光明圖片/視覺中國
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編者按
習近平總書記在中共中央政治局第九次集體學習時強調(diào)，人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量，加快發(fā)展新一代人工智能是事關我國能否抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革機遇的戰(zhàn)略問題。今年9月召開的全國教育大會，又一次突出強調(diào)了教育的戰(zhàn)略 地位、人才培養(yǎng)的目標、任務。習近平總書記在講話中指出，“教育對實現(xiàn)中華民族偉大復興具有決定性意義”“培養(yǎng)什么人是教育的首要問題”“要積極投身實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”。審視教育的發(fā)展歷史，科技革命對教育的變革影響巨大，新的科學技術會融入和革新教育體系。當今，以人工智能為核心的科技革命正在引領第四次工業(yè)革命，將在教育現(xiàn)代化中發(fā)揮積極作用。因此，教育要主動助力新一代人工智能的發(fā)展。
1.新一代人工智能的爆發(fā)
人工智能發(fā)展在20世紀50年代末和80年代初先后經(jīng)歷兩次小的高潮，但因為技術瓶頸、數(shù)字化數(shù)據(jù)局限、應用成本過高等問題而未能實現(xiàn)有效突破，對社會經(jīng)濟生活產(chǎn)生的影響很小。
近年來，在信息科技持續(xù)進化的推動下，人工智能發(fā)展環(huán)境發(fā)生了深刻變化，從互聯(lián)網(wǎng)到萬物互聯(lián)，從人到物都被打上了“數(shù)字標簽”，再加上數(shù)據(jù)處理能力的大幅提升，新一代人工智能呈現(xiàn)出全面快速發(fā)展之勢。
與以往工業(yè)革命主要替代人的體力勞動不同，新一代人工智能開始越來越多地替代人的腦力勞動，并成為行業(yè)的基礎設施，尤其在一些知識經(jīng)驗密集型行業(yè)，如醫(yī)療、教育、金融等行業(yè)，更是如此。不管問題多少、喜歡與否，這股潮流已經(jīng)不可阻擋，每個人都將被裹挾向前。
總體來看，新一代人工智能的爆發(fā)主要有四個方面的推動因素：
第一，海量數(shù)據(jù)為人工智能提供了富饒土壤。與早期基于推理的人工智能不同，新一代人工智能是由大數(shù)據(jù)驅(qū)動的。得益于互聯(lián)網(wǎng)、社交媒體、移動終端和傳感器的大量普及，產(chǎn)生并存儲的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)急劇增加。海量的數(shù)據(jù)為訓練人工智能算法模型提供了重要基礎要素，人工智能正從各行業(yè)、各領域的海量數(shù)據(jù)中積累經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從監(jiān)督式學習向無監(jiān)督學習演進、持續(xù)提升。
第二，人工智能芯片實現(xiàn)運算能力大幅提升。各種人工智能專用芯片的出現(xiàn)，對視頻、圖像類多媒體數(shù)據(jù)的處理更快捷準確，讓大規(guī)模的數(shù)據(jù)處理效率顯著提升，極大地推動了人工智能行業(yè)的發(fā)展。
第三，算法模型持續(xù)優(yōu)化。2006年，杰弗里·辛頓教授提出了深度學習的概念，極大地發(fā)展了人工神經(jīng)網(wǎng)絡算法，提高了機器自學習的能力。目前，深度學習等算法已經(jīng)廣泛應用在自然語言處理、語音處理以及計算機視覺等領域。
第四，深入商業(yè)應用市場。新一代人工智能技術已走出實驗室，加速向產(chǎn)業(yè)領域滲透。商業(yè)應用帶來了資本的介入，實現(xiàn)了資本與技術深度結(jié)合。新一代人工智能產(chǎn)業(yè)化水平大幅提升，商業(yè)應用需求與技術發(fā)展實現(xiàn)了良性循環(huán)，投資并購活躍。
目前，人工智能在金融、醫(yī)療、安防、駕駛、教育、智能機器人等領域均得到廣泛應用。
2.當前人工智能在教育領域的主要應用
因為行業(yè)的特殊屬性，教育成為新一代人工智能的重要創(chuàng)新領域。目前，我國新一代教育人工智能技術的開發(fā)與應用主要是由企業(yè)主導，集中于商業(yè)應用領域。
