深度报告:人工智能+教育迈向未来

教育行业中企业长得慢、长不大的问题是在于教育行业是智力服务业。相对于其他许多行业来说,难以标准化、成本边际高、难以规模化。而人工智能正是把人类智力变成机器智能,可以逐步的把教育从服务业变成信息行业。

而人工智能行业经过这两年的资本催生,诞生了一大堆不太赚钱的数亿美金估值的公司。也有越来越多身怀绝技的技术牛人也在磨拳擦掌,拿着人工智能这把屠龙刀,在环望四周,看看哪里有技术合适的应用场景值得砍下这致命的一刀。

——长文开始,阅读大概需要14分钟——

EDAI的产业情况概览

人工智能发展的驱动力

人工智能不是在变魔术,它本身不具备思维。它需要更多的数据,更高的性能更优的算法才能做到更强的智能。我们看到全球的数据规模不断的增长,2020年达到了2009年的40倍,而且增长斜率还在不断增加。

大量数据需要有更好的更低成本的云存储方式。还出现了象深度学习这样更好的算法。下一步甚至出现专门为深度学习设计的芯片(DPU)。这些都有助于人工智能更深入、更广泛的应用,从而提升个性化的教学效率和效果。

人工智能是教育未来的驱动力

2010年开始随着移动互联网的发展,更多应用场景渗透和资本介入,催生了丰富的商业模式,所以2010年~2016年这个阶段的重点是商业化。

而图中右侧深色的是人工智能等科技与教育结合的一条曲线,来看看人工智能这些年是如何与教育相伴相生的。2006年代表性的深度学习算法诞生,2011年教育行业里象硅易这样的作文批改网站上线;2012年深度学习算法在语音和视觉识别方面取得了突破,准确率达到了98%以上。2013年,学霸君和英语流利说出现,它们运用图像识别,教你怎么样去扫题看答案,运用语音识别完成了新应用,教你怎么说英语。

人工智能到底怎么跟教育结合呢?

首先大量的数据是人工智能的基础,我们需要有多维度、大量级的数据采集,包括语音、图像、运动、肌肉电,让我们获得更多的信息。

第二是有智能的数据处理方式,让这些数据解读出来。

第三是有自然人机界面,包括VR/AR,数据可视化,机器人和3D打印等

有了这些技术基础,还需要应用场景。目前的EDAI4大应用场景:

个性化学习:包括自适应练习,分级阅读等细分应用。

虚拟学习助手:包括拍照搜题和对话机器人等场景。

商业智能化:把原来商业里面的智能技术应用到教育里面来,帮助学校和机构更好地解决教学效率和运营效率的问题。

专家系统:像高考的升学规划还有职业规划、留学咨询等复杂决策的系统

EDAI全球案例图谱

这个表格分为应用层和基础层。我们可以看到在自适应学习里,左边的K12课内是最密集的创业部分,包括像猿题库、狸米学习等应用。

而虚拟助手里面有拍照答题工具,还有象微软小英这样的对话机器人,你可以在微软小英里面和智能机器人交流。专家系统里有智能批改和升学规划两个方向,例如升学规划可以用申请方和高考派来做咨询规划。商业智能,包括运营支持和学情管理。

人与机器重新分工与合作

机器的优势和人的优势不一样。机器的优势,是简单环境下面的标准化和规模化。机器可以做到辅助教学、限定对话、文本批改、简单答疑、作业练习、测评批改,人类可以做教学设计、复杂决策、团队协作等。

未来教育是人与人工智能协作的时代,充分发挥机器与人类不同的优势是提高生产力的关键。所以人工智能将会取代简单重复的脑力劳动,而发挥人类的优势创新、复杂决策、情感关怀激励等更大优势。

应用场景1:个性化学习

人工智能加教育,目前最重要的场景是自适应学习。区别于原来的统一或粗糙的分层教学,自适应+教育通过自适应内容、自适应测评、自适应进度、自适应路径、自适应回馈、自适应目标等方式,为学生提高学习效率和学习效果。

自适应学习技术实现的基本逻辑是:首先是教学者模型,学习者模型以及整个的知识图谱的建模;建模之后,把不同的自适应性材料,包括题目和内容交付给自适应学习者;

同时通过这个过程获得很多的数据,把这些数据通过更加直观的方式展示给使用者,包括把这些数据传递给我们的模型,用来优化模型的算法,这是整个自适应模型的核心。

我们可以看到自适应的算法和处理,其实核心是人工智能。

练习是目前最好的切入环节

教育过程包括:从教、学、练、测、评五个环节。目前的自适应学习工具大多练习切入。这是因为人工智能依赖于数据,数据化程度最高的是练习,但此环节的toC商业化能力弱,常见策略是向链条两侧延伸,进入到教学和资格评测环节商业化。例外就是切入toB领域商业化,向学校和培训机构等B收费。

分级阅读:阅读自适应

第二个自适应切入点是分级阅读。现在中国的小孩子没有办法读到自己适合的书,因为第一个没有标准,第二个也不知道他适合什么样的,第三个没有中间的匹配环节。自适应先做测定分级,把孩子和内容做一个相应的测定评级之后,通过自适应引擎去推荐。

它能够通过阅读后的测评,让我们知道这个孩子读了这本书之后懂了还是没有懂,得到更多的反馈,通过这种方式让更多的孩子得到他适合读的内容。

智能LMS:自适应+LMS

第三个自适应切入点是LMS。这个是学习管理系统,里面包括了作业、练习、教课以及所有的解决方案。我们看到LMS也在不断地智能化,从原来只能按照大纲一次一次学习、练习,变成现在学生可以按照自己的节奏进行学习的系统,这是自适应学习,是我们目前探讨最多的领域。

