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科技部新一代人工智能發展研究中心發布《智能教育創新應用發展報告》

產出機構:中國科學技術信息研究所   
提交機構:中國科學技術信息研究所   
產出日期:2019-08-29   
發布日期:2019-08-30   
作者:   

 

摘要: 

2019年8月29日,科技部新一代人工智能發展研究中心聯合羅蘭貝格管理咨詢公司發布《智能教育創新應用發展報告》(以下簡稱《報告》)。報告顯示,人工智能有望引領教育的系統性變革,推動人才培養更加多元化、更加精準化、更加個性化。世界各國紛紛制定規劃,出臺相應的政策措施,推動智能教育的發展。目前,智能教育領域主要有六大產品形態和四大市場主體,正處于從教學輔助階段向價值創造階段的過渡時期,已在線下AI課程、智能測評等場景實現落地應用。未來隨著知識圖譜、認知計算、自然語言處理等技術的不斷發展,人工智能將覆蓋教學流程的更多場景,從而推動兩千多年來一直追求的“因材施教”盡早實現。

關鍵字: 科技部;人工智能;發展報告;智能教育創新應用;

《報告》深刻闡述了“智能教育”的內涵與應用價值,客觀呈現了智能教育的總體態勢,以教育教學過程中的各個環節為基點,生動形象地展示了人工智能技術正如何改變傳統的教育場景,最后對智能教育的發展趨勢進行展望,主要結論如下:

一、智能教育正在推動教育領域的發展與變革

智能教育是基于深度學習、大數據、虛擬現實等新一代信息技術,構建以學習者為中心,貫穿“備課-教學-練習-考試-評價-管理”教育流程各環節的智能化教育環境,實現人才培養更加多元化、更加精準化、更加個性化的新型教育模式。人工智能與教育場景的深度融合,一方面能夠在一定程度上扭轉當前教育資源分配不均的問題,提升課堂教學效果以及學習效率,另一方面還能夠深刻重構傳統的教育形態與教育模式,使得教育場景被重新定義,教學方式逐漸改變,教育理念不斷革新,推動實現大規模的“因材施教”。

二、主要國家均十分重視智能教育的發展

人工智能與教育的深度融合,將會進一步釋放教育在推動人類社會發展過程中的巨大潛力。以美國、新加坡、印度等為代表的各國相繼推出面向未來的新教育改革戰略,不斷制定相關政策法規,設計本國智能教育的發展藍圖。美國2016年、2018年發布的《國家人工智能研究與發展戰略規劃》《美國機器智能國家戰略規劃》中提出,將竭盡所能為在教育領域中的人工智能技術提供必備的政策和財政支持。新加坡發布的《第四期教育信息化發展規劃》提出要通過構建智能學習生態系統支持學生個性化、自主化的學習,并培養其成為面向未來、負責任的數字化學習者。印度2018年出臺《人工智能國家戰略》,將教育列為人工智能技術的五大重點應用領域之一。

中國高度重視智能教育的發展。習近平總書記在給國際人工智能與教育大會的賀信中指出,要充分發揮人工智能優勢,加快發展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育。2017年7月,國務院印發《新一代人工智能發展規劃》,提出要利用人工智能技術構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系,推動人工智能在教學、管理、資源建設等全流程應用,開發基于大數據智能的在線學習教育平臺,建立智能、快速、全面的教育分析系統,實現日常教育和終身教育定制化。2018年4月,教育部印發《高等學校人工智能創新行動計劃》,提出要加快人工智能在教育領域的創新應用。2019年初,國務院發布《中國教育現代化2035》,提出要建設智能化校園,統籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺。2019年8月,科技部宣布依托好未來建設智慧教育人工智能開放創新平臺,構建“共生”“互生”“創生”的智慧教育多元化新生態。

