当教育迎面撞上AI——AI引领教育大变革|

从一张桌子、一块黑板、一支粉笔就完成一堂课,到计算机基本普及全国中小学,科技的飞速发展带来教育的不断变革。人工智能(AI)技术的逐渐成熟,让一些掌握了学习技巧的“机器人”，可以扮演教师的角色,传播、分享知识。

“AI将成为一位好老师”

“梅花不耐雪霜寒,一日春风入肺肝。万里山河千古恨,百年身世几时安?”这首七言绝句,是计算机通过主题词“梅花”自主创作的。在北京市一所小学的语文课上,孩子们对会写诗的“机器人”有了兴趣。

“AI将成为一位好老师,在很多领域替代教师的具体工作。”在中关村互联网教育创新中心举行的“互联网+教育”创新周上,北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉预测,AI可以替代教师自动出题、批改作业、诊断反馈分析、开展心理测评、规划学生成长发展、进行综合素质评价等。

知识性的教学将在很大程度上被AI取代,教师业务中心将发生转移。

余胜泉介绍,2016年,美国佐治亚理工学院一个名为吉尔·沃特森的机器人代替助教为学生解答问题5个月。这款机器人回答学生提问时非常准确,以至于学生们根本没有注意到助教是个机器人。

在教学工作中，“出题”是教师的基本功，在人工智能里，这属于单一任务的“弱人工智能”,较为容易实现。通过输入知识点、教学资源等内容,根据学生个性化需求,计算机可以自动生成基于给定知识点集合的测试试卷。

再比如,AI可以成为学生优秀的学习伙伴、教师的好助手:对学生的知识、情感、认知、社会网络等进行全面的数据分析,针对一般发展规律和个体特征,提供“智能导师”服务。

北京教育学院信息科学与技术教育学院创客教育研究中心主任于晓雅认为,AI对教育影响深远,前景广阔,应加强针对中小学教师需求的引领培训。

“不主动适应新技术,就得被新技术改变。”北京市东城区前门小学教师胡晓征说,教学方式已迫切需要大变革。

孩子们需要“人机合作思维”

“人工智能是科技前沿,与教育结合最大的难点是如何落地，也就是如何让老师讲得明白、学生学得开心。”北京市第一师范学校附属小学副校长韩玉娟介绍,该校正在开展《模式识别》等课程,将人工智能知识以生活化、游戏化的方式介绍给小学生。

在数学课上,二年级小学生开心地抱着“一立方米”在教室里面溜达。这个“一立方米”又大又高,却没有丝毫重量。因为它是利用增强现实技术(AR)实现的一个虚拟空间,可以帮助孩子感受到真实空间的大小。

在《VR人文创客课程》这门课上,小学生通过学习房屋构造知识,了解建筑学科的基本知识。通过设计庄园和室内设计等,体现自己的理解与创意。随后作品还可以通过3D打印的方式,打印成实物的庄园模型。

北京市第一师范学校附属小学老师李婷说,一名学生的话令她印象深刻:“老师,通过二进制内容的学习,我感觉1和0能够表示很多东西了。”李婷认为,小学人工智能教育不是要让学生掌握多么难懂的知识或技能,而是对学生的思维有所启发,这才是对学生影响更深远的事。

作为教育部2019年度“智慧教育示范区”创建区域之一,北京市东城区提出在未来3至5年内建设新型教育生态。示范区明确要利用人工智能技术加快推动人才培养模式、教学方法的改革,探索泛在、灵活、智能的教育教学服务新模式,促进学校“课堂革命”的有效有序开展。

今年,东城区6所小学共同开展一项探索,通过近30位小学信息技术教师向1700多名二年级到六年级的学生开设人工智能课。这个项目进行的同时,老师们还编写教材《小学人工智能》。北京市级骨干教师、171中学附属青年湖小学的徐欣彦参加了教材编写计划。她说:“从事中小学技术教育20多年,忽然发现我们做的工作很前沿,国内外还没有找到可以用于小学阶段完整人工智能教学的案例资料。”

“美国人工智能学会和计算机教师协会在2018年5月才成立K12(从一年级到高三)阶段人工智能教育促进小组,刚刚启动大纲的研制工作。”北京工商大学副教授李楠说。

北京建筑大学秦建军提出,针对小学生的人工智能教育,不是学习新技术,而是要引导学生养成适应智能社会的素养,特别是思维素养,如计算思维、人机合作思维。

在东城区召开的“小学人工智能学习资源开发与教学实践研讨暨成果发布会”上,应邀现场点评的首都师范大学教授、中国人工智能学会教育工作委员会主任王万森说:“老师们不但讲出来人工智能的味道,而且把趣味性说出来了,可见他们在教学中都有过很多思考。”

推动AI与教育融合发展

北京市教委主任刘宇辉认为,新一代人工智能正在深刻影响并改变着人类的生产生活方式。积极应对教育变革,必须统筹谋划人工智能创新发展,理性推进人工智能与教育融合共生,让人工智能与教育相互赋能,让两者共同赋能未来。

“北京有32所高校拥有与人工智能直接相关学科的博士、硕士学位授权,在校硕士生3.2万人,在校博士生1.2万人,有8所高校建有人工智能学院或研究院。另外,相关国家级科技创新平台有16个。”刘宇辉说,这些都是人工智能与教育融合发展的基础和前提。

黑芝麻胡同小学老师郝君说:“我们的学生正经历着人工智能时代的变革。小学生们对此非常有兴趣,他们渴望更多地接触和参与新科技的机会,培养综合能力,这方面老师应该有所担当,人工智能是大势所趋。”

2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》后,教育部和北京市出台了关于人工智能科技创新和产业发展的相关文件。下一步,北京将从基础教育、职业教育、高等教育、应用示范、国际交流等多方面采取举措,通过一系列重点任务来推动人工智能与教育融合发展。包括推进中小学人工智能普及教育及实践活动,实施青少年人工智能素养提升工程,全面储备未来人才;推动人工智能优质资源均衡共享,实现兼顾个性化和规模化的高质量基础教育。

北京市明确提出,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,人工智能将成为教育变革新动力。到2030年,北京人工智能科技创新和转化应用引领世界,人工智能与教育相互高效赋能,为我国跻身创新型国家前列提供强有力的科技支撑和人才保障。（半月谈内部版2019年第11期）