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人工智能其實(shí)并不是什么新鮮詞匯。早在幾千年前，人類(lèi)就在一些故事和傳說(shuō)中描繪了技藝精湛的手藝人可以給人造的東西賦予意識(shí)和智慧。當(dāng)然，這些都僅僅是想象和神話而已。后來(lái)，一些哲學(xué)家試圖用各種符號(hào)的機(jī)械移動(dòng)來(lái)解釋人類(lèi)思維的過(guò)程，開(kāi)始為人工智能的真正誕生埋下種子。
1940年，一種可以用抽象的數(shù)學(xué)邏輯來(lái)控制的計(jì)算機(jī)誕生了，于是一些科學(xué)家開(kāi)始正式投入到如何制造出真正意義上的“電子大腦”的研究中。然而，20世紀(jì)的研究似乎只是在證明一點(diǎn)：制造人工智能這件事情比人們最初想象的要難得多。投入到這個(gè)領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的資金一度枯竭，一些人開(kāi)始懷疑這類(lèi)研究的意義。
但是，這些困難并沒(méi)有徹底湮滅人們對(duì)這一領(lǐng)域的憧憬。到了21世紀(jì)，人工智能研究的重大突破開(kāi)始不斷涌現(xiàn)，應(yīng)用領(lǐng)域也開(kāi)始初現(xiàn)端倪。而這要?dú)w功于大量數(shù)據(jù)的收集，計(jì)算機(jī)速度和計(jì)算能力的飛速擴(kuò)張，以及機(jī)器學(xué)習(xí)算法的進(jìn)步。人們對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)和期望也逐漸變得更現(xiàn)實(shí)、更科學(xué)，大家的注意力集中在了探索機(jī)器學(xué)習(xí)在實(shí)際生活和商業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景。
目前，人工智能已經(jīng)在制造、服務(wù)、零售、醫(yī)療健康等行業(yè)開(kāi)始了一些嘗試性的應(yīng)用。雖然與科幻小說(shuō)里那些能干活能思考能說(shuō)話的機(jī)器人相比差距還不小，但我們已經(jīng)開(kāi)始嘗到一些人工智能的甜頭，比如自動(dòng)駕駛的汽車(chē)、自動(dòng)診斷疾病的機(jī)器人等等。一些人開(kāi)始擔(dān)心人工智能會(huì)不會(huì)很快在一些領(lǐng)域取代人類(lèi)，使很多人失業(yè)。我個(gè)人認(rèn)為并不需要太擔(dān)心。縱觀人類(lèi)過(guò)去幾百年的歷史，機(jī)器替代人類(lèi)的事情已經(jīng)發(fā)生過(guò)好幾次了，每次一些工作的消失，都有新的工作隨之誕生。人類(lèi)智慧的潛力是無(wú)窮的，當(dāng)我們發(fā)明出一種新的事物來(lái)代替我們從事的一些相對(duì)無(wú)趣而辛苦的工作后，我們可以用更多的時(shí)間和精力去發(fā)掘我們的智慧，繼續(xù)發(fā)明出更好的東西為我們服務(wù)。
要想讓這樣的良性循環(huán)永遠(yuǎn)繼續(xù)下去，有一個(gè)領(lǐng)域?qū)⑵鸬疥P(guān)鍵性作用——教育。隨著人工智能的發(fā)展，人類(lèi)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的位置也會(huì)不斷變化，要讓我們的下一代適應(yīng)這些變化并在其中游刃有余，我們的教育就必須跟上科技的發(fā)展，甚至需要比科技的進(jìn)步更前衛(wèi)。畢竟，教育的效果是滯后的，孩子們學(xué)到的東西，要在幾年甚至十幾年之后才能真正用到。
然而，在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)中，我們的主流教育體系，無(wú)論是在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，還是中國(guó)這樣飛速前進(jìn)的發(fā)展中國(guó)家，都沒(méi)有發(fā)生過(guò)質(zhì)的變化。不過(guò)好消息是，最近十幾年來(lái)，教育科技領(lǐng)域在一大批創(chuàng)業(yè)者的推動(dòng)下，正在經(jīng)歷著巨大的進(jìn)步。這些創(chuàng)業(yè)者相信，人工智能不是用來(lái)替代人類(lèi)的，而是用來(lái)讓人類(lèi)更智慧。這些公司從不同的角度運(yùn)用人工智能，推動(dòng)著教育的創(chuàng)新，不僅僅使孩子們接受到的教育更人性化、更有趣，而且更個(gè)性化、更和科技的發(fā)展接軌，為孩子們將來(lái)在社會(huì)中發(fā)揮自身獨(dú)一無(wú)二的作用做好準(zhǔn)備。
