出品："SELF格致論道講壇"公眾號（ID：SELFtalks）
以下內容為科大訊飛研究院北京分院副院長付瑞吉演講實錄：
大家下午好，我是來自科大訊飛的付瑞吉。
今天，我分享的題目是AI引發的教育變革。AI是Artificial lntelligence的縮寫，就是我們耳熟能詳的人工智能。人工智能這幾年非常火，那麽人工智能到底能做什麽呢？有人會說它讓人類失業，說得沒錯，去年《科學》雜誌做了一個預測，說到2045年的時候，我們人類50%的工作將被人工智能所取代。這個數字在我們中國是77%，因為我們中國有很多勞動密集型工作，那麽可以想象，我們到2045年的時候，到餐廳，有機器人的服務生為我們服務，到銀行辦業務的時候，我們櫃台裡面是一個機器人，我們吃著機器人給我們做的飯，然後穿著機器人做的衣服，那是一種什麽感覺？
我們今天講的是教育方面，想象一下，在座有些老師，如果我們的老師將來被人工智能所取代、被機器人所取代，那是一個什麽情景？如果我們的同學們，以後都在課堂上聽機器人老師講課，那是一種什麽情景？有人可能會懷疑，那麽我們來看一下現在機器人工智能可以做到什麽程度？
一段語音它在計算機裡面被表示成一段波形，這段波形它對應的是英文單詞about。首先計算機會對這個波形進行切分，邊界的切分把這個波形分成音節，我們叫因素邊界切分，它是根據大量人工標注的文本——就是語料來做的，與此同時，還有大量的讀音對應文本的資源數據，然後我們計算機可以學出about對應的真正的讀音是什麽。那麽再來一段真實的錄音，可能是實際考試中學生的讀音，這時候我們同樣做一個切分，然後做對齊，可以判斷出最後一個音節它讀錯了。我們用這個聲學的模型，可以把它的檢測出來，這就是大概的原理。
那麽我們能做到一個什麽程度呢？我們怎麽檢測這個機器評判得好不好呢？我們做了一個評分的試驗。我們請了十位資深的評分專家，請他們對同樣的一段語料進行打分，然後以平均分作為標杆，同時再請機器以及普通評分員對這樣的語料進行打分，然後比較人工分和機器分跟專家分的差距，我們發現機器分與專家更接近，所以我們的人工智能在這方面已經超過了普通人。實際上人工智能不僅可以評分，還可以把讀得不好的地方揪出來，比如說前後鼻音、平翹舌音都可以檢測出來。
難道大家看到的只是讓人類失業嗎？其實不然，我們每年這種聽說考試有3000萬分鐘左右的錄音，如果全部由人工評分的話，需要3萬人每天這樣工作，是非常巨大的一個工作量，那麽用我們的技術可以很快，而且是非常公平公正地獲得評分結果，因為人去幹這樣非常繁重的工作的時候，他容易疲勞，很難保持前後標準統一，但是對於機器來說是沒問題的。
所以，人工智能可以使教育更加公平和高效，不僅如此，大家在北京可能體會不到，其實在一些偏遠的地區，我們教育資源是比較匱乏的，很多地區老師的國語水準都不過關，就更談不上去指導學生的發音了。那麽用我們這套系統可以很好地去指導、糾正學生的錯誤讀音。
我們剛才看到只是一個語音的評測，實際上我們人工智能是分三個階段的，第一個階段是運算智能，從計算機第一天誕生，就比人類有優勢。舉個例子，我們每天可能會用到地圖，手機上的地圖可以把整個北京的公交線路都記下來，而且快速地去搜索。這一點是人類做不到的，所以在運算智能上計算機早已遠遠地超過了人類。第二個階段我們叫感知智能和運動智能，感知智能對應的是我們的聽力、視覺還有說話的能力，運動智能是我們對動作的控制，比如說動作的精準性、運動的平衡性這方面的控制。如果說第二階段是所有高等動物都具備的智能的話，那麽第三個階段就是我們的人工智能，最高級階段認知智能是我們人類所特有的區別於普通動物的能力，就是能理解會思考。那麽我們的人工智能現在能思考嗎？因為人類有思想，所以才創造了很多這種文學、藝術的作品，那麽我們現在的人工智能它能做到嗎？
機器除了評分還能夠做什麽呢？還能做評閱批改。比如說一篇作文，人工智能可以識別出它的優美句子：人生中每一次困難就是一次磨練，每一次磨練就是一張答卷；還可以去分析出他的主題立意比較好，由答卷引申到了文天祥和屈原的人生答卷；還可以識別出詞匯的錯誤、錯別字；卷面不夠整潔；塗抹比較多……其實還可以做很多，這裡就不一一展示了。
