質(zhì)量，偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)生通過在線教育也能夠接受到良好的教育質(zhì)量，有利于實現(xiàn)教育公平化?？傊斯ぶ悄芟碌慕逃臃蠈W(xué)生的需求，也是未來教育發(fā)展的方向和目標(biāo)。

三、新經(jīng)濟(jì)背景下人工智能的發(fā)展

新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有賴于信息技術(shù)的知識賦能，新技術(shù)的更新迭代又得益于新經(jīng)濟(jì)的快速增長。因此，在新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的背景下，國家重視并推動智能教育的應(yīng)用，采取了一系列措施，重點(diǎn)部署了面向教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務(wù)，對我國智能教育發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃，提出利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系。國家政策為人工智能和教育的融合發(fā)展提供了強(qiáng)有力的政策支持。

圖1 國家發(fā)布的人工智能+教育相關(guān)政策

2020年10月，《中國新一代人工智能發(fā)展報告2020》(中英文版)在上海浦江創(chuàng)新論壇發(fā)布，報告系統(tǒng)全面回顧了過去一年我國人工智能發(fā)展的總體情況。根據(jù)報告數(shù)據(jù)，我國人工智能發(fā)展取得較大成績，2019年專業(yè)申請量超3萬件，“云—邊—端”側(cè)十余款智能芯片產(chǎn)品集中亮相并走向商業(yè)化應(yīng)用，多地推動人工智能應(yīng)用場景征集，北京冬奧、大興機(jī)場、杭州大腦等代表性綜合應(yīng)用場景以及各領(lǐng)域豐富的行業(yè)場景，為人工智能技術(shù)創(chuàng)新與快速商業(yè)化創(chuàng)造了廣闊土壤和良好環(huán)境。在抗擊新冠肺炎疫情過程中，人工智能技術(shù)加速與交通、醫(yī)療、教育、應(yīng)急等領(lǐng)域深度融合，在科技戰(zhàn)“疫”中大顯身手，助力疫情防控取得顯著成效。

國家政策的支持會使人工智能的發(fā)展更加迅速。例如，廣東省對于人工智能的發(fā)展投入了大量的資金，預(yù)計在2022年人工智能核心產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將近450億元，帶動機(jī)器人及人工智能裝備等相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超3,000億元。

因此，新經(jīng)濟(jì)背景下人工智能的發(fā)展主要在以下幾個方面。

(一)是人工智能的技術(shù)。技術(shù)是人工智能的核心部分，若是技術(shù)出現(xiàn)了問題，則人工智能的應(yīng)用范圍將會受限。因此，在新經(jīng)濟(jì)的背景之下，國家更加重視大力發(fā)展人工智能的技術(shù)，例如，語言識別技術(shù)、翻譯技術(shù)、圖像處理技術(shù)等，并在繼續(xù)研發(fā)新的人工智能技術(shù)。2019年，我國在自動機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可解釋性方法、異構(gòu)融合類腦計算等領(lǐng)域中都涌現(xiàn)了一批具有國際影響力的創(chuàng)新性成果，保持強(qiáng)勁的技術(shù)創(chuàng)新勢頭。國家組織實施了新一代人工智能重大項目，瞄準(zhǔn)世界前沿、國家重大戰(zhàn)略需求，圍繞數(shù)據(jù)、群體、跨媒體智能、人機(jī)混合智能和智能系統(tǒng)五大主題方向。目前，中央財政投入約10個億，已啟動實施了兩批研究項目，建成15個新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺，并支持北京、上海等地建設(shè)了11個試驗區(qū)。人才是推動技術(shù)發(fā)展的根本力量，2017年全球人工智能人才儲備，中國只有5%左右，人才缺口超過500萬人，為彌補(bǔ)空缺輸送急需人才，2020年國家教育部批準(zhǔn)180所高校本科新增人工智能專業(yè)，批準(zhǔn)171所高職院校新增人工智能技術(shù)服務(wù)專業(yè)。