目前，人工智能及相關(guān)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要有以下五個(gè)方面：
自適應(yīng)/個(gè)性化學(xué)習(xí);
虛擬導(dǎo)師;
教育機(jī)器人;
基于編程和機(jī)器人的科技教育;
基于虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景式教育。
下面我們來(lái)看看一些創(chuàng)業(yè)公司是如何在這些領(lǐng)域推動(dòng)教育革新的。
自適應(yīng)/個(gè)性化學(xué)習(xí)
每一個(gè)人，無(wú)論是孩子還是成年人，都有獨(dú)特的思維特點(diǎn)和學(xué)習(xí)方式。比如，有的人喜歡聽(tīng)別人講述或者和其他人討論，而有的人則更喜歡自己默默地讀書(shū)。再比如，有的人喜歡用邏輯和數(shù)字來(lái)解釋現(xiàn)象，而另一些人則可能習(xí)慣用文字和故事來(lái)闡釋。如果用適合自己的方式學(xué)習(xí)，不僅效率會(huì)很高，而且會(huì)使學(xué)習(xí)者保持長(zhǎng)時(shí)間的興趣。反之，則會(huì)學(xué)得很慢，甚至導(dǎo)致對(duì)學(xué)習(xí)的厭倦和抵觸。同時(shí)，每個(gè)人學(xué)習(xí)不同的知識(shí)和技能的節(jié)奏也不同，一旦打破了自然的節(jié)奏，學(xué)習(xí)就會(huì)變得枯燥或難以消化。
然而在學(xué)校里幾十人的課堂上，老師只能用一種方法、一個(gè)節(jié)奏教。要想適應(yīng)每個(gè)孩子的方式和節(jié)奏，靠傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方法是不可能的。近幾年來(lái)，一些創(chuàng)業(yè)公司開(kāi)發(fā)出了基于人工智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，幫助學(xué)校和老師提供個(gè)性化的教學(xué)，同時(shí)幫助孩子們提高學(xué)習(xí)效率，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
什么是自適應(yīng)學(xué)習(xí)呢?簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是通過(guò)收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，用人工智能逐漸勾勒出每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和特點(diǎn)，然后自動(dòng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方式和節(jié)奏，使每個(gè)孩子都能得到最適合自己的教育。隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)積累逐漸增多，人工智能也就越“聰明”，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的適應(yīng)也就越精準(zhǔn)，這樣形成良性循環(huán)，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率越來(lái)越高，效果越來(lái)越好，學(xué)生的信心也隨之增強(qiáng)。
