王曉波

記 者：當(dāng)前，人工智能的應(yīng)用方興未艾，智能醫(yī)療、智能駕駛、語言及自然語言處理，服務(wù)機(jī)器人、計(jì)算機(jī)視覺、智能教育、智能金融、電商物流等人工智能應(yīng)用進(jìn)入大眾關(guān)注和討論的視野?，F(xiàn)在人工智能在教育中的應(yīng)用處在怎樣的發(fā)展階段？

余勝泉：人工智能自1956年達(dá)特茅斯會(huì)議被首次提出至今已經(jīng)過去了60多年，在這60多年中，人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了多次起伏，呈螺旋式上升發(fā)展態(tài)勢(shì)。比如，1996年，IBM公司的深藍(lán)超級(jí)計(jì)算機(jī)戰(zhàn)勝了國際象棋大師卡斯帕羅夫?，F(xiàn)在深藍(lán)進(jìn)化成為IBM人工智能認(rèn)知系統(tǒng)Watson，進(jìn)入了各行各業(yè)。比如在醫(yī)療行業(yè)，Watson系統(tǒng)可以在17秒時(shí)間內(nèi)閱讀3469本醫(yī)學(xué)著作、24.8萬篇論文、69種治療方案、61540次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及10.6萬份臨床報(bào)告，并最終提出三個(gè)最優(yōu)選的治療方案。這已經(jīng)不是純粹的研究了，Watson系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)際進(jìn)入到很多的三甲醫(yī)院。

再比如，谷歌公司前不久發(fā)布了一個(gè)相機(jī)叫Clips，這不是一個(gè)簡單的相機(jī)，而是主動(dòng)拍照的相機(jī)。它可以自動(dòng)記錄小孩子有意義的表情動(dòng)作和記錄視頻短片。這個(gè)看起來是很簡單，但是實(shí)際上是非常不容易的，計(jì)算機(jī)要能夠自動(dòng)識(shí)別小孩子的表情和動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄，這是一個(gè)非常不容易的人工智能計(jì)算機(jī)視覺的突破性的成就。

Cambridge Consultants公司開發(fā)了一套AI系統(tǒng)，你只要畫出一些草圖，基于你的草圖可以生成類似畢加索風(fēng)格或者印象派大師風(fēng)格的繪畫。

再比如，現(xiàn)在的微軟小冰，你給它上傳一幅圖片，它可以給你做出一個(gè)非常有意思的詩，而且這首詩還像模像樣?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)寫財(cái)經(jīng)新聞、寫體育報(bào)道，已經(jīng)超越了人類，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)每天創(chuàng)作出的新聞可能有十幾萬篇。

然而，人工智能現(xiàn)在還處于弱人工智能的階段。在特定的領(lǐng)域，它正在超越并替代人的認(rèn)知。如在計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)創(chuàng)作內(nèi)容、計(jì)算機(jī)醫(yī)療，以及圍棋、象棋這些領(lǐng)域，它已經(jīng)超越了人類。科學(xué)家預(yù)測(cè)，到2040年的時(shí)候，計(jì)算機(jī)能夠在很多領(lǐng)域遷移，就是強(qiáng)人工智能階段，能夠達(dá)到和人類相媲美；2075年會(huì)出現(xiàn)超人工智能，全方位超越人類。

實(shí)際上，人工智能可以取代很多教師所承擔(dān)的工作，美國佐治亞理工大學(xué)就用了一個(gè)IBM的Watson機(jī)器人代替助教回答問題，一個(gè)學(xué)期下來以后，絕大部分學(xué)生都不知道是機(jī)器人在回答問題，它實(shí)際上就在擔(dān)任助教的工作。

記 者：北師大未來教育高精尖創(chuàng)新中心開發(fā)了“智慧學(xué)伴”平臺(tái)，基于此平臺(tái)進(jìn)行了哪些實(shí)踐研究？

余勝泉：我們希望打造跟特級(jí)教師相媲美的人工智能老師——“智慧學(xué)伴”，我們將借助海量的數(shù)據(jù)，對(duì)青少年兒童知識(shí)、情感、認(rèn)知、社會(huì)網(wǎng)絡(luò)等進(jìn)行全面的仿真，通過數(shù)據(jù)精確了解他們發(fā)展的一般規(guī)律及個(gè)體發(fā)展特征，實(shí)現(xiàn)自然語言交互形態(tài)的“智能導(dǎo)師”服務(wù)。

“智慧學(xué)伴”這個(gè)平臺(tái)實(shí)際上就是做數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)采集的。在這個(gè)過程當(dāng)中，這個(gè)平臺(tái)核心的思路就是全學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的采集、知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)的建模、學(xué)習(xí)問題的診斷和分析、學(xué)科優(yōu)勢(shì)的發(fā)現(xiàn)和增強(qiáng)。采集學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)科優(yōu)勢(shì)。

