根據(jù)調研機構Markets&Markets公司預測，到2023年，人工智能在全球教育行業(yè)的市場規(guī)模預計將達到36.8億美元，復合年增長率為47%。另一家調研機構Market Search Engine公司預測，到2025年，這一份額將達到58億美元。
雖然人們還沒有看到機器人取代教師，但可以肯定的是，人工智能系統(tǒng)可以通過在線課程進行教學并指導學生的學習。無論是自動化任務還是基于學生能力的個性化培訓課程，人工智能都在改變人們看待教育的方式。
在了解人工智能對教育部門做出的貢獻之前，首先需要了解教育部門應該如何實施人工智能。
如何在教育部門實施人工智能?
教育部門如何實施人工智能解決方案?首先需要定義長期目標并了解現(xiàn)有系統(tǒng)的局限性。如果不了解需要實現(xiàn)的目標，那么對人工智能再多的投資也將無濟于事。
教育部門聘請人工智能專家來彌合人才缺口，或者將責任外包給機器學習咨詢公司。如果獲得第三方公司的幫助，建議一開始就這樣做。這將確保教育部門的目標和服務保持一致，并相互協(xié)調和同步。諸如總部位于馬薩諸塞州的Nuance、總部位于德克薩斯州的Querium、總部位于加利福尼亞州的Kidsense等著名教育機構已經在其教育系統(tǒng)中成功采用了人工智能模型。
(1)確定需求：希望人工智能在教育部門中做些什么?想要自動化哪些過程?希望關注哪些培訓內容?
(2)確定目標：知道人工智能將如何工作?是否知道人工智能系統(tǒng)的缺點?打算如何克服采用人工智能的挑戰(zhàn)?
(3)調整流程：選擇的人工智能解決方案應該創(chuàng)建正確的環(huán)境，以調整教育部門中的人才、技術和工作文化。需要將其轉變?yōu)榛诜治龅哪Ｐ?，該模型側重于可行的見解以做出更好的決策。
(4)控制環(huán)境：新的工作環(huán)境應容納并允許工作人員和人工智能系統(tǒng)協(xié)同工作。這些流程應該透明、高效和安全。
人工智能在教育中的作用
(1)自動化管理任務
是否有一個無需行政部門和教學人員的后臺工作就能運作的部門?因為無論是歸檔文書工作，發(fā)送電子郵件和消息，聯(lián)系學生及其父母，或進行定期報告，教育部門的行政人員都在不停地工作忙碌。
同樣，教師也在不斷批改作業(yè)、試卷、制定教學計劃、備課等。其實老師教學的時間不到工作時間的一半。根據(jù)調查，教師花費在教學上的時間只有43%。
剩下的時間分配給批改試卷、規(guī)劃未來課程和完成行政工作。人工智能顧問將幫助教師創(chuàng)建一個人工智能系統(tǒng)，讓員工和教師在工作中更有效率。教師可以使用像PrepAI這樣的智能試題生成器，幫助他們?yōu)榭荚嚿苫蛟O置更好的試卷，并在這一過程中節(jié)省更多的時間。
(2)學生的個性化學習
個性化學習與在線市場或Netflix提供的個性化推薦非常相似?？梢愿鶕?jù)學生的興趣和喜好推薦課程和科目。雖然在線學習的人工智能不能取代教師。但可以幫助教師了解每個學生的能力和局限性。這使教師更容易為每個學生創(chuàng)建專屬的課程計劃。
智能輔導系統(tǒng)還提供即時個性化反饋，幫助學生了解如何做得更好。教師可以將他們的課程轉換成交互式的課程，這樣學生就可以對學習這些課程產生更多的興趣。
(3)創(chuàng)建智能內容
智能內容是教育部門的熱門話題。就是通過將教科書和筆記實現(xiàn)數(shù)??字化，創(chuàng)建視頻課程和講座、開發(fā)交互式培訓課程等來創(chuàng)建虛擬內容。教育中的人工智能有助于創(chuàng)建可定制的界面，使他們更容易學習和理解。無論是小學生還是研究生水平，都可以為任何學科和任何課程開發(fā)智能內容。
微學習和技能映射是屬于這一范疇的兩個概念。技能映射是學生在學習中表現(xiàn)良好所需技能的一種可視化表示過程。微學習是一個基于技能的學習模塊，該模塊處理特定部門以獲取該部門的專業(yè)知識。
(4)突破地理障礙
在線課程使來自任何國家和地區(qū)的學生都可以學習其他國家和地區(qū)的課程。在在線教育方面，可以消除國家和地區(qū)之間的地理障礙。技術使人們有可能從經驗豐富的教師那里獲得專業(yè)技能，無論他們身處何方。
現(xiàn)在，學生們有更好的機會通過人工智能驅動的培訓課程來更新自己的技能。IT是眾多課程使用人工智能的一個領域，這并不奇怪，因為人工智能是IT行業(yè)固有的一部分。希望成為人工智能和機器學習專家的學生和專業(yè)人士可以報名參加這些課程。
(5)為有特殊需要的人員提供便捷的教育
為有特殊需要的人員創(chuàng)建學習計劃一直是一項艱巨的任務。盡管有專門為聽覺、言語和視覺障礙學生開設的特殊學校，但可以使其教學更有效。