EDAI场景2:虚拟学习助手

现在的技术水平而言,通用的虚拟助手难以成熟应用。而在某些特定场景和限定领域下,虚拟助手是完全可以达到可用的程度的。

而这些背后都可能是机器,而不是人。

虚拟助手的技术实现

虚拟助手的技术实现逻辑是将学习者的问题通过语义识别等技术,结合学习者模型和知识图谱的领域模型,查询和生成相应答案。这里面人工智能的应用又是核心因素。

虚拟助手的演化路径

随着人工智能的不断演进,虚拟助手也在慢慢演进。它的角色演化会有三步:

第一步是最简单的助教,它能完成在线答疑、进度督促和简单的客服工作,能够更快更简单的被替代掉。

第二步是顾问,很多留学企业和咨询公司长不大是因为没优质顾问供给,当他们规模稍稍长大之后,发现管理成本提高,而用户的满意度下降了,此消彼长就会限制这个企业的发展规模。如果机器人能够替代顾问的话,可以解决学习规划、指导咨询、客户服务的问题。

第三步是老师,包括教学设计、教学服务等,还会是一个很长远的事情。

EDAI的发展难点与机会

最后是谈谈目前人工智能进入到教育行业最大的几个难题。

1、教学练测评环节,大量行为仍然在线下完成。

大量学习数据特征复杂,难以解读。现有技术水平难以解读教学和学习过程中即时反馈数据,有待于未来语音语义识别,情感计算等技术发展。

2、学习大量分层数据复杂。

学习数据分为键击层(keystrokelevel)、回答层(answerlevel)、学期层(sessionlevel)、学生层(studentlevel)、教室层(classroomlevel)、教师层(teacherlevel)和学校层(schoollevel)等,数据就在这些不同的层之中,处理难度很高。

3、数据反馈周期慢,效果难以衡量

4、教育行业的科技人才供给不足。

反过来说,因此这也是目前科技人才进入教育行业最好的机会。

THE END
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2.看点丨“人工智能+教育”的现状挑战与进路“人工智能+教育”的推进,需要在技术应用上坚持技术祛魅与技术化归相结合,在数据安全与隐私保护方面要注重数据运作与规范管理相配合,以降低安全风险。同时,在教育价值实现层面上,要回归教育本质,确保技术服务于教育过程,而非主导或取代教育过程,并探索多元化的人才https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5NDAwMjA2OA==&mid=2674022872&idx=2&sn=82a168af9c8bddf794bba3867939c6c4&chksm=8b812830cd8efc806ba151dd312c2bbcec4c9da599f6baf1111f96bf9dad2ade91bca52bf4d7&scene=27
3.人工智能推动教育领域的变革与创新人工智能在教育领域的应用现状 · 个性化学习:AI通过分析学生的学习数据,如学习进度、作业完成情况、测试成绩等,能够为每个学生制定个性化的学习路径和内容推荐。例如,自适应学习系统可以根据学生的掌握程度动态调整学习难度,让学习更具针对性,有效提高学习效率。· 智能辅导:虚拟教师或智能辅导助手能够实时解答学生的https://baijiahao.baidu.com/s?id=1817111459103661772&wfr=spider&for=pc
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7.首届国际AIE人工智能+教育发展论坛即将举办大学治理能力的提升,紧抓人工智能技术带来的新发展机遇,加快推动我国人工智能迈向世界一流水平,推动高校与企业在人工智能相关领域的产教研深度融合,构建人工智能人才生态,不断提高新时代人才培养质量,经协会批准,协会创新创业工作委员会联合湖南信息学院,定于2024年5月25-27日在长沙举办“首届AIE人工智能+教育发展论坛”https://www.canedu.org.cn/site/content/7589.html
8.北京发布“人工智能+”行动计划,上学将用上大模型—中国教育在线(二)人工智能+教育 发挥教育资源优势,加强大模型企业、教育机构和管理部门协同联动,重点汇聚北京市优质教学案例、讲义素材、施教方法以及学生心理健康、公序良俗常识等教学知识,培育跨学科、跨学段的教育大模型平台,提供智能备课、课件生成、课程分析、学习跟踪、家校联动等辅助工具,平衡班级制授课和个性化学习,为教师减负https://www.eol.cn/info/dongtai/202407/t20240730_2626996.shtml
9.百度实践“人工智能+X”,人工智能教育加速向未来与国内其他人工智能厂商不同,百度在发力人工智能技术和产品的同时,一直积极布局“人工智能+X”复合型人才培养生态。 3月25日-26日,以“新开局、新发展、新体系”为主题的第三届中国计算机教育大会召开。在人工智能大会论坛上,来自清华大学、中国传媒大学、华南师范大学、南昌大学等高校的专家学者,以及百度高校合作部副https://www.51cto.com/article/705652.html
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11.AI助力——智慧教育3.0时代来临经过这几年技术及产业化浪潮的席卷,我们逐渐可以感受到,人工智能已经从一个新兴科技话题上升为宏观战略布局,在不久的将来,人工智能将会像空气一样无处不在。“人工智能+教育”市场备受资本青睐,越来越多的企业积极布局,依托人工智能技术研制和开发了各类教育智能产品。http://www.nwygroup.com/newsinfo/606
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