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科技部新一代人工智能发展研究中心发布《智能教育创新应用发展报告》

发布时间:2019-09-10 访问次数:560次 来源:江苏科技 分享:

2019年8月29日,科技部新一代人工智能发展研究中心联合罗兰贝格管理咨询公司发布《智能教育创新应用发展报告》(以下简称《报告》)。报告显示,人工智能有望引领教育的系统性变革,推动人才培养更加多元化、更加精准化、更加个性化。世界各国纷纷制定规划,出台相应的政策措施,推动智能教育的发展。目前,智能教育领域主要有六大产品形态和四大市场主体,正处于从教学辅助阶段向价值创造阶段的过渡时期,已在线下AI课程、智能测评等场景实现落地应用。未来随着知识图谱、认知计算、自然语言处理等技术的不断发展,人工智能将覆盖教学流程的更多场景,从而推动两千多年来一直追求的“因材施教”尽早实现。

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《报告》深刻阐述了“智能教育”的内涵与应用价值,客观呈现了智能教育的总体态势,以教育教学过程中的各个环节为基点,生动形象地展示了人工智能技术正如何改变传统的教育场景,最后对智能教育的发展趋势进行展望,主要结论如下:


一、智能教育正在推动教育领域的发展与变革

智能教育是基于深度学习、大数据、虚拟现实等新一代信息技术,构建以学习者为中心,贯穿“备课-教学-练习-考试-评价-管理”教育流程各环节的智能化教育环境,实现人才培养更加多元化、更加精准化、更加个性化的新型教育模式。人工智能与教育场景的深度融合,一方面能够在一定程度上扭转当前教育资源分配不均的问题,提升课堂教学效果以及学习效率,另一方面还能够深刻重构传统的教育形态与教育模式,使得教育场景被重新定义,教学方式逐渐改变,教育理念不断革新,推动实现大规模的“因材施教”。



二、主要国家均十分重视智能教育的发展

人工智能与教育的深度融合,将会进一步释放教育在推动人类社会发展过程中的巨大潜力。以美国、新加坡、印度等为代表的各国相继推出面向未来的新教育改革战略,不断制定相关政策法规,设计本国智能教育的发展蓝图。美国2016年、2018年发布的《国家人工智能研究与发展战略规划》《美国机器智能国家战略规划》中提出,将竭尽所能为在教育领域中的人工智能技术提供必备的政策和财政支持。新加坡发布的《第四期教育信息化发展规划》提出要通过构建智能学习生态系统支持学生个性化、自主化的学习,并培养其成为面向未来、负责任的数字化学习者。印度2018年出台《人工智能国家战略》,将教育列为人工智能技术的五大重点应用领域之一。


中国高度重视智能教育的发展。习近平总书记在给国际人工智能与教育大会的贺信中指出,要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。2017年7月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,提出要利用人工智能技术构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系,推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用,开发基于大数据智能的在线学习教育平台,建立智能、快速、全面的教育分析系统,实现日常教育和终身教育定制化。2018年4月,教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》,提出要加快人工智能在教育领域的创新应用。2019年初,国务院发布《中国教育现代化2035》,提出要建设智能化校园,统筹建设一体化智能化教学、管理与服务平台。2019年8月,科技部宣布依托好未来建设智慧教育人工智能开放创新平台,构建“共生”“互生”“创生”的智慧教育多元化新生态。


三、智能教育尚处于从教学辅助阶段向价值创造阶段的过渡时期

伴随着人工智能的技术进步,及其在教育场景中的应用拓展,可将智能教育的发展分为三个阶段:一是以基础数据收集与呈现点状式、零散的教学辅助类应用为代表的教学辅助阶段;二是实现系统化、智能化教学评价与分析,推动提升学生学业表现与教师核心能力价值的价值创造阶段;三是基于具备认知与强交互能力,以自适应学习为代表的因材施教阶段。目前智能教育尚处在从教学辅助向价值创造的过渡时期,尚未大规模出现成熟化的、因材施教阶段的实践应用,未来有望在自适应学习、自适应互动课等应用上逐渐成熟。


四、智能教育市场快速成长

据前瞻产业研究院发布的《中国智慧教育行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》统计数据显示,2013年以来,在线教育和教育信息化均处于快速发展时期,从而推动我国智慧教育市场规模不断扩大。2018年,中国智慧教育市场规模约为5320亿元,同比增长17.13%。目前智能教育领域主要有智能批改、拍照搜题、智能测评、智能题库、分级阅读和自适应学习六大产品形态,以好未来为代表的科技教育公司、以百度、腾讯为代表的互联网公司、以科大讯飞为代表人工智能技术提供商,以及以阿里巴巴为代表的计算平台四类关键性市场主体。


五、人工智能在教育领域渗透的广度和深度不断拓展

《报告》针对教育全场景的人工智能创新应用的分析发现,人工智能在教育领域的应用已经逐渐渗透到了教学全流程、由外层工具类拓展到了核心教学类。


受制于人工智能技术适配性和成熟度,人工智能应用在场景分布上呈现出一些明显特征:当前人工智能主要用武之地集中在复杂度较低的场景,如拍照搜题、分级阅读、智能题库、考情诊断等,这类应用工具属性明显。在“评”和“管”环节,人工智能技术适配性和成熟度均较低。以“评”这一环节为例,由于综合素养、职业兴趣等评估场景较难形成统一标准,人工智能判断难度较大,且后期无法对准确性进行归一化评价,无法反哺模型,因此人工智能适配度不高。而“教”、“备”等服务属性的场景,一旦知识图谱、大数据等技术实现突破,将爆发出巨大的潜在价值。


智能教育场景散点图


基于场景在教学流程中的核心程度和人工智能技术实现产业化应用所需的时间,《报告》划分了智能教育应用场景布局的优先级,优先级一主要为2年内实现产业化应用的“备”“教”等核心环节。优先级二主要为2年内实现产业化应用的“练”“考”等次核心环节及2-3年间实现产业化应用的“备”“教”等核心环节。优先级三主要为2年内实现产业化应用的“评”“管”等外层环节、2-3年间将实现产业化应用的“练”“考”等次核心环节以及3-5年才能实现产业化应用的“备”“教”等核心环节。优先级四主要为2-3年间实现产业化应用的“评”“管”等外层环节及3-5年间有望实现产业化应用的“练”“考”等次核心环节。

值得注意的是,教育科技企业在智能教育创新应用的探索中,逐步靠近教育场景的核心。例如,好未来的WISROOM于2018年推出行业首创的人工智能课堂解决方案,将“学”和“习”进行拆解,课堂上由低成本、标准可靠的“优质老师”负责知识传授,课前预习、课后答疑由真人教师完成。目前WISROOM已覆盖全国148个城市,服务近800个教培机构,学生人数已超过10万人,在为低线城市提供普惠优质教育方面发挥着引领作用。


六、推动智能教育发展需要进一步加强宏观环境建设

和人工智能在其他领域的应用一样,智能教育的创新应用过程也不会是一帆风顺的,需要政府部门出台规划并制定相关政策措施加强引导,需要凝聚产、学、研、用各方力量,协同推进智能教育人才培养、关键技术研发和应用落地,加快制定相应的标准和规范,构建良好的宏观环境,合力推进智能教育的健康发展。

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