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何積豐:老師和學(xué)生的角色關(guān)系應(yīng)該是平等的
來源:搜狐 發(fā)表于2019-09-03 15:48:45 編輯:莫小煙
摘要: 原標(biāo)題:何積豐:老師和學(xué)生的角色關(guān)系應(yīng)該是平等的 2019 世界人工智能大會,于 8 月 29-31 日在滬召開。 中國科學(xué)院院士何積豐教授在論壇上做了主題為

  原標(biāo)題:何積豐:老師和學(xué)生的角色關(guān)系應(yīng)該是平等的

  2019 世界人工智能大會,于 8 月 29-31 日在滬召開。

  中國科學(xué)院院士何積豐教授在論壇上做了主題為 " 基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)的智能化 " 演講。

  以下是實錄演講:

  非常高興能來參加論壇。我今年任教時間已達(dá) 55 年了,在這 55 年里,我常常在想,教育的意義是什么?特別是,伴隨著科技發(fā)展的教育含義。今天,我想跟大家分享的是,在人工智能制造社會中的教育意義。

  我們需要培養(yǎng)什么樣的人?怎么培養(yǎng)人?我相信,其中人工智能會起很重要的作用。下面,我主要從 IT 方向來闡述,哪些技術(shù),從哪些方面能幫助我們提高基礎(chǔ)教育水平。

  老師和學(xué)生的角色關(guān)系應(yīng)該是平等的

  在我看來,我們的教學(xué)過程中,教師和學(xué)生都是核心," 教學(xué) ":有教有學(xué)。不僅是老師在教,學(xué)生也在教育過程中一直在教老師!兩者的關(guān)系沒有主次之分,沒有陪襯。

  而有主次的教學(xué)則是,學(xué)生問的是:" 我應(yīng)該學(xué)什么?"、" 應(yīng)該什么時候?qū)W?"、" 如何學(xué)?",這個問題的提法,本身就有些功利主義。當(dāng)你提 " 學(xué)什么 " 的時候,他們會說,是老師說的,這個東西有用。

  現(xiàn)在看來,無論有用還是無用,在長遠(yuǎn)人生發(fā)展都是有共性的。過分強調(diào)有用沒用,那種狹隘的功利主義,會影響學(xué)生的發(fā)展。作為教師,也會問同樣的問題:" 教什么?"、" 什么時候教?"、" 如何教?"。

  人工智能是否能支撐起基礎(chǔ)教育的改革創(chuàng)新?這個問題,在今天會議上討論是非常及時的。

  《中小學(xué)階段人工智能普及教育現(xiàn)狀調(diào)研報告》中的統(tǒng)計技術(shù)顯示:關(guān)于中小學(xué)生希望學(xué)習(xí)人工智能的原因是什么?排名第一,超過 56% 的學(xué)生是希望能夠開闊眼界。這非常好,沒什么功利主義。其次是,希望能學(xué)到好多好多知識,這個觀點也挺不錯。還有是希望能夠訓(xùn)練思維。最少的是什么呢?是我的爸爸媽媽希望我學(xué),這可能是非常被動的。

  從中小學(xué)調(diào)查的結(jié)果來看,中小學(xué)生的主動銜接性還是非常好的,這對我們做人工智能教育是非常大的鼓勵。關(guān)于小學(xué)、初中、高中的課程分布情況,現(xiàn)在比較關(guān)注的是程序設(shè)計、機器人、人工智能原理課程、人工智能專家講座。這是 2017 年的數(shù)據(jù)中反映的,還不是那么完整。

  另外,有關(guān)人工智能教育融資額和融資次數(shù),以及人工智能教育的融資輪次占比數(shù)據(jù),也在說明,金融行業(yè)已非常關(guān)心教育融入新技術(shù)后新的行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  人工智能對教育起到的重大作用

  " 中國高度重視人工智能對教育的深刻影響,積極推動人工智能和教育深度融合,促進教育變革創(chuàng)新。" 兩年前,國務(wù)院在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》文件里很明確地指出 " 要逐步開展全民智能教育項目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程,逐步推廣編程教育,培養(yǎng)復(fù)合型人才。"

  我們做了一個分析,覺得智能化教育發(fā)展路線大概有三個路線圖:

  (1)2000 年前,優(yōu)質(zhì)資源比較短缺,希望通過互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施,能給偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們帶去比較好的教育資源。

 ?。?)從 2010 年到 2016 年,商業(yè)化過程發(fā)展比較快,各類相關(guān)企業(yè)都產(chǎn)生了,主要在深度學(xué)習(xí)算法、語音視覺方面對推動教育發(fā)展有好處。

 ?。?)2016 年開始,大家慢慢開始關(guān)注教育的智能化,這里智能化是很好的技術(shù)手段。

  哪些人工智能技術(shù)可以用在基礎(chǔ)教育里呢?我們認(rèn)為,可以分成三個部分:

 ?。?)智能化教學(xué)工具。主要是依靠人工智能和教育方法學(xué)的結(jié)合,基于 AI、知識圖譜、語音語義識別、視覺識別、個性化推薦等技術(shù)。

 ?。?)智能化課程體系。主要是課程體系 + 教學(xué)系統(tǒng),依托于 AI 技術(shù),研發(fā)科學(xué)類課程里的體系教育,比如說編程教育、機器人教育、創(chuàng)客教育等。

  (3)智能化教學(xué)環(huán)境。這也是這幾年中發(fā)展最迅速、最明顯的。采用物聯(lián)網(wǎng) + 智能系統(tǒng),在校園里,無論是工作、學(xué)習(xí)、生活,均構(gòu)成一體化的環(huán)境,將教學(xué)、科研、管理和校園生活充分融合在一起。

  從培養(yǎng)角度來說,德智體美勞五方向都要做,這里智能能夠做什么呢?

 ?。?)智能教育評估。例如,在口語測評環(huán)節(jié),如果老師英語講得不太好,就可能很難給學(xué)生客觀的口語考試評估結(jié)果;

 ?。?)智能認(rèn)知過程。怎么組織知識點,怎么組織學(xué)習(xí)創(chuàng)新點,使他們比較容易產(chǎn)生內(nèi)生動力,能夠把知識學(xué)好;

 ?。?)智能教學(xué)環(huán)境。目前在大城市中,小學(xué)的硬件環(huán)境某些方面比大學(xué)還要好,其實是很關(guān)心教學(xué)環(huán)境對教學(xué)的整體作用;

  (4)互動教學(xué)形式。過去的教育是,老師站在課堂上講,學(xué)生在下面聽,尤其在中國,中小學(xué)里學(xué)生跟老師的互動比較少。這不利于學(xué)生本身的學(xué)習(xí),也不利于老師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,因此,環(huán)境提升也是非常有必要的。

  (5)數(shù)字教學(xué)過程。利用三項到五項技術(shù),就可以對教學(xué)過程起到比較重要的改進作用。下面我用一些實例來進行說明。

  人工智能教育的實際應(yīng)用

  圖像篇。主要的核心技術(shù),在 IT 領(lǐng)域里是圖像識別、模式匹配。可運用于書法糾正、拍照搜題、生物識別等。實際上在 2010 年左右,不少大學(xué)就已經(jīng)開始做這方面的研究。例如:教外國學(xué)生怎樣寫大楷、小楷,教學(xué)過程中和他們交往語言還有困難,用計算機教反而效果好。

  華東師大有 " 伴讀書童 " 系統(tǒng),就教大家寫中國大楷。華師大還有漢語教學(xué)中心,每年有好幾千的外國學(xué)生都在學(xué)漢語,這對他們是有幫助的。

  聲音篇。主要的核心技術(shù)是語音識別和語音對比,相信對漢語(普通話)和英語的評測及糾正都很有幫助。學(xué)生在學(xué)校里學(xué)習(xí)英語有困難,講錯了老師同學(xué)會笑他,但是采用人機對話的形式,心理壓力就會減輕很多?,F(xiàn)實的情況是,我們的學(xué)生從初中開始學(xué)到高中,花了整整六年,大學(xué)里面四年的本科生教育要通過四六級英語考試,考了那么長時間,走到工作崗位時,語音通話能力和寫作能力還是沒有提高。因此,我充分建議,人工智能公司能利用語音評測手段、智能學(xué)習(xí)手段來提升學(xué)生的外語學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)生能夠放松心態(tài),把語言學(xué)好。

