摘要: 原標題：何積豐：老師和學生的角色關系應該是平等的 2019 世界人工智能大會，于 8 月 29-31 日在滬召開。 中國科學院院士何積豐教授在論壇上做了主題為
原標題：何積豐：老師和學生的角色關系應該是平等的
2019 世界人工智能大會，于 8 月 29-31 日在滬召開。
中國科學院院士何積豐教授在論壇上做了主題為 " 基礎學科教學的智能化 " 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 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，從哪些方面能幫助我們提高基礎教育水平。
老師和學生的角色關系應該是平等的
在我看來，我們的教學過程中，教師和學生都是核心，" 教學 "：有教有學。不僅是老師在教，學生也在教育過程中一直在教老師！兩者的關系沒有主次之分，沒有陪襯。
而有主次的教學則是，學生問的是：" 我應該學什么？"、" 應該什么時候?qū)W？"、" 如何學？"，這個問題的提法，本身就有些功利主義。當你提 " 學什么 " 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)計技術顯示：關于中小學生希望學習人工智能的原因是什么？排名第一，超過 56% 的學生是希望能夠開闊眼界。這非常好，沒什么功利主義。其次是，希望能學到好多好多知識，這個觀點也挺不錯。還有是希望能夠訓練思維。最少的是什么呢？是我的爸爸媽媽希望我學，這可能是非常被動的。
從中小學調(diào)查的結果來看，中小學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。關于小學、初中、高中的課程分布情況，現(xiàn)在比較關注的是程序設計、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)已非常關心教育融入新技術后新的行業(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，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，培養(yǎng)復合型人才。"
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：
?。?）2000 年前，優(yōu)質(zhì)資源比較短缺，希望通過互聯(lián)網(wǎng)基礎設施，能給偏遠地區(qū)的人們帶去比較好的教育資源。
（2）從 2010 年到 2016 年，商業(yè)化過程發(fā)展比較快，各類相關企業(yè)都產(chǎn)生了，主要在深度學習算法、語音視覺方面對推動教育發(fā)展有好處。
?。?）2016 年開始，大家慢慢開始關注教育的智能化，這里智能化是很好的技術手段。
哪些人工智能技術可以用在基礎教育里呢？我們認為，可以分成三個部分：
?。?）智能化教學工具。主要是依靠人工智能和教育方法學的結合，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。
?。?）智能化課程體系。主要是課程體系 + 教學系統(tǒng)，依托于 AI 技術，研發(fā)科學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。
?。?）智能化教學環(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、學習、生活，均構成一體化的環(huán)境，將教學、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，就可能很難給學生客觀的口語考試評估結果；
?。?）智能認知過程。怎么組織知識點，怎么組織學習創(chuàng)新點，使他們比較容易產(chǎn)生內(nèi)生動力，能夠把知識學好；
?。?）智能教學環(huán)境。目前在大城市中，小學的硬件環(huán)境某些方面比大學還要好，其實是很關心教學環(huán)境對教學的整體作用；
?。?）互動教學形式。過去的教育是，老師站在課堂上講，學生在下面聽，尤其在中國，中小學里學生跟老師的互動比較少。這不利于學生本身的學習，也不利于老師掌握學生的學習情況，因此，環(huán)境提升也是非常有必要的。
（5）數(shù)字教學過程。利用三項到五項技術，就可以對教學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用
圖像篇。主要的核心技術，在 IT 領域里是圖像識別、模式匹配?？蛇\用于書法糾正、拍照搜題、生物識別等。實際上在 2010 年左右，不少大學就已經(jīng)開始做這方面的研究。例如：教外國學生怎樣寫大楷、小楷，教學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中心，每年有好幾千的外國學生都在學漢語，這對他們是有幫助的。
聲音篇。主要的核心技術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。學生在學校里學習英語有困難，講錯了老師同學會笑他，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，我們的學生從初中開始學到高中，花了整整六年，大學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、智能學習手段來提升學生的外語學習環(huán)境，讓學生能夠放松心態(tài)，把語言學好。
文字篇。主要的核心技術是自然語言處理，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，批的結果很不一樣。希望現(xiàn)有技術能幫助你掃描手寫的文卡，識別后能打出比較客觀的成績。
智適應學習篇。主要的核心智能技術是大數(shù)據(jù)分析 + 反饋控制。主要是教學內(nèi)容的推薦系統(tǒng)，要構建在理想情況下，學生要掌握內(nèi)容的學科模式。對教師應該有很好的教學方法模式，通過深度學習能模擬優(yōu)秀教師的上課過程，并了解學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系統(tǒng)，專門通過圖像識別、語音識別技術，為特殊兒童提供認知語言的康復輔助訓練。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 技術來提高水平。
教學環(huán)境智能化。我們希望可以解決三個挑戰(zhàn)：（1）學習過程難以個性化；（2）教學過程難以精準化；（3）管理過程難以科學化。
學習個性化與教學精準化，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)相關的規(guī)則，就知道我們應該選擇什么樣的工具和活動，讓學生能夠有選擇的權利，并且參加后會提高內(nèi)生的學習積極性。在線學習的智能診斷系統(tǒng)，現(xiàn)有的公司主要應用于課程領域，希望把知識學習分到每一環(huán)節(jié)、每一階段，要層層相扣。
管理科學化。體現(xiàn)在學校里的外部服務跟學校相關系統(tǒng)的聯(lián)系，以及跟安全有關的門禁系統(tǒng)、人臉系統(tǒng)等等，這個領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)建設為例，可以刷臉報到進館，敏感人員會有預警系統(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，還是得從腦科學開始，構造人類學習問題的基本原理。基于腦科學的發(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教育沒關系，但均會為基礎教育人工智能化起到很大的推動作用。
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