大數(shù)據(jù)和AI怎么與現(xiàn)代教育相結(jié)合？

比爾·蓋茨曾預(yù)言，“5年以后，你將可以在網(wǎng)上免費獲取世界上最好的課程，而且這些課程比任何一個單獨大學(xué)提供的課程都要好。”

現(xiàn)在看來，雖然并不是每個網(wǎng)上課程都能強過大學(xué)教程，但是在線教育已經(jīng)成為現(xiàn)實，據(jù)業(yè)內(nèi)人士估算，目前中國在線教育用戶數(shù)量過億，市場規(guī)模達數(shù)千億元，而且線上學(xué)習(xí)者也是受益良多。

不僅在線教育成為了新的風(fēng)口，同時在大數(shù)據(jù)與人工智能的加持下，教育行業(yè)的相關(guān)應(yīng)用正在進入深水期，現(xiàn)代教育的形式正在悄然改變。

大數(shù)據(jù)+AI賦能教育

目前，大數(shù)據(jù)+AI正在賦能各行各業(yè)，教育也不例外，人臉識別、語音識別等智能技術(shù)開始用于語文、英語、音樂等學(xué)科，為教育提供更加智能化、個性化的解決方案。

從教學(xué)過程來看，落實到授課、學(xué)習(xí)、考評、管理等各個方面，大數(shù)據(jù)+人工智能可以使教育在形式和內(nèi)容方面都能趨于多樣化。

授課

“不得不承認，對于學(xué)生，我們知道得太少?！边@是卡耐基·梅隆大學(xué)教育學(xué)院的一句經(jīng)典名言，同時也是教育領(lǐng)域普遍存在的議題。

對于80、90以及更早的幾代，從小學(xué)到大學(xué)接受的都是生產(chǎn)線教育，一代學(xué)生應(yīng)用同一套教材，一個學(xué)科由一個老師負責(zé)，并通過同一套標準進行考核，因為個性化的私人教育仍屬奢侈品。

現(xiàn)在，大數(shù)據(jù)與AI可以幫助輕松實現(xiàn)自適應(yīng)教育與個性化教學(xué)。在教學(xué)方式方面，智慧課堂可以為老師提供更為豐富的教學(xué)手段，全時互動、以學(xué)定教，老師上課時也不再是只有一本教科書，而是可以任意調(diào)取后臺海量的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，以多種形式展現(xiàn)給學(xué)生。

比如，語音識別和圖像識別在教育上的應(yīng)用，大大提高了師生的教學(xué)體驗。對于某個英語句子，可以通過手機拍照上傳到云端，系統(tǒng)會根據(jù)海量的語音素材，用合適的語氣和語調(diào)閱讀這句話，還可以與語音測評技術(shù)結(jié)合，讓學(xué)生跟讀這句話，并由系統(tǒng)做出測評并反復(fù)朗讀打分。

同時，通過虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實與大數(shù)據(jù)的珠聯(lián)璧合，盡可能還原教育場景，讓學(xué)生愛學(xué)、樂學(xué)，學(xué)習(xí)效果也能有質(zhì)的飛躍。比如谷歌通過引入AR與VR技術(shù)，創(chuàng)造教學(xué)應(yīng)用“實境教學(xué)”，正在悄然改變課堂的活動方式。

在教學(xué)過程中，通過收集和分析學(xué)生日常學(xué)習(xí)和完成作業(yè)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，老師即能準確知曉每個學(xué)生的知識點掌握情況，為每一位學(xué)生有針對性地布置作業(yè)，達到因材施教的效果。

此外，未來機器人教學(xué)也將成為一種趨勢，此前在喬治亞理工學(xué)院的一個300多人的課堂上，人工智能機器人教吉爾·沃森(Jill Watson)擔(dān)任了一個月助教，會在第一時間回復(fù)郵件，而且口吻并不機械，因此并沒有人發(fā)現(xiàn)她其實是一個機器人。

學(xué)習(xí)

對于學(xué)生而言，在學(xué)習(xí)過程中，一方面可應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)知識點的相互關(guān)系，制作知識圖譜，制定學(xué)習(xí)計劃，另一方面，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)可以幫助進一步分析學(xué)生個人的學(xué)習(xí)水平，并建立與之相匹配的學(xué)習(xí)計劃，并由AI系統(tǒng)確定如何為學(xué)生提供個性化補充指導(dǎo)，以幫助高效學(xué)習(xí)，避免題海戰(zhàn)術(shù)。

比如，過去需要3個小時練習(xí)的考題，也許真正需要掌握的知識點只需要花費半個小時。那么應(yīng)用大數(shù)據(jù)與人工智能，就可以不斷對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進行評估，并有針對性地推薦適合每個學(xué)生的練習(xí)，節(jié)約時間，卻能達到更好的學(xué)習(xí)效果。