怎么樣來做學(xué)生的個(gè)性發(fā)現(xiàn)呢？我們從四個(gè)方面來描述學(xué)習(xí)者：一是體質(zhì)健康的數(shù)據(jù)；二是學(xué)科核心素養(yǎng)的數(shù)據(jù)；三是學(xué)科領(lǐng)域核心知識(shí)；四是通用心理認(rèn)知能力，形成一個(gè)發(fā)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性的數(shù)據(jù)框架。有了這個(gè)數(shù)據(jù)框架以后，我們?cè)趯W(xué)生的學(xué)習(xí)過程中采集各種數(shù)據(jù)，把學(xué)生的信息進(jìn)行數(shù)字化，然后進(jìn)行編碼分析，通過編碼分析把它變成可以分析的數(shù)據(jù)。最后形成一個(gè)個(gè)性化、描述學(xué)生個(gè)性特征的數(shù)據(jù)報(bào)告。

“智慧學(xué)伴”平臺(tái)基于精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析，推薦學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，推薦老師給學(xué)生提供在線指導(dǎo)的服務(wù)，推薦學(xué)習(xí)同伴，實(shí)現(xiàn)學(xué)科優(yōu)勢(shì)的發(fā)現(xiàn)和增強(qiáng)。

我們希望通過大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)的思路，來實(shí)現(xiàn)建立適合學(xué)生個(gè)性發(fā)展的教育公共服務(wù)體系。既可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的覆蓋，又可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的成長，解決公平和質(zhì)量、規(guī)?；蛡€(gè)性化，這兩對(duì)難以調(diào)和的教育矛盾。

如果只有平臺(tái)、技術(shù)是無法改變教育現(xiàn)實(shí)的，還要研究教育。只是技術(shù)化的思維推動(dòng)教育變革很難，除了技術(shù)和平臺(tái)以外，更重要的是基于這個(gè)技術(shù)和平臺(tái)來形成一整套推進(jìn)教育教學(xué)改革和變革的解決方案。

記 者：面向未來的教育，人工智能在教育教學(xué)中將承擔(dān)什么樣的角色？北師大未來教育高精尖創(chuàng)新中心在人工智能的教育應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了哪些探索？

余勝泉：今后，人工智能在教育中可以承擔(dān)很多角色。

第一，自動(dòng)出題和作業(yè)自動(dòng)批閱。教師可以根據(jù)知識(shí)圖譜任意選擇考察知識(shí)點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)出題，并進(jìn)行自動(dòng)批閱，大大降低教師工作負(fù)荷。目前，我們有一個(gè)小組在做基于知識(shí)圖譜計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成題目的研究，教師可以根據(jù)知識(shí)圖譜選擇一些知識(shí)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)基于這些知識(shí)圖譜的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行自動(dòng)出題?？梢詫?shí)現(xiàn)基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的主觀題自動(dòng)判別，不只是選擇、填空題，還有簡答、翻譯、判斷、問答、閱讀理解等，實(shí)驗(yàn)取得了80%的準(zhǔn)確率。

第二，學(xué)習(xí)障礙自動(dòng)診斷與及時(shí)反饋。人工智能系統(tǒng)可以自動(dòng)診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙點(diǎn)，也就是哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)跟他的學(xué)業(yè)成績緊密相關(guān)，一旦學(xué)生有學(xué)習(xí)困難，會(huì)顯著地影響整個(gè)學(xué)科的學(xué)習(xí)成績。我們可以通過數(shù)據(jù)來推斷，他在哪一個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)上出現(xiàn)障礙，根據(jù)這個(gè)障礙來進(jìn)行定向突破。我們基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于歷史數(shù)據(jù)分析，可以預(yù)測(cè)新一屆學(xué)生有可能在哪些關(guān)鍵地方出現(xiàn)障礙，可以減少下一屆學(xué)生遇到這些障礙的概率，提高教學(xué)的效率。所以，今后教師的出題、測(cè)評(píng)、改卷、分?jǐn)?shù)的分析，以及對(duì)學(xué)生個(gè)性化的指導(dǎo)，一定會(huì)被人工智能所取代。

