習近平總書記在中共中央政治局第九次集體學習時強調，人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，加快發展新一代人工智能是事關我國能否抓住新一輪科技革命和產業變革機遇的戰略問題。今年9月召開的全國教育大會，又一次突出強調了教育的戰略 地位、人才培養的目標、任務。習近平總書記在講話中指出，“教育對實現中華民族偉大復興具有決定性意義”“培養什麼人是教育的首要問題”“要積極投身實施創新驅動發展戰略”。審視教育的發展歷史，科技革命對教育的變革影響巨大，新的科學技術會融入和革新教育體系。當今，以人工智能為核心的科技革命正在引領第四次工業革命，將在教育現代化中發揮積極作用。因此，教育要主動助力新一代人工智能的發展。
作者：張偉（國家教育發展研究中心戰略部副研究員） 馬陸亭（教育部教育發展研究中心戰略部主任）
1.新一代人工智能的爆發
人工智能發展在20世紀50年代末和80年代初先后經歷兩次小的高潮，但因為技術瓶頸、數字化數據局限、應用成本過高等問題而未能實現有效突破，對社會經濟生活產生的影響很小。
近年來，在信息科技持續進化的推動下，人工智能發展環境發生了深刻變化，從互聯網到萬物互聯，從人到物都被打上了“數字標簽”，再加上數據處理能力的大幅提升，新一代人工智能呈現出全面快速發展之勢。
與以往工業革命主要替代人的體力勞動不同，新一代人工智能開始越來越多地替代人的腦力勞動，並成為行業的基礎設施，尤其在一些知識經驗密集型行業，如醫療、教育、金融等行業，更是如此。不管問題多少、喜歡與否，這股潮流已經不可阻擋，每個人都將被裹挾向前。
總體來看，新一代人工智能的爆發主要有四個方面的推動因素：
第一，海量數據為人工智能提供了富饒土壤。與早期基於推理的人工智能不同，新一代人工智能是由大數據驅動的。得益於互聯網、社交媒體、移動終端和傳感器的大量普及，產生並存儲的數據量呈指數急劇增加。海量的數據為訓練人工智能算法模型提供了重要基礎要素，人工智能正從各行業、各領域的海量數據中積累經驗、發現規律，從監督式學習向無監督學習演進、持續提升。
第二，人工智能芯片實現運算能力大幅提升。各種人工智能專用芯片的出現，對視頻、圖像類多媒體數據的處理更快捷准確，讓大規模的數據處理效率顯著提升，極大地推動了人工智能行業的發展。
第三，算法模型持續優化。2006年，杰弗裡·辛頓教授提出了深度學習的概念，極大地發展了人工神經網絡算法，提高了機器自學習的能力。目前，深度學習等算法已經廣泛應用在自然語言處理、語音處理以及計算機視覺等領域。
第四，深入商業應用市場。新一代人工智能技術已走出實驗室，加速向產業領域滲透。商業應用帶來了資本的介入，實現了資本與技術深度結合。新一代人工智能產業化水平大幅提升，商業應用需求與技術發展實現了良性循環，投資並購活躍。
目前，人工智能在金融、醫療、安防、駕駛、教育、智能機器人等領域均得到廣泛應用。
2.當前人工智能在教育領域的主要應用
因為行業的特殊屬性，教育成為新一代人工智能的重要創新領域。目前，我國新一代教育人工智能技術的開發與應用主要是由企業主導，集中於商業應用領域。
人工智能的核心能力實際上是人類自身已擁有的能力，但與人類相比，最大優勢在於計算能力的高效，尤其在數據密集型、知識密集型、腦力勞動密集型行業領域。我國教育數據異常豐富，2016年，全國共有學校51.2萬所，各級各類學生近3.2億人，專任教師共計1578萬人。高等教育在學總規模3699萬人，佔世界高等教育總規模的比例達到20%。龐大的基數產生了龐大的教育教學基礎數據以及伴生數據，是國家的核心數據資源之一。教育行業的特殊性還在於有大量的標准化教材，有統一規范的制度和教程模式，學校每天都存在大量重復性工作任務。同時，教師和學生信息數據相對精准，這為人工智能和大數據技術在該行業的應用提供了便利要素和許多可能。另外，我國教育行業市場規模龐大，據不同統計口徑和分析報告顯示，目前中國教育市場總規模已達數萬億至十萬億元，而且還在快速增長之中。巨大的市場規模吸引了大量資本的注入，帶動了新一代人工智能在教育領域的應用開發。豐富而優良的數據、標准規范的教育系統、龐大的應用市場等諸多有利因素，使教育成為新一代人工智能的重要創新應用領域。
新一代人工智能已經切入教育主環節，利用語音語義識別、圖像識別、知識圖譜和深度學習等技術，應用於教學和測評等教育場景，開始重構教育教學中各方關系。實現了規模化的自動批改和個性化反饋，實現了智能化推薦學習內容和自動化輔導等，顯著地提升了教育規模效率和優質教育資源的可獲取度，產生了教育新形態、新業態：
在線虛擬教職人員。通過語義識別、語音識別功能，在線虛擬教職人員可以捕獲學習者問題，並通過深度學習功能，理解學生的語言和行為含義，模仿人類的行為模式與學生進行智能化的溝通。隨著人工智能技術發展，這一模式，將來有希望能夠替代部分教職人員功能。
教育智能機器人。企業在教育智能機器人領域已經推出了許多產品，逐漸拓寬了陪伴學生個人成長機器人的應用路徑，豐富了教育多樣性。未來，用機器人進行判題、個性化指導、學生管理、家校溝通和改進教學方案等都具備可能性。
