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1、人工智能助力教育信息化 2 2018018年年4 4月月1818日日 中国中国合肥合肥 一.人工智能技术快速发展 二.人工智能与教育新趋势 一.人工智能技术快速发展 二.人工智能与教育新趋势 人工智能是有关”智能主体（Inteligent agent）的研究与设计”的学问，而“智能主体 是指一个可以观察周遭环境并做出行动以达致目标的系统”。（罗素、诺维格） 人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸 和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。 什么是人工智能 5 人工智能定义 2016年3月9-15日，Alpha
2、Go与李世石的“世纪5 局”以4胜1负获胜 2017年5月23日，AlphaGo挑战柯洁，再次完胜 德勤2016：认知技术 成为80%世界百强企业的标配 截至2045年，人工智能 将会使全球就业率降低到50%。 80%50% 人工智能的到来比想象中更快 99% 98.5% 0.4% 3.8% 电话销售员 打字员 艺术家 教师 91% 客服 8.4% 记者 97% 会计 0.7% 心理医生 86% 房产经纪 50 % 摄影师 96% 银行职员 理发师 32.7% 人工智能对当前典型行业的替代率预测 国家新一代人工智能开放创新平台 计算智能 能存会算 认知智能 能理解会思考 感知智能 能听会说、能
3、看会认 人工智能的三个层次 智能语音交互：使信息时代各种信息机器像人一样“能听会说”的技术，包括 语音合成、语音识别和自然语言理解等 可以将任意的文字信息转化为自然流畅的语音,相当于给 机器装上了人工嘴巴 可以将语音中内容、说话人、语种等信息识别出来，相当 于给机器装上了人工耳朵 可以对自然语言进行语义理解给出适合的指令集合，相当 于给机器赋予人工的大脑 语音合成技术 语音识别技术 自然语言理解 基于感知智能的语音交互技术 美国考试机器人 华盛顿大学图灵中心 目标：通过美国高中生物考试 美国 日本Todai高考机器人 日本国立情报学研究所 目标：让机器人考入东京大学 中国类人答题机器人 科大讯
4、飞、清华、中科院、北大 目标：高考考上一本 日本中国 认知智能研究热点考试机器人 科大讯飞牵头承担了科技部首个中国人工智能的重大项目 讯飞作为该项目的总牵头单位，正式启动讯飞超脑计划，研发基于类人神经网络的认知智能系统 推理学习 人机交互 知识管理 语音及语言信息处 理国家工程实验室 类脑智能技术应用 国家工程实验室 讯飞超脑：以语音和语言为入口的认知革命 语音合成技术持续进步 语音合成系统最关键的是自然度综合指标： 年份1995年1998年1999年2001年2016年 自然度3.03.03.53.84.5 STOP 原文：这是乔丹参加1984年奥运会和1992年奥运会时的球衣号码。在198
5、4年洛 杉矶奥运会上，由于前苏联以及东欧诸国 30 35 40 愉悦感 停顿节奏 重读 声调 情感 耐听性 L讯飞系统 STOP 语音合成技术新突破 2017年国际语音合成大赛（Blizzard Challenge ）结果 4.7 4.2 3.6 3.5 3.1 2.5 2.32.32.3 1.7 1.5 0 1 2 3 4 5 ACIFBGDHJKE 自然语音 自 然 度 科大讯飞：唯一自然度大于4分的系统 2016 Blizzard Challenge Hansel And Gretel That night, Gretel had nightmares about monsters in
6、 the woods. “Im scared,“ she said, from under the covers. “What are we going to do? “ “Dont worry,“ said Hansel, who was lying wide awake. “I have an idea.“ Quietly, he tiptoed outside. 科大讯飞于2016年首次参加CHiME，即在全部测试场景上，以显著优势获得第一名 参赛队伍包括英国剑桥大学，美国斯坦福研究院、卡内基梅隆大学、日本NTT、日立、 三菱，新加坡南洋理工大学，法国国家信息与自动化研究所等国际著名的科
7、研机构与企业。 2016 CHiME Challenge国际比赛冠军 2.24 2.912.98 3.48 4.31 4.68 5 5.69 6.41 6.55 6.75 8.98 10.1 11.52 0 2 4 6 8 10 12 14 各参赛机构词错误率对比（六麦克风） 科大讯飞机构2机构3机构4机构5机构6机构7 机构8机构9机构10机构11机构12机构13机构14 3.91 5.32 5.966 7.28 8.32 8.81 9.14 9.64 10.77 12.82 13.69 13.9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 各参赛机构词错误率对比（双麦克风） 科大讯飞机构2
8、机构3机构15机构5机构7机构6 机构9机构8机构11机构16机构12机构13 智能语音识别技术 0.52 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 中英人工评价翻译结果可用比例 科大讯飞雷神BBN新加坡I2R 2015年NIST国际口语机器翻译评测大赛成果获突破针对出国常用场景的口语翻译：2015年口语翻译达到大学四级水平， 2017年口语翻译达到大学六级水平 机器翻译技术 92% 英文手写识别率 97% 混合图文识别92% 原始试卷识别结果 图像识别技术 “讯飞超脑” 最新技术成果获Winograd Schema Challenge 2016第一名，被MIT Technology Rev