(二)是人工智能的設(shè)備。傳統(tǒng)的計算機(jī)不能應(yīng)用人工智能技術(shù)，其應(yīng)用需要依靠人工智能硬件(芯片、超級計算機(jī)、云平臺)，若是硬件出現(xiàn)了問題，也也會影響到人工智能的技術(shù)。目前人工智能設(shè)備對大多數(shù)客戶來說是一種新的工作負(fù)載，因此他們不會試圖建設(shè)或購買新的基礎(chǔ)設(shè)施,會采用數(shù)據(jù)中心或者托管數(shù)據(jù)中心的方式，依托云平臺開展信息處理。未來，開發(fā)新的算法，使人工智能的工作處理能在智能手機(jī)上完成，是一種趨勢也是一種發(fā)展方向，人工智能設(shè)備將朝著便捷、精細(xì)等方面發(fā)展。在專業(yè)的設(shè)備之下，人工智能技術(shù)的運(yùn)行將會更加迅速，提高工作的質(zhì)量和效率。

(三)人工智能應(yīng)用場景的改進(jìn)和拓展。人工智能的應(yīng)用將會結(jié)合應(yīng)用場合進(jìn)行改進(jìn)，并會應(yīng)用到各種不同的場合中，但并不是所有的場合對人工智能的要求都是一樣的，因此人們在人工智能的發(fā)展和應(yīng)用中要結(jié)合實際情況進(jìn)行一定的改進(jìn)與完善，從而才能夠讓其充分地發(fā)揮作用。而當(dāng)前，5G技術(shù)的快速發(fā)展，2019年中國正式進(jìn)入5G商用元年，5G極大地拓展了人工智能技術(shù)的應(yīng)用場景和范圍。作為具備高帶寬、低時延、廣連接特性的新一代通信技術(shù)，5G正在成為產(chǎn)業(yè)變革、萬物互聯(lián)的新基礎(chǔ)設(shè)施：一是其能支撐大量設(shè)備實時在線和海量數(shù)據(jù)的傳輸,使得企業(yè)可獲得的數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)實時性大幅度提升,為更多人工智能應(yīng)用提供可能；二是技術(shù)的應(yīng)用能加快超高清視頻等應(yīng)用的增長,實現(xiàn)實時互動和數(shù)據(jù)監(jiān)控，例如在企業(yè)車間生產(chǎn)現(xiàn)場,不具備建設(shè)高帶寬有線網(wǎng)絡(luò)的條件，無線網(wǎng)絡(luò)也不滿足帶寬要求,無法通過高清視頻監(jiān)控實現(xiàn)對產(chǎn)線故障、人員違規(guī)操作、安全風(fēng)險等異常狀況的實時監(jiān)控和識別預(yù)警,而5G網(wǎng)絡(luò)提供了新的解決方案。基于5G網(wǎng)絡(luò)還能對設(shè)備故障進(jìn)行遠(yuǎn)程專家診斷和運(yùn)維，對大數(shù)據(jù)進(jìn)行集中快速處理，總之，5G技術(shù)的發(fā)展拓展了人工智能的應(yīng)用場景。

四、新經(jīng)濟(jì)背景下人工智能對未來教育發(fā)展方向的影響

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，未來教育在人工智能的應(yīng)用也將會越來越廣泛，其發(fā)展方向?qū)且韵聨讉€方面。