位于美國(guó)和澳大利亞的一家名叫“Smart Sparrow”的公司自2011年成立以來(lái)，就致力于為學(xué)校和老師開(kāi)發(fā)自適應(yīng)教學(xué)的工具。他們的產(chǎn)品是一款集課程設(shè)計(jì)、在線學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)反饋、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析、在線合作學(xué)習(xí)、智能輔導(dǎo)等功能于一體的平臺(tái)。教師可以使用在線平臺(tái)上的工具和內(nèi)容庫(kù)設(shè)計(jì)課程，教學(xué)過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可以加入和學(xué)生互動(dòng)的元素，讓學(xué)生通過(guò)完成課程中的一些“任務(wù)”來(lái)掌握所學(xué)的知識(shí)。通過(guò)這些互動(dòng)，系統(tǒng)就可以隨時(shí)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的瓶頸和困難，從而給予實(shí)時(shí)反饋和強(qiáng)化。比如，系統(tǒng)在一些互動(dòng)練習(xí)中發(fā)現(xiàn)一名學(xué)生在概念A(yù)和B上有些混淆，于是立即跳出澄清概念的頁(yè)面，并指出學(xué)生可能沒(méi)有理解的要點(diǎn)。學(xué)生表示理解了后，會(huì)有更多不同形式的互動(dòng)幫助學(xué)生強(qiáng)化理解，直至學(xué)生完全理解為止。同時(shí)，老師也可以隨時(shí)觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度。對(duì)于學(xué)得快的學(xué)生，老師可以加入更深的學(xué)習(xí)內(nèi)容，或者加快該學(xué)生的進(jìn)度;對(duì)于有困難的學(xué)生，老師可以給予特別輔導(dǎo)，并適當(dāng)調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生不會(huì)感到力不從心。
對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)的好處不只是輕松為學(xué)生提供個(gè)性化的教學(xué)，而且實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和自動(dòng)分析給教師提供了大量的資料，使他們對(duì)每個(gè)學(xué)生的了解大大加深了。同時(shí)，數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)他們不斷改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)班級(jí)整體的特點(diǎn)和每個(gè)學(xué)生的問(wèn)題做出更精準(zhǔn)的教學(xué)規(guī)劃，使教師的教學(xué)更有針對(duì)性，也節(jié)省了大量的寶貴時(shí)間。
類(lèi)似的公司還有很多家，每家切入的角度略有不同，但目的都是一個(gè)：讓教育更高效、更有趣、更個(gè)性。針對(duì)年齡偏小的孩子，一些公司還在自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中加入了游戲化元素，讓原本枯燥的學(xué)習(xí)變得好玩。美國(guó)的"DreamBox Learning"這家公司就是從小學(xué)數(shù)學(xué)課程的游戲化這個(gè)點(diǎn)切入，設(shè)計(jì)了一個(gè)在游戲中學(xué)數(shù)學(xué)的平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)根據(jù)學(xué)生在游戲中和平臺(tái)的互動(dòng)及練習(xí)中的表現(xiàn)，逐漸推進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，根據(jù)學(xué)生的進(jìn)度調(diào)整內(nèi)容和練習(xí)，使學(xué)生不知不覺(jué)中就學(xué)習(xí)了所在年級(jí)所要求的所有數(shù)學(xué)課程。
虛擬導(dǎo)師