人工智能的核心能力實際上是人類自身已擁有的能力，但與人類相比，最大優(yōu)勢在于計算能力的高效，尤其在數(shù)據(jù)密集型、知識密集型、腦力勞動密集型行業(yè)領域。我國教育數(shù)據(jù)異常豐富，2016年，全國共有學校51.2萬所，各級各類學生近3.2億人，專任教師共計1578萬人。高等教育在學總規(guī)模3699萬人，占世界高等教育總規(guī)模的比例達到20%。龐大的基數(shù)產(chǎn)生了龐大的教育教學基礎數(shù)據(jù)以及伴生數(shù)據(jù)，是國家的核心數(shù)據(jù)資源之一。教育行業(yè)的特殊性還在于有大量的標準化教材，有統(tǒng)一規(guī)范的制度和教程模式，學校每天都存在大量重復性工作任務。同時，教師和學生信息數(shù)據(jù)相對精準，這為人工智能和大數(shù)據(jù)技術在該行業(yè)的應用提供了便利要素和許多可能。另外，我國教育行業(yè)市場規(guī)模龐大，據(jù)不同統(tǒng)計口徑和分析報告顯示，目前中國教育市場總規(guī)模已達數(shù)萬億至十萬億元，而且還在快速增長之中。巨大的市場規(guī)模吸引了大量資本的注入，帶動了新一代人工智能在教育領域的應用開發(fā)。豐富而優(yōu)良的數(shù)據(jù)、標準規(guī)范的教育系統(tǒng)、龐大的應用市場等諸多有利因素，使教育成為新一代人工智能的重要創(chuàng)新應用領域。
新一代人工智能已經(jīng)切入教育主環(huán)節(jié)，利用語音語義識別、圖像識別、知識圖譜和深度學習等技術，應用于教學和測評等教育場景，開始重構(gòu)教育教學中各方關系。實現(xiàn)了規(guī)?；淖詣优暮蛡€性化反饋，實現(xiàn)了智能化推薦學習內(nèi)容和自動化輔導等，顯著地提升了教育規(guī)模效率和優(yōu)質(zhì)教育資源的可獲取度，產(chǎn)生了教育新形態(tài)、新業(yè)態(tài)：
在線虛擬教職人員。通過語義識別、語音識別功能，在線虛擬教職人員可以捕獲學習者問題，并通過深度學習功能，理解學生的語言和行為含義，模仿人類的行為模式與學生進行智能化的溝通。隨著人工智能技術發(fā)展，這一模式，將來有希望能夠替代部分教職人員功能。
教育智能機器人。企業(yè)在教育智能機器人領域已經(jīng)推出了許多產(chǎn)品，逐漸拓寬了陪伴學生個人成長機器人的應用路徑，豐富了教育多樣性。未來，用機器人進行判題、個性化指導、學生管理、家校溝通和改進教學方案等都具備可能性。
自適應學習應用。隨著標簽技術進步和海量數(shù)據(jù)的支撐，人工智能技術被廣泛應用于自適應學習。自適應題庫系統(tǒng)，自適應課程系統(tǒng)，分級閱讀系統(tǒng)構(gòu)成了自適應學習的主要產(chǎn)品模式。根據(jù)不同程度學習者實際情況，可以科學提升題目難度、制定不同類別課程、自動推薦適合的閱讀材料等。
學習信息智能管理。人工智能技術應用到學習管理系統(tǒng)，能夠記錄學生的學習軌跡，統(tǒng)計學習數(shù)據(jù)，實現(xiàn)作業(yè)、測評、課程的自動適配和評估，進行學情管理，方便實現(xiàn)家長與學校的交互。該模式在教學針對性、學生的學情數(shù)據(jù)化可視化等方面，挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)教學體系。
3.人工智能與教育融合創(chuàng)新的廣闊前景
我國舉辦著世界上最大規(guī)模的教育，并將教育信息化作為推進教育現(xiàn)代化的強大動力和教育制度變革的內(nèi)生要素，在“三通兩平臺”(寬帶網(wǎng)絡校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班通、網(wǎng)絡學習空間人人通，建設教育資源公共服務平臺、教育管理公共服務平臺)建設的推動下，中國中小學互聯(lián)網(wǎng)接入率上升到90%，多媒體教室的比例增加到83%，老師和學生網(wǎng)絡學習空間數(shù)量激增到6300多萬個。教育數(shù)字化基礎設施及硬件設施的配備，使教育數(shù)字化快速推進，多媒體數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長。文本、圖像、語音、視頻等信息突破了各自屬性的局限，實現(xiàn)跨媒體交互，這為“三通兩平臺”實現(xiàn)有效數(shù)字整合成為可能，可大幅提高我國教育數(shù)據(jù)的廣度和深度。海量重復性教育場景，是人工智能最先突破的一些應用場景。通過人工智能輔助，教育專家經(jīng)驗型場景以更快廣度和更有效深度惠及大眾，降低社會成本，促進教育公平。在多領域多空間協(xié)同環(huán)境下，借助人工智能進行科學安排，提高決策管理水平。