9、iew报道 Winograd Schema Challenge是新型的认知智能国际评测任务，重点考察机器是否具备理解 常识、并实现认知推理的能力，被认为是图灵测试的替代版本 常识事件的联想关系示例 play basketball stock trading be coached drink water make money be injured win game爸爸没法举起他的儿子，因 为他很重。 问：谁重？ 答：儿子 爸爸没法举起他的儿子，因 为他很虚弱。 问：谁虚弱？ 答：爸爸 常识推理技术 NIST TAC Knowledge Base Population (KBP2016) Enti
10、ty Discovery and Linking Track 科大讯飞获得第一名 美国大选期间，特朗普炮轰杰布布什：伊拉克战争都是你哥哥的错！ President bush decided to wage lraq war 66 62.8 61.260.7 59.3 57.6 53.8 51.6 47.3 40 35 45 55 65 参赛队伍包括：IBM，CMU，UIUC，约克大学，伦斯勒理工，浙大，中科大等国内外著名的科研机构与企业 实体发现与链接（Entity Discovery and Linking Track） 作为该项赛事的核心任务，需要从目标文本中抽取命名实 体，并将命名实体链
11、接到已有的知识库上 KBP知识图谱构建技术 85.30 80 82 84 86 科大讯飞队伍2队伍3队伍4队伍5队伍6队伍7队伍8队伍9队伍10 数据更新时间：2017.8.1 参赛队伍包括Microsoft、Google、 Facebook、 IBM、 Salesforce、斯坦福大学、卡耐基梅隆大学、华盛顿大学、清华、北大、中科院等国际著名的科研机构与企业 篇章： 1775年，普里斯特里在一篇题为“在空气中新发现的报告”的 论文中发表了他的研究结果，发现了氧气的存在他最先发 表了这项发现，所以普利斯特里通常被认为是首个的发现者。 问题: 为什么认为普利斯特里是氧气的最先发现者？ 机器阅读理
12、解技术 研究生智能阅卷验证 分差=2 分差=4（仲裁分 差） 分差=6 人机一致率92.78%98.69%99.83% 人人一致率63.92%86.85%95.60% 92.78% 98.69% 99.83% 63.92% 86.85% 95.60% 60.00% 70.00% 80.00% 90.00% 100.00% 大作文（满分20）一致率 高考智能阅卷验证 语文作文一致率 （分差7分） 英语作文一致率 （分差小于5分） 机评-报 道分 92.82%94.57% 人1-人287.36%82.85% 智能阅卷技术 总分：600分 分数线：360分 2017国家临床执业医师考试 讯飞智医助理
13、：456分 全球首次通过国家医师资格测试机器人全球首次通过国家医师资格测试机器人 人工智能技术典型行业应用领域 打造AI+产业生态：AIUI开放平台 未来5-10 年内，人类将进入智能 一切的时代，人工智能将像水、 电、食物、互联网一样，成为人类 每天生活中的必需品，难以脱离。 AI大势将至，智能未来已来，教育应该帮助学生为未来做好准备 人工智能时代即将到来 一.人工智能技术快速发展 二.人工智能与教育新趋势 统一的时间统一的教师统一的学生 统一的课表统一的教案统一的课程统一的考试 大班教学如何适应个性化因材施教？ 如何解决中小学生课业负担过重？ 短时间无法解决应试教育的问题 作为没有终点的军
14、备竞赛，“减负”也许是伪命题 如何应对新课改、新高考带来的挑战？ 每个同学的课表，每个同学要参加的考试， 每个同学同一门课学习难度，老师教同一门课的教案，都不一样了！ 如何有效评价、激励教师提升? 教学效果提升 = ( 方法论+经验+优质资源+工具 + ) 教师主观能动性 教 学 考 评 管 人工智能背景下的教育信息化产品架构 区域数据中心 精准教学精准辅导智能批改 大数据精准教学系统 大数据教研教学活动分析学业水平发展教学质量预警 区域教育治理 师生教学 学校管理 区域管理 个性化智能学习系统 自适应学习 校园教学大数据管理 区域学 校课堂教学 人工智能背景下的教育信息化产品架构 通过校园云
15、平台实现用户、应 用、数据的统一； 通过智慧教学系统实现全流程覆 盖，全面数据采集； 通过智慧管理系统提高办公效 率，实现辅助决策； 通过智慧环境系统实现校园物联 覆盖，展示校园文化； 区域学校课堂教学 人工智能背景下的教育信息化产品架构 基于数据 的精准教 学 移动互联网的发展， 学生和教师可以随时 随地的进行沟通，大 数据分析及应用 兵教兵， 立体交互 移动终端等智能设备 和互联网的应用为师 生、生生的交互提供 环境 全过程动 态评价 基于证据的时代， 大数据分析及应用 区域学 校课堂教学 人工智能背景下的教育信息化产品架构 管学教考 针对教 个性学 科学管 校园教育大数据中心 智慧校园平
16、台 与大数据中心 校园教育大数据中心 教考学管 传统课堂“5+4”模式智慧课堂“8+8”模式 对课堂变革的思索 覆盖课前、课中、课后全场景，促进教学模式创新 云 网 端 云服务平台 系统融合 | 数据贯通 教与学全过程动态数据汇聚、分析与评价 课堂服务器 无障碍交互 |“全网”通 | 跨平台交互 | 移动直播 | 数据同步 教师端 导备 教 测 辅 研 学生 端 学习 交互 测验 教学、辅导 作业、测验 认知评价以评价促进教学 课前课中课后 精准教学个性化学习 智慧课堂 人工智能背景下新课堂 1.实现名师、名校、校本优质资源同步推送，助力老师高效备课 三种备课方式（传统PPT、电子书、交互课件），兼顾传统备课方式，实现备授课一体化； 三种资源导入（云资源、校本资源、个人资源），实现优质资源直达课堂，丰富课堂教学 课前备课 作业检 测结果 微课预 习结果 学习行为过程 直观数据分析 精准掌握学情 优化教学设计 预习检查更方便，以学定教，及时掌握学情，优化教学设计 1.实现名师、名校