課外一對(duì)一輔導(dǎo)在很多國(guó)家都是一個(gè)不小的市場(chǎng)。由于越來(lái)越多的父母沒(méi)有時(shí)間和精力幫助孩子在學(xué)校之外的學(xué)習(xí)，很多人不得不請(qǐng)家教或者將孩子送到一對(duì)一輔導(dǎo)學(xué)校去。但是這些一對(duì)一的真人輔導(dǎo)價(jià)格昂貴，同時(shí)由于個(gè)人差異，找到最適合孩子的老師也不是一件容易的事情。最近幾年，一些創(chuàng)業(yè)者開(kāi)始嘗試為學(xué)生提供在線“虛擬輔導(dǎo)教師”，利用人工智能幫助孩子學(xué)習(xí)。
倫敦就有一家這樣的公司，名叫“Whizz Education”。他們的旗艦產(chǎn)品“Maths Whizz”就是一款在線輔導(dǎo)數(shù)學(xué)的軟件。公司設(shè)計(jì)了一套和學(xué)校進(jìn)度相吻合的課后學(xué)習(xí)課程，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)的過(guò)程中隨時(shí)提出問(wèn)題，虛擬老師會(huì)為學(xué)生一步步解答，并且根據(jù)學(xué)生的反饋調(diào)整解答方式，直到學(xué)生掌握為止。同時(shí)，系統(tǒng)的家長(zhǎng)端為父母提供實(shí)時(shí)匯報(bào)，使他們能夠隨時(shí)掌握孩子的學(xué)習(xí)情況，了解學(xué)生是否跟得上學(xué)校的進(jìn)度，有哪些困難等等，同時(shí)還可以通過(guò)在線互動(dòng)的方式鼓勵(lì)甚至獎(jiǎng)勵(lì)孩子，使家長(zhǎng)對(duì)孩子的監(jiān)督也變得有趣。
虛擬導(dǎo)師其實(shí)也是一種自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，只不過(guò)焦點(diǎn)在學(xué)生的課后自學(xué)和答疑，而不是課堂教學(xué)上。這個(gè)領(lǐng)域目前還在早期發(fā)展階段，進(jìn)一步的推動(dòng)則依賴(lài)于一些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，如語(yǔ)音語(yǔ)意的識(shí)別，以及數(shù)據(jù)的進(jìn)一步采集和分析。虛擬導(dǎo)師也許幾年內(nèi)還不能代替真人輔導(dǎo)，但一定會(huì)在課后輔導(dǎo)行業(yè)中逐漸占有一席之地。
教育機(jī)器人
用機(jī)器人充當(dāng)教育者的角色直接和孩子交流，已經(jīng)不只屬于科幻小說(shuō)了。目前，一些新興的創(chuàng)新公司正在開(kāi)發(fā)可以成為孩子的老師和朋友的機(jī)器人。位于紐約的“CogniToys”在2015年推出了一款叫“Dino”的機(jī)器人，可以直接和孩子對(duì)話。這個(gè)機(jī)器人在聽(tīng)到孩子的問(wèn)題之后，可以自動(dòng)連接網(wǎng)絡(luò)尋找答案，并且通過(guò)和孩子的交流逐漸學(xué)習(xí)和了解孩子的情緒和個(gè)性。機(jī)器人和孩子交流得越多，對(duì)孩子的了解就越深，和孩子的對(duì)話也就越個(gè)性化，越貼近孩子的喜好。當(dāng)然，這些對(duì)話都是有嚴(yán)格監(jiān)控的，避免出現(xiàn)誤導(dǎo)孩子的情況。
目前，機(jī)器人能夠流暢交流的話題還是相對(duì)有限。不過(guò)這款機(jī)器人的背后一直都有強(qiáng)大的團(tuán)隊(duì)在不斷更新優(yōu)化，相信機(jī)器人會(huì)變得越來(lái)越人性化，真正成為孩子的良師益友。
基于編程和機(jī)器人的科技教育
我們所在的時(shí)代，可以說(shuō)是計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)化的時(shí)代。所以呢，計(jì)算機(jī)編程，算法設(shè)計(jì)，機(jī)器人設(shè)計(jì)這些科技方面的教育也就變得非常重要了。一些人甚至宣稱(chēng)不久的將來(lái)不會(huì)編程就等于文盲。這種說(shuō)法未免有些極端，但是毋庸置疑的是，目前主流的學(xué)校教育并沒(méi)有把這類(lèi)科技教育的重要性放的足夠高，一些國(guó)家的學(xué)校課程體系中甚至完全沒(méi)有計(jì)算機(jī)編程類(lèi)的課程。