自適應學習應用。隨著標簽技術進步和海量數據的支撐，人工智能技術被廣泛應用於自適應學習。自適應題庫系統，自適應課程系統，分級閱讀系統構成了自適應學習的主要產品模式。根據不同程度學習者實際情況，可以科學提升題目難度、制定不同類別課程、自動推薦適合的閱讀材料等。
學習信息智能管理。人工智能技術應用到學習管理系統，能夠記錄學生的學習軌跡，統計學習數據，實現作業、測評、課程的自動適配和評估，進行學情管理，方便實現家長與學校的交互。該模式在教學針對性、學生的學情數據化可視化等方面，挑戰了傳統教學體系。
3.人工智能與教育融合創新的廣闊前景
我國舉辦著世界上最大規模的教育，並將教育信息化作為推進教育現代化的強大動力和教育制度變革的內生要素，在“三通兩平台”（寬帶網絡校校通、優質資源班班通、網絡學習空間人人通，建設教育資源公共服務平台、教育管理公共服務平台）建設的推動下，中國中小學互聯網接入率上升到90%，多媒體教室的比例增加到83%，老師和學生網絡學習空間數量激增到6300多萬個。教育數字化基礎設施及硬件設施的配備，使教育數字化快速推進，多媒體數據呈現爆炸式增長。文本、圖像、語音、視頻等信息突破了各自屬性的局限，實現跨媒體交互，這為“三通兩平台”實現有效數字整合成為可能，可大幅提高我國教育數據的廣度和深度。海量重復性教育場景，是人工智能最先突破的一些應用場景。通過人工智能輔助，教育專家經驗型場景以更快廣度和更有效深度惠及大眾，降低社會成本，促進教育公平。在多領域多空間協同環境下，借助人工智能進行科學安排，提高決策管理水平。
教育從教育技術化轉向智能化已是無法回避的現實，面臨著諸多高深問題，這些問題可能對未來教育的發展產生革命性影響，如區塊鏈技術在教育領域的應用問題。區塊鏈技術已在金融領域得到了重要應用，並開始改變行業規則，那麼，區塊鏈技術能否以及如何在教育領域得到推廣？工信部頒布的《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》指出“區塊鏈系統的透明化、數據不可篡改等特征，完全適用於學生征信管理、升學就業、學術、資質証明、產學合作等方面，對教育就業的健康發展具有重要的價值”。區塊鏈技術的去中心化和不可更改性將會直接挑戰現有的教育評價體系，而教育評價體系是整個教育體系的核心體系之一，涉及包括高考在內的各級考試，各種學歷學位証書。區塊鏈技術的引進，人們可以不再需要按部就班地從小學升到大學，會不會終結源於18世紀現在仍在沿用的普魯士教育體系，從而產生全新的教育體系呢？一些重大教育應用問題，涉及多行業多知識領域，都需要深入協同研究。
4.教育部門要主動謀劃推動發展
習近平總書記在全國教育大會上的講話中指出：“教育是民族振興、社會進步的重要基石，是功在當代、利在千秋的德政工程”。教育事業以公益性為主導，辦人民滿意教育，是重大民生工程，政府承擔著巨大責任。新一代人工智能對教育改革發展影響深遠，教育部門應未雨綢繆，主動謀劃推動發展。
制定人工智能與教育融合發展整體性規劃。黨的十八大以來，中央對以新一代人工智能發展的重視程度前所未有，《互聯網+人工智能三年行動實施方案》《促進大數據發展行動綱要》《新一代人工智能發展規劃》《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018—2020年）》等有關規劃密集出台。這些政策規劃切中了人工智能在互聯網浪潮、商業應用、生物識別和智能機器人等快速發展的脈搏。國家教育主管部門也積極行動，制定了《高等學校人工智能創新行動計劃》，開展了人工智能助推教師隊伍建設行動試點等工作，引導教育機構不斷提高人工智能領域科技創新、人才培養等能力。人工智能不僅改變了教與學的方式，而且開始滲透影響教育的理念、文化和生態，對教育的變革性影響業已顯現。除了教與學，教育主管部門應該適時出台整體性人工智能與教育融合發展規劃，做好頂層設計，引導鼓勵地方和教育各行業根據各自實際，多層次、多樣化推進人工智能在教育領域的創新發展。
建設利於教育人工智能發展的基礎設施。大數據是新一代人工智能快速發展的基石，建設教育大數據是《促進大數據發展行動綱要》中具體要求，是國家大數據戰略的一項重要基礎工程。建設教育大數據平台是一項重大基礎工程，需要政府協調主導，整合“三通兩平台”，為教育領域人工智能的開發打下堅實基礎。人工智能企業是新一代人工智能創新與應用的主體，教育部門應建設好基礎設施，主動向企業和社會開放，建立起對人工智能友好的教育生態。探索企業參與教育部門人工智能應用與開發的有效機制，加強產學研合作，探討共同制定數據標准和建立起框架算力。
加強對教育人工智能行業監管。新一代人工智能的飛速發展，帶來了應用的快速落地。人工智能不僅有技術性，還具有社會性，面臨技術、商業、法律和政策層面的諸多挑戰。人工智能作為人為制造的系統，受到設計局限和開發質量的影響，存在侵犯個人隱私安全、違反道德與法律等風險。政府在最近幾年一直大力推進人工智能產業的發展，重心仍然放在鼓勵技術研發方面，對於人工智能技術應用所帶來的產業與社會轉型沖擊，以及監管方面的及時調整和跟進，目前還缺乏整體認識和積極部署。教育人工智能的研發必須符合黨的教育方針，符合國家整體教育改革方向，符合道德良俗，遵守法律法規。教育主管部門須加強監管，構建促進教育人工智能產業良好發展的創新應用生態環境。
《光明日報》（ 2018年11月20日 13版）