同時，利用圖像識別技術(shù)，也能進一步提高學(xué)習(xí)效率。如今，學(xué)生們可以通過手機拍攝教材內(nèi)容或作業(yè)題目，分析照片和文本，并顯示相應(yīng)的要點與難點。隨后，在線課堂、百科鏈接，以及教師上傳的PPT以及 PDF 文件等，為自主學(xué)習(xí)提供了更多可能性，整個過程運用機器學(xué)習(xí)和自然語言處理技術(shù)來收集處理。

另外，在線教育發(fā)展得如火如荼，通過提供視頻教學(xué)、謎語、游戲等靈活多樣的課程形式以及優(yōu)質(zhì)豐富的課程內(nèi)容，使學(xué)習(xí)不只限于某時某地，可以靈活有效地安排學(xué)習(xí)計劃。

其中，就編程而言，越來越多孩子通過在線教育進行學(xué)習(xí)。如編程貓依靠人工智能和數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)，為6~16歲青少年提供了圖形化編程平臺，并針對不同學(xué)生進行差異化課程推送。學(xué)生在平臺上通過使用圖形化編程語言創(chuàng)作游戲、軟件、動畫、故事等作品，可以同步鍛煉提升邏輯思維能力、任務(wù)拆解能力、跨學(xué)科結(jié)合能力和團隊協(xié)作能力等。

考評

在傳統(tǒng)教育中，考試與評價可以說耗費了老師們的大量時間。如今，大數(shù)據(jù)、文字識別、語音識別、語義識別等技術(shù)的日趨成熟，使得規(guī)?；淖詣优暮蛡€性化反饋走向現(xiàn)實。

通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)與人工智能，老師只需將需要批閱的試卷進行掃描，就能實時統(tǒng)計并顯示掃描過的試卷份數(shù)、平均分、最高分，以及最集中的錯題和對應(yīng)知識點，一目了然，方便進行全面、實時分析。

如果需要對幾十萬、幾百萬份考試試卷進行分析，也能通過精準的圖文識別以及海量文本檢索技術(shù)，快速核對檢查所有試卷與目標相似的文本，并迅速提取并標注出可能存在問題的試卷，幫助實現(xiàn)智能測評。

在這方面，科大訊飛可以說走在行業(yè)前沿，其英語口語自動測評、手寫文字識別、機器翻譯、作文自動評閱技術(shù)等已通過教育部鑒定并應(yīng)用于全國多個省市的高考、中考、學(xué)業(yè)水平的口語和作文自動閱卷。

管理

如果說學(xué)習(xí)者大多只是關(guān)注“學(xué)”的部分，那么學(xué)校教育則需要在教學(xué)之外，進一步分析教育行為數(shù)據(jù)，做好管理工作。通過智能技術(shù)，充分考慮包括教務(wù)處、學(xué)生處、校辦、校務(wù)處等部門在內(nèi)的校園管理需求，學(xué)?？蛇M一步采集、記錄、分析教與學(xué)及其相關(guān)教育行為，更好地勾勒出教育教學(xué)的真實形態(tài)，有效推進教學(xué)信息化。

目前，一些高校已經(jīng)建立了學(xué)生畫像、學(xué)生行為預(yù)警、學(xué)生家庭經(jīng)濟狀況分析、學(xué)生綜合數(shù)據(jù)檢索、學(xué)生群體分析等功能應(yīng)用，幫助更好地分辨學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)或就業(yè)方向上的潛能，從而為學(xué)生提供個性化的管理與培養(yǎng)方案。

例如，面對多樣的選課需求，如何合理排課成為一個亟待解決的難題，而在沒有人工智能的時候，老師排課往往需要幾周時間，還不能保證讓學(xué)生都滿意。現(xiàn)在用人工智能算法進行排課，學(xué)生只需提交自己的課程選擇，系統(tǒng)可以結(jié)合課程、教室、師資進行快速的排課，大大提高效率與學(xué)生滿意度。

在教育領(lǐng)域，這只是開始，大數(shù)據(jù)、人工智能對教育的變革還將持續(xù)發(fā)酵。未來，以大數(shù)據(jù)實現(xiàn)教育個性化，用人工智能賦能教育，在成倍放大教育產(chǎn)能的同時，將使得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源得到充分利用，從而做到因材施教、因人施教。

對此，我們不僅要仰望星空，更要腳踏實地。正如教育家葉圣陶先生所言，教育是農(nóng)業(yè)，而非工業(yè)。不僅教育需要一個發(fā)展過程，同時孩子們也如農(nóng)作物一般需要成長時間，而大數(shù)據(jù)與人工智能則將成為其生長期重要的養(yǎng)分與輔助力量。