于是一批創(chuàng)業(yè)者就來(lái)填補(bǔ)這個(gè)空白了。既然編程這么重要，而且會(huì)越來(lái)越重要，這方面的教育就要從娃娃抓起，越早越好。
一家位于倫敦的年輕的公司“Primo Toys”就決定從3歲的幼兒開(kāi)始編程教育。他們?cè)O(shè)計(jì)了一款名叫“Cubetto”的“木制機(jī)器人”。這款集教育和娛樂(lè)為一體的玩具，帶有一個(gè)模塊拼板，一些地圖，一本故事書(shū)，和一些代表不同指令的木制模塊。孩子通過(guò)故事書(shū)中的描述，通過(guò)在拼板上組合不同的模塊來(lái)控制機(jī)器人，使其在地圖上游歷到故事中描述的不同地方。孩子通過(guò)自己動(dòng)手“創(chuàng)造”機(jī)器人在故事中的旅行，在游戲中學(xué)會(huì)了動(dòng)手，并且接受了最早期的編程啟蒙教育。
坐落于加拿大的“EZ-Robot”則把注意力放在了大孩子甚至成人對(duì)機(jī)器人的興趣上。他們出售的機(jī)器人產(chǎn)品高度模塊化，并且配有詳細(xì)的教程。無(wú)論是學(xué)校老師，還是校外教育機(jī)構(gòu)，甚至是學(xué)生自己，都可以用他們的產(chǎn)品作為學(xué)習(xí)編程和機(jī)器人設(shè)計(jì)的工具。即使是完全沒(méi)有編程基礎(chǔ)的人，也可以使用產(chǎn)品配套的可視化操作系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)自己想要的機(jī)器人。
基于虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景式教育
將虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)運(yùn)用在教育中，想象空間是不可估量的，益處也是顯而易見(jiàn)的。課堂不再局限于小小的教室、白板和PPT，而是整個(gè)宇宙。很多家公司，包括互聯(lián)網(wǎng)巨頭谷歌和Facebook，都傾注了不小的精力研究如何將VR/AR應(yīng)用到教育中。
位于愛(ài)爾蘭的“Immersive VR Education”就是一家專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)VR/AR教學(xué)內(nèi)容的公司。他們的旗艦產(chǎn)品之一是“阿波羅11號(hào) VR”，用戶只要帶上VR眼鏡，就可以“親身”體驗(yàn)阿波羅11號(hào)登月的整個(gè)過(guò)程。不用多解釋?zhuān)@樣的經(jīng)歷一定比老師在課堂上苦口婆心說(shuō)幾個(gè)小時(shí)的效果要好得多。
另一家叫“Alchemy VR”的公司為了將VR場(chǎng)景做得盡可能逼真，選擇和諸如三星、谷歌、索尼、BBC、英國(guó)國(guó)家自然博物館、澳大利亞悉尼博物館等多家機(jī)構(gòu)合作制作VR教育內(nèi)容。這家公司制作的“大堡礁之旅”就是和BBC紀(jì)錄片團(tuán)隊(duì)合作的產(chǎn)物，讓全世界各地的學(xué)生都有機(jī)會(huì)潛入澳洲湛藍(lán)的海水學(xué)習(xí)珊瑚礁的生態(tài)環(huán)境。
人工智能在以上五個(gè)教育科技領(lǐng)域的應(yīng)用都還處于早期探索的階段，但是潛力都是巨大的。相信通過(guò)創(chuàng)業(yè)者們的努力和教育工作者的支持，人工智能一定會(huì)為教育帶來(lái)一輪變革，讓我們的教育更智慧，幫助我們的孩子做好迎接未來(lái)的準(zhǔn)備。
作者：胡珉，現(xiàn)歌斐教育特聘合伙人、英國(guó)劍橋大學(xué)博士、北京大學(xué)學(xué)士。曾在倫敦創(chuàng)辦高端求職培訓(xùn)公司，幫助包括劍橋、牛津、倫敦政治經(jīng)濟(jì)學(xué)院、帝國(guó)理工等英國(guó)頂尖高校的畢業(yè)生培養(yǎng)職場(chǎng)軟實(shí)力。曾任歐洲頂級(jí)戰(zhàn)略咨詢(xún)公司咨詢(xún)顧問(wèn)，為眾多行業(yè)的企業(yè)高管和投資人提供戰(zhàn)略和投資咨詢(xún)服務(wù)。