三、智能教育尚處于從教學輔助階段向價值創造階段的過渡時期

伴隨著人工智能的技術進步,及其在教育場景中的應用拓展,可將智能教育的發展分為三個階段:一是以基礎數據收集與呈現點狀式、零散的教學輔助類應用為代表的教學輔助階段;二是實現系統化、智能化教學評價與分析,推動提升學生學業表現與教師核心能力價值的價值創造階段;三是基于具備認知與強交互能力,以自適應學習為代表的因材施教階段。目前智能教育尚處在從教學輔助向價值創造的過渡時期,尚未大規模出現成熟化的、因材施教階段的實踐應用,未來有望在自適應學習、自適應互動課等應用上逐漸成熟。

四、智能教育市場快速成長

據前瞻產業研究院發布的《中國智慧教育行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》統計數據顯示,2013年以來,在線教育和教育信息化均處于快速發展時期,從而推動我國智慧教育市場規模不斷擴大。2018年,中國智慧教育市場規模約為5320億元,同比增長17.13%。目前智能教育領域主要有智能批改、拍照搜題、智能測評、智能題庫、分級閱讀和自適應學習六大產品形態,以好未來為代表的科技教育公司、以百度、騰訊為代表的互聯網公司、以科大訊飛為代表人工智能技術提供商,以及以阿里巴巴為代表的計算平臺四類關鍵性市場主體。

五、人工智能在教育領域滲透的廣度和深度不斷拓展

《報告》針對教育全場景的人工智能創新應用的分析發現,人工智能在教育領域的應用已經逐漸滲透到了教學全流程、由外層工具類拓展到了核心教學類。

受制于人工智能技術適配性和成熟度,人工智能應用在場景分布上呈現出一些明顯特征:當前人工智能主要用武之地集中在復雜度較低的場景,如拍照搜題、分級閱讀、智能題庫、考情診斷等,這類應用工具屬性明顯。在“評”和“管”環節,人工智能技術適配性和成熟度均較低。以“評”這一環節為例,由于綜合素養、職業興趣等評估場景較難形成統一標準,人工智能判斷難度較大,且后期無法對準確性進行歸一化評價,無法反哺模型,因此人工智能適配度不高。而“教”、“備”等服務屬性的場景,一旦知識圖譜、大數據等技術實現突破,將爆發出巨大的潛在價值。

智能教育場景散點圖


    基于場景在教學流程中的核心程度和人工智能技術實現產業化應用所需的時間,《報告》劃分了智能教育應用場景布局的優先級,優先級一主要為2年內實現產業化應用的“備”“教”等核心環節。優先級二主要為2年內實現產業化應用的“練”“考”等次核心環節及2-3年間實現產業化應用的“備”“教”等核心環節。優先級三主要為2年內實現產業化應用的“評”“管”等外層環節、2-3年間將實現產業化應用的“練”“考”等次核心環節以及3-5年才能實現產業化應用的“備”“教”等核心環節。優先級四主要為2-3年間實現產業化應用的“評”“管”等外層環節及3-5年間有望實現產業化應用的“練”“考”等次核心環節。智能教育場景散點圖


智能教育應用場景布局優先級 

值得注意的是,教育科技企業在智能教育創新應用的探索中,逐步靠近教育場景的核心。例如,好未來的WISROOM于2018年推出行業首創的人工智能課堂解決方案,將“學”和“習”進行拆解,課堂上由低成本、標準可靠的“優質老師”負責知識傳授,課前預習、課后答疑由真人教師完成。目前WISROOM已覆蓋全國148個城市,服務近800個教培機構,學生人數已超過10萬人,在為低線城市提供普惠優質教育方面發揮著引領作用。

六、推動智能教育發展需要進一步加強宏觀環境建設

和人工智能在其他領域的應用一樣,智能教育的創新應用過程也不會是一帆風順的,需要政府部門出臺規劃并制定相關政策措施加強引導,需要凝聚產、學、研、用各方力量,協同推進智能教育人才培養、關鍵技術研發和應用落地,加快制定相應的標準和規范,構建良好的宏觀環境,合力推進智能教育的健康發展。

 

報告全文請見預覽附件


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