  文字篇。主要的核心技術(shù)是自然語言處理,實現(xiàn)作業(yè)、考卷的自動批改。這還是很有必要的。很多老師批考卷,帶了很多的主觀性,同一個考卷在這個老師和那個老師手里,批的結(jié)果很不一樣。希望現(xiàn)有技術(shù)能幫助你掃描手寫的文卡,識別后能打出比較客觀的成績。

  智適應(yīng)學(xué)習(xí)篇。主要的核心智能技術(shù)是大數(shù)據(jù)分析 + 反饋控制。主要是教學(xué)內(nèi)容的推薦系統(tǒng),要構(gòu)建在理想情況下,學(xué)生要掌握內(nèi)容的學(xué)科模式。對教師應(yīng)該有很好的教學(xué)方法模式,通過深度學(xué)習(xí)能模擬優(yōu)秀教師的上課過程,并了解學(xué)生在各方面的個性特征。

  有的孩子可能由于各種各樣的原因,發(fā)展程度和平常優(yōu)益有所差別。華師大有一個基于 AI 的特殊兒童評價與干預(yù)系統(tǒng),專門通過圖像識別、語音識別技術(shù),為特殊兒童提供認(rèn)知語言的康復(fù)輔助訓(xùn)練。這對很多家長來說是很大的安慰,孩子稍微有點缺陷,但在教育上還是有辦法通過 AI 技術(shù)來提高水平。

  教學(xué)環(huán)境智能化。我們希望可以解決三個挑戰(zhàn):(1)學(xué)習(xí)過程難以個性化;(2)教學(xué)過程難以精準(zhǔn)化;(3)管理過程難以科學(xué)化。

  學(xué)習(xí)個性化與教學(xué)精準(zhǔn)化,需要選擇多模態(tài)的情況,實現(xiàn)環(huán)境的感知。對情境進行識別后,根據(jù)相關(guān)的規(guī)則,就知道我們應(yīng)該選擇什么樣的工具和活動,讓學(xué)生能夠有選擇的權(quán)利,并且參加后會提高內(nèi)生的學(xué)習(xí)積極性。在線學(xué)習(xí)的智能診斷系統(tǒng),現(xiàn)有的公司主要應(yīng)用于課程領(lǐng)域,希望把知識學(xué)習(xí)分到每一環(huán)節(jié)、每一階段,要層層相扣。

  管理科學(xué)化。體現(xiàn)在學(xué)校里的外部服務(wù)跟學(xué)校相關(guān)系統(tǒng)的聯(lián)系,以及跟安全有關(guān)的門禁系統(tǒng)、人臉系統(tǒng)等等,這個領(lǐng)域的落地成果也做得比較好。以華師大圖書館的智能系統(tǒng)建設(shè)為例,可以刷臉報到進館,敏感人員會有預(yù)警系統(tǒng)。這樣能夠做到常態(tài)化點名、訪客邀約等。

  寫在最后

  人工智能教育和教育智能化應(yīng)該有一定的區(qū)別。目前,在人工智能基于大數(shù)據(jù)的智能比做得較多,希望能夠按照人的方式來思考問題、解決問題??墒侨嗽趺此伎紗栴}?怎么解決問題呢?本身的機理還是在探索過程之中。很希望類腦人工智能系統(tǒng)這一次能有比較高速度的發(fā)展,使機器人能知道人是怎么感知世界,怎么建立全新的感知系統(tǒng),怎么進行數(shù)據(jù)的分析處理過程。

  因此,從人工智能教育到教育智能化,還是得從腦科學(xué)開始,構(gòu)造人類學(xué)習(xí)問題的基本原理?;谀X科學(xué)的發(fā)展,希望能促進人腦的發(fā)展,要考慮到人的差異化、成長關(guān)鍵期、人類的成熟程度。腦功能如何增強?腦功能如何開發(fā)?腦功能是否遺傳?腦功能怎么遷移?這都是新的研究課題。研究課題看起來和基礎(chǔ)教育沒關(guān)系,但均會為基礎(chǔ)教育人工智能化起到很大的推動作用。

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