我們是怎麽做到的呢？實際上我們是從原始的紙質試卷開始，通過掃描儀把它變成計算機裡面的一個圖片，然後再用OCR的技術把圖片中的文字識別成文本，結合老師打分。這樣千萬數量級的數據可以教給計算機來學習，計算機學習他的評分標準，就可以對新的試卷進行評分。
這裡頭的一個核心的算法是 Attention，簡單通俗地理解就是叫注意力神經網絡，它實際上是在模擬人腦的思考過程。比如說我們看一篇作文，去看它的主題、評判它的主題的時候，我們注意力是集中到它的內容是不是跟題目所要求的符合。如果說是去評判它的立意，我們看一下這篇作文它的思想是不是符合主流價值觀，如果是評判語言表達的話，我們就看他的遣詞造句的能力，修辭手法、優美句子等等的使用能力。所以在不同方面他的注意力是不同的。我們通過收集到的大數據，去學習人類老師評分習慣，可以把評分的準則學到神經網絡當中，新的試卷來了以後，我們基於Attention的網絡可以對試卷進行評判。
我們為什麽要做這樣的事情呢？除了大規模考試取代了人類繁重的勞動以外，還能做什麽呢？通過學生對於作文批改的滿意度調查，我們發現對於老師的作文批改，大部分人是不太滿意的，不太滿意的原因有兩點，一個是批改不夠及時，另外一個是批改不夠細致。為什麽會造成這樣的結果呢？
我們平台有一萬多所學校在使用，服務於一千多萬學生，每年都會產生三億篇這樣的作文，這就導致一個現狀，就是老師在評分的時候工作量非常大。評閱作文的時候，我們平台統計老師的評閱速度是20秒每篇，非常快，在這麽短的時間內可能很難去做一個精準的、詳細的評閱，可能只能看個大概。那麽有接近40%的老師，三天甚至是一周之後才會反饋作文的批改結果，反饋的不及時就會導致學生學習作文的興趣下降。那麽用了我們這套系統就可以快速地給出詳細的評閱結果，把老師從這種繁重的作業批改工作中解脫出來。
我們人工智能還能做什麽呢？讓我們來展望一下，第一個是因材施教，這個是我們的孔子在2000多年前提出的。因材施教一直以來就是人類的一個夢想，它講的是根據學生的資質特點進行個性化的教學，取長補短，我們實際實施起來是非常困難的，除非給每個學生配備一個天生的導師，這是不太現實的。
人工智能使我們有機會實現因材施教。怎麽做呢？實際上在每次考試以後，我們的人工智能可以分析學生的作答情況，根據作答情況，分析出他的知識點的掌握情況，再布置個性化的作業。也就是說對於那些學生已經充分、熟練掌握的知識點，我們就不必再去做練習了，而是集中精力去做他掌握得不太好的知識點作業。
老師也一樣，我們分析整個班級的知識點掌握情況，那麽對於大多數同學都掌握得比較好的知識點，我們就可以在課堂上做簡略地講解，然後集中時間去講解那些大家掌握得不好的知識點。
第二個是智能監控，我們在未來的智慧課堂可能會配備高清的攝影頭，它能捕捉每一個學生的面部表情，根據面部表情分析出這個學生的注意力是不是集中，他對當前的這個知識點掌握的情況如何，然後把這些掌握的數據反饋到老師這裡，老師可以調整講課的節奏、講課的內容達到更好的教學效果。有了這個，各位小朋友們不要緊張，實際上就是你上課的時候不能做一些小動作了，基於以上的分享，在座的老師大可不必擔心，我們的人工智能不會讓老師失業，只會讓教學更加高效和快樂，可以使各位老師從繁重的工作中解脫出來，花更多的精力到教學方法、教學手段這種創造性的工作當中去。最終受益的是誰呢？最終受益的是我們在座的學生，他們可以接受更加全面、更加個性化的教學，使學習更加高效、更加快樂。
最後讓我們以開放的心態，迎接人工智能為我們教育所帶來的偉大變革！謝謝大家！
“SELF格致論道”講壇是中國科學院全力推出的科學文化講壇，致力於精英思想的跨界傳播，由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦，中國科普博覽承辦。SELF是Science, Education, Life, Future的縮寫，旨在以“格物致知”的精神探討科技、教育、生活、未來的發展。關注微信公眾號SELFtalks獲取更多信息。
本文出品自“SELF格致論道講壇”公眾號（SELFtalks），轉載請注明公眾號出處，未經授權不得轉載。
香港九龍灣馬來街興發大廈15樓D室