(一)更加重視學(xué)生的感受。傳統(tǒng)的教育是面對面的，教師可以直接地根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)，調(diào)節(jié)上課的進(jìn)度。如果教師無法觀察到學(xué)生的情況，就會使學(xué)生在心理上產(chǎn)生懶惰的心理，影響學(xué)習(xí)效率。為此，科學(xué)家們借助人工智能開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)，1969年，瑞典心理學(xué)家豪瑞斯·詹最早提出了面部表情編碼系統(tǒng)，通過特定部位肌肉的特定運(yùn)動形成的表情能夠反映人的情緒狀態(tài)，這些肌肉的運(yùn)動能被攝像頭捕捉，并識別人的喜悅、愉快、歡樂的情緒；隨著時代的進(jìn)步，又出現(xiàn)了基于情感識別和量化技術(shù)的面部動作編碼系統(tǒng)。技術(shù)的發(fā)展使得人類第一次可以通過科學(xué)標(biāo)記計量的方法，將七種基本情緒,進(jìn)行定性定量分析。但這種方式的精準(zhǔn)度不高，且對攝像和識別系統(tǒng)有較高要求，不能實現(xiàn)普遍性的應(yīng)用。人工智能雖然可以為學(xué)生提供更多的教育體驗，但在這方面也具有明顯的不足之處。未來，可在前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)展計算機(jī)視覺技術(shù)、眼球追蹤技術(shù)、面部表情編碼等技術(shù)，準(zhǔn)確高效地識別分析學(xué)生的面部表情和眼球注視情況，從而得出學(xué)情分析，輔助開展下一步教學(xué)。

教育是一個雙向的過程，人工智能技術(shù)的使用對教師是輔助作用，但不能全盤替代教師，更達(dá)不到價值和情感雙向互動的目的。技術(shù)的使用是手段，而不是目的，不能為了使用技術(shù)而使用技術(shù)，為了加強(qiáng)人工智能下的教育質(zhì)量和效率，人工智能要結(jié)合教育的特點(diǎn)，在加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用的同時，讓教師與學(xué)生之間能夠通過冰冷的屏幕產(chǎn)生情感上的交流，將技術(shù)與傳統(tǒng)的教學(xué)形式結(jié)合起來，讓人工智能下的教育更具有溫度。因此，新經(jīng)濟(jì)背景下基于人工智能的未來教育應(yīng)該要更加重視學(xué)生的感受。

(二)加強(qiáng)對學(xué)生的學(xué)情分析。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，絕大部分教師只是按照教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和大綱進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的制定，忽視了學(xué)生本身的學(xué)習(xí)情況。教師在利用人工智能的時候，不應(yīng)該僅僅利用人工智能開展多種形式的教學(xué)，而是要利用其中的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對學(xué)情進(jìn)行分析，從而分層開展個性化的教學(xué)，體現(xiàn)學(xué)生主體的教育理念，真正做到“因材施教”。一是人工智能技術(shù)可記錄和分析學(xué)習(xí)過程信息，形成個人學(xué)習(xí)檔案，有利于教師對學(xué)生做出全面客觀評價。通常教師都是通過批改作業(yè)來檢查學(xué)生的課堂聽課情況，這種評價過于片面而且效率較低。在未來教育中教師可以利用人工智能，對學(xué)生的作業(yè)、學(xué)生回答問題情況、學(xué)生聽課的專心度等方面進(jìn)行研究分析，并作出綜合測評。二是人工智能技術(shù)的使用有利于因材施教。在綜合測評的基礎(chǔ)上，教師可以根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)，分析學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，針對學(xué)生的特殊情況采取一定的措施。例如，在人工智能分析后有的學(xué)生數(shù)學(xué)成績較差的原因是計算能力不足，教師在布置作業(yè)時就可以加強(qiáng)這些學(xué)生的計算能力，有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。三是人工智能技術(shù)的使用有利于后續(xù)追蹤和持續(xù)評價。單純采取措施不進(jìn)行后續(xù)追蹤，不能檢驗個性化的提升方案是否有效，可根據(jù)PDCA全面質(zhì)量管理理論，采用人工智能技術(shù)通過后續(xù)信息的收集與分析，與之前數(shù)據(jù)對比，提供客觀的反饋意見，便于教師后續(xù)調(diào)整改進(jìn)，這樣才能形成良性循環(huán)。

