人工智能与教育变革：前景、困难和策略.docx

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人工智能与教育变革

前景、困难和策略

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肖睿肖海明尚俊杰

摘要：目前，人类正在加速进入人工智能时代，在教育领域，人工智能究竟有什么价值，会遇到什么困难和障碍，应该怎么去突破呢？该文系统回答了这几个问题。该文首先梳理了人工智能的概念、三大学派、三次发展浪潮及发展趋势，回顾了人工智能教育应用的不同历史发展阶段，在此基础上，系统分析了人工智能在实现个性化自适应学习、辅助教师工作、提升管理效率方面具备的核心教育价值及美好前景，探讨了人工智能教育应用面临的技术层、伦理层、系统层、效果层等方面的困难和障碍，提出了加强人工智能基础研究、普及人工智能教育、促进教育流程再造、加强教育基础（学习科学）研究等相应的发展策略，最后展望了未来的发展之路。

关键词：人工智能;教育变革;未来教育;智能教育;学习科学

：G434

：A

：1006-9860（2020）04-0075-12

2016年，AlphaGo（阿尔法狗）给全世界上了一堂人工智能课，由此拉开了人工智能高速发展的序幕。最近几年，我们看到了人工智能在语音识别、图像处理、自动翻译、自动驾驶等多个领域取得了突破性进展，伴随着大数据、云计算等新技术的快速发展，人类正在加速进入智能时代。

面对这样的情境，教育领域的管理者、研究者和实践者自然希望借此实现智能化教学，实现个性化自适应学习，实现科学决策和科学管理。在2019年5月召开的国际人工智能与教育大会上，习近平主席在贺信中指出，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。教育部陈宝生部长、钟登华副部长等专家领导也从不同角度指出了未来教育发展的方向和策略：构建智能化教学环境，实现规模化教育和个性化培养的有机结合。

在社会各界的高度关注下，人工智能、大数据等技术在教育领域也取得了一些引人注目的成就，许多大中小学正在尝试将人工智能应用到学校中，确实方便了学生的学习和生活。比如南京理工大学利用大数据技术自动分析甄别贫困学生，然后将补助款自动充到贫困学生的饭卡中，深受社会各界好评。北京市第二十中学等学校开始采用“刷脸吃饭”，确实方便了学生。

不过，就如以往新技术到来一样，人们一定会质疑：电影、电视、计算机、互联网都没能改变教育，人工智能就一定能改变教育吗？本文希望从人工智能的概念、技术和历史发展谈起，系统调研人工智能教育应用的现状，分析其核心价值及发展前景，探讨可能面临的困难和障碍及应对策略，并展望未来发展之路。

一、人工智能的概念及历史发展

人工智能的想法最早起源于计算机之父图灵（Turing）在1950年提出的设想：机器真的能思考吗？而公认的人工智能概念起源于1956年的达特茅斯会议，在这次会议上，麦卡锡、明斯基以及香农等人提出了“人工智能”（ArtificialIntelligence，简称AI）的概念。下面我们就来看看人工智能的定义、三大学派、三大浪潮等重要概念和内容：

（一）人工智能的概念

中国人工智能学会理事长李德毅院士给人工智能下了一个比较详尽的定义：“探究人类智能活动的机理和规律，构造受人脑启发的人工智能体，研究如何让智能体去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，形成模拟人类智能行为的基本理论、方法和技术，所构建的机器人或者智能系统，能够像人一样思考和行动，并进一步提升人的智能”。

在人工智能领域，有几个常见的名词：人工智能、机器学习和深度学习，它们三者是近似包含的关系，机器学习是实现人工智能的算法或方法之一，深度学习是一种基于深度神经网络实现机器学习的算法或方法。

（二）人工智能的三大学派

在人工智能发展历程中，逐渐形成了具有代表性的三大学派，分别是符号主义、联结主义（也称连接主义）、行为主义学派。符号主义学派是一种基于符号表达和数学逻辑推理的智能模拟方法。该学派在数学定理证明、专家系统方面取得了一些标志性成果，其中1997年IBM的深蓝机器人战胜国际象棋高手加里·卡斯帕罗夫是一个代表性事件。联结主义学派是一种基于神经网络及其联结机制与学习算法的智能模拟方法。在应用领域代表性案例是2016年AlphaGo在围棋比赛中战胜李世石。行为主义学派是一种基于“感知一行动”的行为智能模拟方法。在应用领域代表性案例是波士顿动力公司推出的Atlas机器人。

（三）人工智能的三次浪潮

人工智能的发展大约经过了三次浪潮，第一次浪潮是20世纪50-60年代。在1950年，图灵发表了一篇名为《计算机械和智能》（ComputingMachineryandIntelligence）的论文，该论文探讨到底什么是人工智能，其中就提出了一个有趣的实验——著名的“图灵测试”，掀起了第一次人工智能的浪潮，期间也产生了许多所谓的人