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摘要：人工智能从概念提出到现在经历了半个多世纪的发展，逐渐由弱人工智能时代步入中等人工智能时代。我国也部署了新一代人工智能的发展规划。在政策的支持和鼓舞下，有望推动各行各业的进步。其中，“人工智能+教育”的模式在教育领域有着宏伟的蓝图，也将让教育行业大放光彩。

关键词：人工智能；应用场景；智能教育；数据治理模式

人工智能在最近十年迎来了巨大的发展风口，在国家提出的智能慧城市，智能交通、智能家居、智能医疗等社会民生领域有着诸多的发展。2017年国务院发布的《新一代人工智能发展规划》明确指出人工智能的战略高度，机器代替人工是未来社会生产力发展的必然趋势，也是目前科技的战略制高点，更是各行各业发展的核心驱动力。人工智能社会离不开人工智能，人工智能是未来社会生产力的重要组成部分和经济发展的强大引擎。“人工智能+教育”的新教育模式也将在教育行业大放光彩。人工智能可以提升教育生产力，给教育行业的生产关系带来深刻变革和影响。

一、人工智能发展概述

上世纪五十年代，科学家在美国首次研讨如何用机器模拟人的智能，这一事件标志着人工智能学科的诞生。人工智能技术是一门研究和开发出能够模拟和延伸扩展人类智能的技术应用系统。然而，人工智能的发展道路却是非常曲折的，由于最初一些不切实际的想法和目标提出，使得人工智能经历了接二连三的失败和落空。经历了漫长的低迷发展，直到互联网技术加速发展带动人工智能进入创新研究时代，人工智能应用场景才逐渐拉开了巨大的帷幕，并一步步走向实用化。标志性事件如阿尔法狗打败围棋冠军，人工智能图像识别技术在人脸识别方面超过人类水平，人工智能系统诊断皮肤癌达到专业水平，机器人索菲亚可以用多种不同语言和人类沟通，中科院人工智能云芯片达到128万亿TPS等，人工智能也逐渐脱离了弱人工智能时代。

二、人工智能的数据治理模式

机器学习离不开数学和编程，概率论中有一个公式叫做贝叶斯公式，离开这个公式人工智能技术将不复存在。人工智能必须吃进大量的可靠数据，通过反复的数学运算和推理训练，从而获得简单的感知，思考和解决问题的能力。优秀的人工智能核心技术在于优质的算法和效率极高的编程语言。数学是算法的灵魂，数学也是最美的逻辑学。万物速朽，唯有公式永恒。数学公式是构建在严格的科学推理上的。而编程语言则有很多种可供选择，其中最有名的就是python语言了。通过计算机语言对算法进行描述，告诉机器要执行的命令和步骤，用海量数据喂养训练，便可让机器自动感知，思考和执行。

基于以上特征，人工智能只具备关联性和逻辑思维，缺乏人类的情感思维且完全被数理思维占据。运行程序时一旦满足条件，机器会严格执行命令。这避免了在遇到特殊判断和决策时人的主观犹豫不前带来的延时问题。比如，股票中常涉及到的量化分析软件，就是通过机器严格止盈止损，避免人性贪欲带来的损失。因而，人工智能体现出极高的执行效率。

三、人工智能在教育领域的应用场景

人工智能有着非常广泛的应用领域。人工智能通过算法对传感器摄入的图像信息进行识别和理解，机器同声翻译或者扫描， 人工智能全自动化控制系统，人脸识别和专家系统，人机博弈游戏，机器学习和人声模拟，神经网络可视化系统，基因排序和遗传算法对基因突变的预测模型等。其研究和应用范围已经涉及到诸多场景。基于以上诸多功能的有效运用和扩展，人工智能也正在给教育行业带来翻天覆地的变化。

1.搭建个人评价体系和生成培养报告

人工智能通过对照大数据采集的学生信息库，针对学生填写的调查问卷进行测评和分析，有效搭建个人评价体系，生成符合学生个人发展特点的阶段性成长报告。并动态调整策略，推送具有针对性难度的试题和相应的培养方案。这样为因材施教提供更科学，更合理的前提和依据，避免了教师主观判断带来的偏差，使得学生的培养计划顺利实施。准确根据大数据模型和科学评价结果，定位出教学问题，提升教学效果。

2.构建大型个性化专家教学系统

虽然人的潜力是无限的，但对信息存储这一领域，碳基生命远远不如硅基生命。人工智能对信息的存储能力加上严格的数据算法，让人工智能成为学生身边的知识字典，体现出更加专业的知识与技能。将机器学习和互联网相融合，通过大数据的训练和学生测评结果打造出符合学生自身发展的个性化专家教学系统。从海量的知识和教学模型中推送针对学生个人学情特点的训练资源。

个性专家教学系统等于专业知识库+逻辑推理算法。它能够存储知识经验和模拟特定领域人类专家的技能，对该领域的问题进行推理和判断，最终给出最优的答案和决策的计算机程序系统。这种工具以哲学，心理学、逻辑学等学科为指导，运用多种方法论和算法，确保知识表达有效转化，并能很好地模拟专家行为。