教育從教育技術化轉(zhuǎn)向智能化已是無法回避的現(xiàn)實，面臨著諸多高深問題，這些問題可能對未來教育的發(fā)展產(chǎn)生革命性影響，如區(qū)塊鏈技術在教育領域的應用問題。區(qū)塊鏈技術已在金融領域得到了重要應用，并開始改變行業(yè)規(guī)則，那么，區(qū)塊鏈技術能否以及如何在教育領域得到推廣?工信部頒布的《中國區(qū)塊鏈技術和應用發(fā)展白皮書》指出“區(qū)塊鏈系統(tǒng)的透明化、數(shù)據(jù)不可篡改等特征，完全適用于學生征信管理、升學就業(yè)、學術、資質(zhì)證明、產(chǎn)學合作等方面，對教育就業(yè)的健康發(fā)展具有重要的價值”。區(qū)塊鏈技術的去中心化和不可更改性將會直接挑戰(zhàn)現(xiàn)有的教育評價體系，而教育評價體系是整個教育體系的核心體系之一，涉及包括高考在內(nèi)的各級考試，各種學歷學位證書。區(qū)塊鏈技術的引進，人們可以不再需要按部就班地從小學升到大學，會不會終結(jié)源于18世紀現(xiàn)在仍在沿用的普魯士教育體系，從而產(chǎn)生全新的教育體系呢?一些重大教育應用問題，涉及多行業(yè)多知識領域，都需要深入?yún)f(xié)同研究。
4.教育部門要主動謀劃推動發(fā)展
習近平總書記在全國教育大會上的講話中指出：“教育是民族振興、社會進步的重要基石，是功在當代、利在千秋的德政工程”。教育事業(yè)以公益性為主導，辦人民滿意教育，是重大民生工程，政府承擔著巨大責任。新一代人工智能對教育改革發(fā)展影響深遠，教育部門應未雨綢繆，主動謀劃推動發(fā)展。
制定人工智能與教育融合發(fā)展整體性規(guī)劃。黨的十八大以來，中央對以新一代人工智能發(fā)展的重視程度前所未有，《互聯(lián)網(wǎng)+人工智能三年行動實施方案》《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《促進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃(2018—2021年)》等有關規(guī)劃密集出臺。這些政策規(guī)劃切中了人工智能在互聯(lián)網(wǎng)浪潮、商業(yè)應用、生物識別和智能機器人等快速發(fā)展的脈搏。國家教育主管部門也積極行動，制定了《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》，開展了人工智能助推教師隊伍建設行動試點等工作，引導教育機構(gòu)不斷提高人工智能領域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)等能力。人工智能不僅改變了教與學的方式，而且開始滲透影響教育的理念、文化和生態(tài)，對教育的變革性影響業(yè)已顯現(xiàn)。除了教與學，教育主管部門應該適時出臺整體性人工智能與教育融合發(fā)展規(guī)劃，做好頂層設計，引導鼓勵地方和教育各行業(yè)根據(jù)各自實際，多層次、多樣化推進人工智能在教育領域的創(chuàng)新發(fā)展。
建設利于教育人工智能發(fā)展的基礎設施。大數(shù)據(jù)是新一代人工智能快速發(fā)展的基石，建設教育大數(shù)據(jù)是《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》中具體要求，是國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的一項重要基礎工程。建設教育大數(shù)據(jù)平臺是一項重大基礎工程，需要政府協(xié)調(diào)主導，整合“三通兩平臺”，為教育領域人工智能的開發(fā)打下堅實基礎。人工智能企業(yè)是新一代人工智能創(chuàng)新與應用的主體，教育部門應建設好基礎設施，主動向企業(yè)和社會開放，建立起對人工智能友好的教育生態(tài)。探索企業(yè)參與教育部門人工智能應用與開發(fā)的有效機制，加強產(chǎn)學研合作，探討共同制定數(shù)據(jù)標準和建立起框架算力。
加強對教育人工智能行業(yè)監(jiān)管。新一代人工智能的飛速發(fā)展，帶來了應用的快速落地。人工智能不僅有技術性，還具有社會性，面臨技術、商業(yè)、法律和政策層面的諸多挑戰(zhàn)。人工智能作為人為制造的系統(tǒng)，受到設計局限和開發(fā)質(zhì)量的影響，存在侵犯個人隱私安全、違反道德與法律等風險。政府在最近幾年一直大力推進人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，重心仍然放在鼓勵技術研發(fā)方面，對于人工智能技術應用所帶來的產(chǎn)業(yè)與社會轉(zhuǎn)型沖擊，以及監(jiān)管方面的及時調(diào)整和跟進，目前還缺乏整體認識和積極部署。教育人工智能的研發(fā)必須符合黨的教育方針，符合國家整體教育改革方向，符合道德良俗，遵守法律法規(guī)。教育主管部門須加強監(jiān)管，構(gòu)建促進教育人工智能產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展的創(chuàng)新應用生態(tài)環(huán)境。
(作者：張偉，系國家教育發(fā)展研究中心戰(zhàn)略部副研究員;馬陸亭，系教育部教育發(fā)展研究中心戰(zhàn)略部主任)