第三，問題解決能力測(cè)評(píng)。人工智能不僅能夠做知識(shí)的診斷，還能夠做問題解決能力的測(cè)評(píng)。北師大未來教育高精尖創(chuàng)新中心做了一個(gè)研究，就是把知識(shí)融合在一個(gè)真實(shí)問題模擬的場(chǎng)景中，讓學(xué)生在場(chǎng)景中做出決策，根據(jù)決策的數(shù)據(jù)來分析他的問題解決的態(tài)度、策略和問題解決的能力，通過這個(gè)來判斷學(xué)生綜合思維的發(fā)展，通過采集的各種行為數(shù)據(jù)、情景化問題的數(shù)據(jù)、學(xué)生的行為數(shù)據(jù)，推測(cè)出他的能力特征。將問題解決能力的測(cè)評(píng)融入學(xué)科能力和學(xué)科素養(yǎng)的模型以后，對(duì)于學(xué)生的能力以及隱含的能力的可視化，人工智能將會(huì)起著非常重要的作用。endprint

第四，學(xué)生心理素質(zhì)的測(cè)評(píng)與改進(jìn)。我們聯(lián)合北師大心理學(xué)部的專家，編制了中小學(xué)生綜合心理素質(zhì)診斷量表，包括心理健康、人格發(fā)展、基本認(rèn)知能力、高級(jí)認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)品質(zhì)、發(fā)展?jié)摿?、教育環(huán)境、漢語閱讀能力八個(gè)方面。了解學(xué)生的能力，可以讓學(xué)生更好地了解自己，讓家長更好地了解孩子，尤其是某些方面有異常行為的孩子，為學(xué)校提前介入和干預(yù)提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)。

第五，對(duì)青少年體質(zhì)健康做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。我們通過一些智能化的穿戴式設(shè)備，采集學(xué)生的數(shù)據(jù)，建立這些數(shù)據(jù)的常模，通過這些常模來比較，就可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在體質(zhì)健康、運(yùn)動(dòng)知識(shí)、運(yùn)動(dòng)技能等方面的行為異常，實(shí)現(xiàn)體質(zhì)健康的改進(jìn)，形成面向?qū)W生健康素養(yǎng)的體質(zhì)檢測(cè)報(bào)告。對(duì)于現(xiàn)在的孩子來說，體質(zhì)健康的監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)的發(fā)展，將會(huì)跟學(xué)習(xí)知識(shí)一樣，同樣重要。

第六，學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)報(bào)告。不再只是一個(gè)分?jǐn)?shù)或者等級(jí)，類似于我們的體檢報(bào)告，形成學(xué)習(xí)的體檢報(bào)告，有300多個(gè)指標(biāo)。通過這些指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)他的核心素養(yǎng)情況、知識(shí)地圖和非智力因素，形成一個(gè)報(bào)表，這個(gè)報(bào)表可以精確地了解學(xué)生的情況，從學(xué)科領(lǐng)域核心知識(shí)、學(xué)科核心素養(yǎng)、心理、認(rèn)知能力和體質(zhì)健康四個(gè)方面，規(guī)劃了300多個(gè)指標(biāo)。

通過課堂的信息、作業(yè)數(shù)據(jù)、在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、體質(zhì)的數(shù)據(jù)、情感分析的數(shù)據(jù)，綜合形成各種數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)報(bào)表，這種綜合數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)報(bào)表更具有科學(xué)性。有了綜合數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)報(bào)表以后，就可以做因人而異的個(gè)性化的推薦，如微課、在線指導(dǎo)以及綜合實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診斷、智能推薦。推薦他所需要的內(nèi)容、推薦他所需要的合適的學(xué)習(xí)路徑，而且這種推薦是基于行為數(shù)據(jù)和認(rèn)知數(shù)據(jù)相結(jié)合的，基于不同的知識(shí)狀態(tài)、學(xué)科能力，推薦不同的學(xué)習(xí)資源。

記 者：隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，教師職業(yè)是否會(huì)被人工智能所取代？您認(rèn)為人工智在教育領(lǐng)域能的應(yīng)用會(huì)達(dá)到一個(gè)什么樣的狀態(tài)？

余勝泉：今后教師知識(shí)性的教學(xué)會(huì)逐步被人工智能教師所替代，教師的業(yè)務(wù)重心將會(huì)發(fā)生重大的改變。老師的作用越來越多地會(huì)轉(zhuǎn)為學(xué)習(xí)的陪伴、學(xué)習(xí)的導(dǎo)引、情感的培養(yǎng)、毅力的培養(yǎng)等?？萍疾荒苋〈蠋?，但是使用科技的老師卻能取代不使用科技的老師。

未來的教育是教師與人工智能協(xié)作的時(shí)代，要充分發(fā)揮機(jī)器與人類不同的優(yōu)勢(shì)，是提高生產(chǎn)力的關(guān)鍵，人工智能將會(huì)取代簡單重復(fù)的腦力勞動(dòng)，而發(fā)揮人類的創(chuàng)新、復(fù)雜決策、情感關(guān)懷激勵(lì)等更大的優(yōu)勢(shì)，未來的教師要與人工智能共存和協(xié)同。endprint