3.人工智能图像和语音识别技术有助于提升教学效率

人工智能借助图像识别技术可以智能批改试卷和作业，尤其选择题快速高效批改。其他主客观题也可使用此技术可以分发给教师，教师不拘于时间和地理位置的限制，在家或者学校都可打开手机工作，这样不仅降低教学负担，也使得批改作业变得方便和容易。根据中国信息通讯研究院截止2008年的的数据显示，基于图像识别技术的自动批改App已有上百个，极大的节省了教学资源，提升了教学效率。

科大讯飞研发的讯飞语音识别系统已经走在世界前列。人工智能中的同声传译让很多翻译人员下岗，机器对精准的语言环境判断，准确率和翻译速度超过人类顶尖的翻译人员。学生可以通过人工智能语言环境进行翻译训练。查阅单词释义，长短句结构，达到翻译境界的信、达、雅的前两重效果。有效提供了英语学科教师不在身边的问题解决渠道。

人类社会正朝着智能化方向发展，拥有图文识别和语音翻译的教育机器人和智能教育系统也将在教育方面占据显赫的位置。

4.数学建模和数据处理

利用虚拟现实和增强现实模仿逼真的教学背景，只要戴上特有的增强现实眼镜就仿佛置身其中。如在学习古文《赤壁赋》时，眼前会呈现出苏轼和朋友泛舟游于赤壁之上的情景。这样很好的扩大了课堂战果，加深学生的对文章的理解和语言情境的领悟，升化情感态度和价值观，对古文学习产生兴趣。

在科学实验环节，人工智能还可以提供很多模拟仿真实验，目前已经在很多教学软件中出现。界面清晰，实验效果明显。只需设置好特定的实验参数，学生能仿真进行课本实验。通过输入实验数据可以很好的生成函数图像，处理数据和分析结果。并且给出评价方案，获得更加科学的方法论。

5.智能读书与智能播报功能解放眼睛

人类获取信息的主要渠道是通过视觉获取，现代社会青少年儿童近视率逐年攀升。人工智能连接大数据资源提供优质的读书内容和播报热点，根据学生的兴趣爱好定向推送给不同学生作为课外营养大餐。解放了学生的眼睛，让学生以自己喜欢的方式实现个性化发展，愉快地获得知识与技能。

6.生成错题系统并提供针对性解决方案

人工智能可以搜集并记录学生做错的题目，根据大数据模板生成学生的错题集。算法按照学生对不同学科，不同知识点的处理能力的数据资源生成的结果，表现出一定的统计规律。按照人工智能展示的图像分布，更好的帮助学生定位自己的区间。人工智能帮助学生主动做踩坑训练，然后及时纠正错误，有意义解决学生群体对常犯错误的知识点理解问题，并提供针对性修正思路和解决方案。

7.构建学生励志系统

在学生不按时完成作业或者学习状态出现阶段性懒散时，可以推送励志故事。学生心情不好的时候，人机自然沟通，谈心，发泄心中的不愉快。通过参数设置人工智能做到不存储和记忆学生隐私，学生放心自然与之交流。人工智能还可以提供有效的心理问题解决方法和策略，帮助学生身心健康，快乐成长。

人工智能根据学生年龄段和爱好推荐播放好听的音乐调节心情。在学生想玩游戏时推送一些限时游戏，规定完成一定作业量才可以继续玩耍。还可以在学习过程中根据有效学习时间和考试测评让学生获得积分奖励，这种积分可以通过智能教育系统兑换学习用品和零花钱，从另一渠道激励学生。

四、人工智能教育的弊端

目前人工智能不具备人类的强逻辑思维和情感发挥能力。碳基生命比硅基生命更高级之处在于它的情感进化。人类是有爱的，有情感生成和自然语言交流行为的。人工智能机器是基于冰冷的数据和数学算法的简单推理机器。它的广泛使用可能让学生变得孤独，不能融入集体。学生会过分依赖人工智能而丧失思考能力。学生与机器的交往过于程序化，会让学生失去变通能力和交流兴趣。同时，人工智能也给教师和教研人员带来很多新的挑战。教师需要不断学习人工智能技术才能掌握新型教育软件的应用技能，教研人员需要设计与之匹配的教材内容和授课模式才能使效果达到最优。而这一切并没有前车之鉴，需要花费很多年的时间成本去践行和反思，也需要大量的实验对象采集数据样本才可以总结并形成完整的人工智能教育体系。因而，短期来看，人工智能仍只是一个辅助手段，不能过于依赖。至于人工智能今后能否进化出意识流，表现出完美的人类思维形态和道德水平来服务人类社会的德育任务，还有待观察。

五、结束语

科学的发展是一把双刃剑，既要利用其有利的一面，也要对其有害的方面做到防微杜渐。科学家担心人工智能系统滥用或者某些缺陷会引发社会伦理道德问题。如机器人配偶的属性问题。这需要人类社会文明在今后发展中提出完整的框架来包容人工智能的技术发展，也要防止人工智能出现过度的进化偏差导致的失控，就像科幻片里一样带给人类灾难。我们最终要让人工智能戴着脚镣跳舞，更好的满足人类社会的发展。解放生产力，重新定义生产关系，合理分配生产资料。更好地解决一些繁杂而重复的劳动任务，让人类腾出双手和大脑，有更多的时间思考和更高的效率去做更有意义的事情。

参考文献：

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