(三)加強(qiáng)對人工智能的學(xué)習(xí)。教師個人很難支撐面向?qū)W生個體發(fā)展的教育服務(wù)體系，但可依靠人工智能能從繁瑣、機(jī)械、重復(fù)的日常工作中解脫出來：一方面,人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)教師某一基礎(chǔ)功能，例如批改客觀類的作業(yè)、分析成績比例構(gòu)成及排名甚至預(yù)計下一階段發(fā)展趨勢；另一方面,人工智能會成為未來教師工作的組成部分,人機(jī)協(xié)同既可以實現(xiàn)群體班級的規(guī)?；С?也可以實現(xiàn)適應(yīng)個體發(fā)展的個性化教學(xué)。同時，學(xué)生也可借助人工智能開展自主學(xué)習(xí)，提升各方面能力。

在新經(jīng)濟(jì)背景之下，加強(qiáng)人工智能人才培養(yǎng)的同時，也要注意培訓(xùn)教師的基本技能素養(yǎng)。人工智能教育已經(jīng)成為了一種趨勢，教師必須要掌握基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)使用方法，才能夠不斷地提高教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)教育發(fā)展。學(xué)生是人工智能教育的受益者，學(xué)生必須也要具備一定的相關(guān)技能才能夠配合教師的教學(xué)工作。教師與學(xué)生之間的教學(xué)是以人工智能為基礎(chǔ)的，因此，在未來教育中，將會注重培養(yǎng)師生的人工智能思維，提升人工智能信息素養(yǎng)，使師生均能掌握一定的人工智能技術(shù)。

(四)教學(xué)資源更加多樣化。隨著人工智能技術(shù)的不斷成長，將會使學(xué)習(xí)資源更加多樣化。身處在新經(jīng)濟(jì)時代，信息資源空前豐富，人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等信息技術(shù)能夠幫助人們進(jìn)行信息的處理和篩選，降低信息噪音；互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)則可以通過同時大量使用移動終端設(shè)備的感知類設(shè)備令個體與群體相互連接、密切相伴。萬物互聯(lián)的信息技術(shù)越成熟，則越可以在教育過程中為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供更多的可能性。教師既可以利用人工智能為學(xué)生模擬真實的實踐教學(xué)環(huán)境，也可以對碎片化教學(xué)資源進(jìn)行分門別類，讓學(xué)生快速地選擇自己所需要的資料，還可以利用智能導(dǎo)師系統(tǒng)和智能決策系統(tǒng)加強(qiáng)評價反饋、教學(xué)管理，進(jìn)行教學(xué)策略引導(dǎo)，最終提高教學(xué)質(zhì)量?；谡J(rèn)知與智能設(shè)計的程序能讓機(jī)器像人一樣學(xué)習(xí)、理解、思考并作出正確決策，它能夠發(fā)現(xiàn)問題并分析、分解問題并理解和思考，之后從無數(shù)的答案來源中搜索候選答案集并形成多重假設(shè)，再從海量的證據(jù)中探尋與候選答案相匹配的證據(jù)并進(jìn)行評分，最后推斷出最可信的答案。利用該類程序可以幫助學(xué)生進(jìn)行資源的搜索和問題的解答，使獲取信息的途徑更為便捷和快速。隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，學(xué)生可選擇的資源將會越來越多，這就需要學(xué)生借助人工智能提升使用和甄別數(shù)據(jù)的能力，辨別數(shù)據(jù)的有用性，合理高效使用數(shù)據(jù)。同時，教師在教育中不要只認(rèn)識到人工智能的優(yōu)勢，還要看到人工智能在教育中的不足之處，充分地發(fā)揮教師的作用，讓未來教育的質(zhì)量更高。

五、結(jié)語

人工智能是人類發(fā)展史上的新征程。在人工智能的輔助之下，未來教育也會進(jìn)行新的變革。在新經(jīng)濟(jì)背景下，人工智能已改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，讓教師與學(xué)生之間的教學(xué)不再僅限于三尺講堂?；谌斯ぶ悄艿奈磥斫逃龖?yīng)該要加強(qiáng)教師的人工智能技術(shù)技能，更注重學(xué)生的個性及情感表達(dá)，才能夠提高教育教學(xué)質(zhì)量?？傊谌斯ぶ悄艿奈磥斫逃龑Y源多樣化、方式多樣化、學(xué)習(xí)高效化。