此外，患有多動癥、閱讀障礙、自閉癥等的學生必須入讀特殊學校，以幫助他們更好地學習。但是為什么這些學生不能繼續(xù)加入普通學校呢?教師有什么辦法可以理解和更多地關注這些孩子嗎?人工智能使有特殊需要的孩子能夠更輕松地學習。SpeakIt!、Widex的Evoke和Empower Me就是一些特殊教育人工智能的例子。
(6)提供全天候的學習資料
如果學生可以隨時學習，那不是很好嗎?一些老師甚至會在半夜接到學生打來的電話，答疑解惑或索取學習資料。如果學生可以直接訪問在線圖書館并下載資料就更好了，學生可以依靠人工智能來學習，而不是在休息時間打擾教師。
人類需要休息，而人工智能系統(tǒng)則不需要。用于教育部門的人工智能策略通過創(chuàng)建一個可供學生全天候訪問的模型來回答其提出的問題。事實上，培訓計劃可以根據(jù)學生更具效率的時間進行學習來制定培訓計劃。
(7)提高學生參與度和興趣
人工智能還提供使學習變得有趣的解決方案。即使是最優(yōu)秀的教師也會在學生不夠關注的時候遇到一些困難。這些學生可能是對課程、教學方法或學校環(huán)境(無論是在學校還是在線課堂)缺乏興趣。而制定的教學計劃并不適合所有學生，現(xiàn)在是專注于定制學習課程的時候了。
可以使用人工智能創(chuàng)建適合不同類型學生的交互式模塊和課程。可視化是讓學生理解概念的好方法。圖形、圖表、3D圖像等表達方式可以讓學生對學習保持興趣。通過觸摸屏進行的交互式培訓現(xiàn)在正迅速成為在線教育的一部分。
(8)減少師生的工作量
采用人工智能咨詢服務的主要優(yōu)勢之一是，由人工智能驅動的系統(tǒng)和流程可以減少教師的工作量，并為他們提供足夠的時間來專注于提高教育質量。
這樣的做法也適用于學生。學生可以創(chuàng)建時間表，使他們以自己的進度進行學習。他們不必為同一天完成多項任務而感到負擔沉重。這樣可以減輕與其他學生一起學習的壓力。這使他們更有信心去學習比較薄弱的科目。
(9)幫助老師了解學生的能力和局限性
由于每個班都有很多學生，教師很難關注到每個學生，也很難理解每個學生在學習方面的局限性。人工智能通過為每個學生創(chuàng)建一個訓練課程模型來解決這個問題。教師和學生可以在人工智能工具的幫助下共同努力，以提高理解能力和提高每個學生的能力。
當教師能夠更好地了解和理解學生時，就會在雙方之間建立一種健康的關系，并進行有效的溝通。教師可以依靠人工智能來規(guī)劃學生的下一個課程計劃，并以此為基礎來規(guī)劃他們的課程。
(10)創(chuàng)建虛擬學習環(huán)境
人工智能業(yè)務顧問可以創(chuàng)建虛擬的學習環(huán)境，讓學生可以通過詢問聊天機器人和虛擬助理而不是聯(lián)系教師來消除疑慮。如果學生可以尋求人工智能系統(tǒng)的幫助，在遇到難題時沒有必要感到沮喪或者放棄。
人工智能可以更好地幫助學生處理自己不懂或父母無法正確解釋的問題。同樣，虛擬環(huán)境也可以用于開展在線考試。
目前已經有各種各樣的招聘測試工具。教育部門也實行同樣的做法。人工智能服務可以用來建立一個安全的在線考試工具，允許教師創(chuàng)建和自定義考試形式。
學生可以在其所在的位置進行考試。這些考試是由人工智能系統(tǒng)而不是由教師來評估的。當然，教師可以全程跟蹤。
(11)使用面部識別提高安全性
在許多學校，安全性已經成為人們關注的焦點。一些國家和地區(qū)已經開始使用面部識別系統(tǒng)掃描學生的身份證明并確認身份，然后再允許他們進入校園。掃描儀器代替了學生證，可用來識別學生并標記他們的出入情況，無論是在學校、圖書館還是在食堂。
由于視頻攝像頭不足以為教育部門提供安全保障，因此一些教育部門正在與人工智能解決方案公司開展合作，以改進和升級其安全保障系統(tǒng)，并為教育部門的員工、教師和學生提供更安全的工作環(huán)境。全球各地的學校都在關注這種技術發(fā)展，并希望在其部門中實施。
然而，人工智能在教育部門的應用前景并不完全是樂觀的。過度使用科技會讓學生對智能手機和電腦沉迷。如果家長和老師沒有在適當?shù)臅r候保持監(jiān)督，這會損害學生的身體、情感和心理健康。在教育部門采用人工智能技術之前，網絡欺凌事件的增加也是需要考慮的一個方面。
結論
隨著機器學習算法的改進和完善，使其變得更加精確，教育部門將更多地依賴于先進技術，為學生和教師創(chuàng)造整體的學習環(huán)境創(chuàng)造更好的條件。
雖然人工智能在教育中的未來發(fā)展還沒有完全確定，但可以確定的是，學生將有更好的機會學習和證明自己。隨著新的人工智能工具的開發(fā)，學生可以清晰地規(guī)劃自己的學習道路，并努力實現(xiàn)自己的目標，而教育部門可以通過投資人工智能來教育和培養(yǎng)更聰明的下一代。
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