关于AIED
AIED(英文Artificial intelligence in education)是指人工智慧赋能教育产业。它是人工智慧技术对于教育产业的赋能,通过将本身具有跨学科属性的 AI与学习科学(教育学,心理学,神经系统学,语言学,社会学及人类学)结合起来,促进自适应学习环境的发展,用大数据实现教育的个性化。
发展历史
20世纪80年代早期,国外研究人员通过学习辅助系统将AIED带入大众的视野。
中国的AIED发展是随着2006年深度算法在语音和视觉识别上实现突破才开始受到关注。在中国政策、消费升级和技术的驱动下,AIED领域公司发展迅速。尤其从2015年开始爆发式增长,2017年AIED领域融资额达42.17亿元。
AIED在中国还处于起步和摸索阶段,中国AI初创公司2017年所获融资占全球总额48%。
据饮鹿网(Innov100)统计,截止2018年,智慧型教育领域共有141家公司,共192起投资事件,总投资额为326亿人民币。目前,人工智慧在教育领域已经实现十余种产品类型,主要集中在智慧型导师与助手、智慧型测评、学习伙伴、数据挖掘与学习分析等领域。
技术简介
在人工智慧技术图谱上,以机器学习、数据挖掘为两大技术核心,两者技术範畴上有所交叉。机器学习又包含对抗学习等诸多种类,其中倍受瞩目的就是深度学习。按照拓扑结构分类,深度学习可分为卷积神经网路、循环神经网路和全连线神经网路,并通过算法框架实现深度学习过程。
在机器学习与数据挖掘的技术之上,实现了目前市场上最常见的三大技术套用,即计算机视觉、智慧型语音技术和自然语言处理。另外,人工智慧技术的实现,还要依託硬体的支持(处理器/晶片、感测器元件等)以及云平台提供的存储与计算服务。
人工智慧在教育领域的套用技术主要包括图像识别、语音识别、人机互动等。在机器学习与数据挖掘的技术之上,计算机视觉、智慧型语音技术和自然语言处理。比如通过图像识别技术,人工智慧可以将老师从繁重的批改作业和阅卷工作中解放出来;语音识别和语义分析技术可以辅助教师进行英语口试测评,也可以纠正、改进学生的英语发音;而人机互动技术可以协助教师为学生线上答疑解惑。
除此之外,个性化学习、智慧型学习反馈、机器人远程支教等人工智慧的教育套用也被看好。
基础架构模型
国外市场研究机构Technavio在《关于“人工智慧+教育”研究报告》中提出,目前AIED的核心有三个关键模型:分别是教学模型,领域模型和学习者模型。
教学模型:人工智慧在教育领域的另一个重要场景是能提升教学的质量。开发商们在自己的产品中运用到了自然语言处理和语音识别技术。通过运用这些解决方案,人工智慧系统扮演了导师的角色,能够提供精準的答案并分析学生的表现。
领域模型:是指学习者在某一个特定学习领域。在这个特定领域中的人工智慧解决方案主要是来最佳化提高特定领域中的知识,主要是在STEM领域。
学习者模型是一种基于计算机与学习者之间的人机互动方法,为学生提供更智慧型的学习选择。结合内容的自适应学习能力能让学生自主地学习,他们能够成为学习内容的“主人”并有了适合自己的学习方法。这能够提高他们的学习兴趣和学习的参与积极性。
套用场景
目前的人工智慧在教育领域的套用来看,可以分为自适应学习、虚拟助手、专家系统、商业智慧型等方面的广泛套用。
自适应学习+教育
1、“自适应+K12教育”类。如“猿题库”,通过自适应题库为学生提供个性化题库,并根据其个性化问题提供真人线上辅导。

2、“自适应+STEAM教育” 类。如“wonder workshop”,通过软体将儿童的数据进行分析,藉助机器人硬体和教学内容,帮助孩子学习编程。
3、“自适应+语言教育” 类。如“英语流利说”,藉助语音识别和自然语言识别技术,判断学生的口语水平,对学生薄弱环节的分析,规划出适合个体差异的英语学习解决方案。

4、“自适应+早教陪伴”类。如智伴儿童机器人,通过多模态人机互动、自然语言处理、机器学习、推荐算法等先进技术,为孩子提供亲子沟通方式及亲子育儿内容。

虚拟学习助手
虚拟学习助手是指为学习者提供陪练答疑、客服谘询、助教等服务。
1、虚拟助教。教育过程中,AI虚拟助教为学生答疑、提醒等功能。
2、虚拟陪练。课后练习反馈提升学习效果,不同类型的学习内容需要的技术方案各不相同,搭配智慧型硬体来达到学习效果。
专家系统
专家系统是指在某个领域能够有效地运用数位化的经验和知识库,解决以往只有专家能够解决的複杂问题[4]。专家系统帮助学习者和机构诊断、预测、决策。
这类企业通常可细分为:
1、“生涯规划+教育”类。基于大数据和人工智慧,为面临升学、留学、求职等情况的用户提供智慧型规划和申请服务的平台,帮助学生获取开放性的教育资源、实现高效率的血液发展、收穫个性化的教育体验[4]。
2、“智慧型批改+教育”类。通过计算机自动批改学生功课,为学生和教室提供智慧型的批改服务[4]。
商业智慧型化
教育机构组织运营包括多个核心环节(推广招生、教学、客户服务等)和支撑活动(基础设施、人力资源、採购、教研等)。
企业在商业智慧型化发展中通常有两个方向:
1、“运营支持”。基于数据分析,为学校制定个性化的调查方案,找出学校的问题所在并针对广泛性问题提供解决方案建议。
2、“学情管理”。为学校提供完整的智慧型化教学配套方案,教室可用于作业管理和课时学情分析,家长通过此了解孩子学习状况,教学管理者可以用于学校的智慧型化教学分析。