AI+教育，你家Python从娃娃抓起了吗？

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想想我们的幼儿时光是如何度过的：

80后玩泥巴……

90后搭积木……

00后学英语……

我们孩子的幼儿时光又将如何度过？

10后学编程……

20后调参数……

30后造机器人……

当30后们回首80后爷爷奶奶，会比现代人理解刀耕火种更不可思议。

这，就是AI时代！

最新消息

中科院推出幼儿园AI教材

中科院亲自操刀，与谷歌和高校的AI专家们一同指导，历时近三年编著了一套合计33本的实验教材，年龄段覆盖从幼儿到青少年。

这本号称是“首套K12全学段全系列”教材，分为：

幼儿园大、中、小班各上下册共6本6门；

小学一至六年级各上下册共12本12门；

初中一至三年级各上下册共6本6门；

高中一至三年级各上下册共6本6门；

职业教育一至三年级共3本3门。

一套教材，从3岁直通考大学，如果不上大学，还有职业教育版，可谓齐全。另据报道，这套教材还相应开发了同步人工智能云平台，对内嵌其上的数字化教材进行实时更新。

但查阅百度，并没看到“趣AI”平台的身影。

这套教材主要包括两个重要的编程环境：

·Scratch编程环境：用于编程入门。基于开源Scratch 3.0系统进行二次开发，补充更多教学素材，并将用户开发的作品保存在用户自己的账户中，用户可以随时打开并编辑查看。该编程环境还支持将Scratch程序转化为多种语言，例如Python和JavaScript等。 

·Python集成开发环境：全功能的集成开发环境，与专业软件开发工程师所用工具类似，主要用于进阶的人工智能编程学习。主要使用Python语言，同时也支持其他的常用语言，例如JavaScript，Node.js等。

在开源上，该平台支持TensorFlow，Caffe，CNTK等主流人工智能框架的学习，支持Scratch和Python从入门到进阶覆盖各个学习阶段。

群众热议

AI 究竟要不要从娃娃抓起？

尽管教材刚出，教育部也还没有将AI纳入高考大纲，但对AI有所了解，对未来有预判的家长定不会让自家孩子输在起跑线上。

比如李沐（亚马逊AWS主任科学家），就对一个学生家长的提问“五年级学生学AI晚不晚”调侃了一把：

尽管是玩笑，但现实中却真有年少成才。

10岁女孩萨美拉在6岁弟弟的协助下完成了一款名叫CoderMindz的AI桌游，能够帮助大小朋友们（4-104岁）学习AI的基本概念，包括模型、推理、自适应学习等等。目前这款桌游已经在亚马逊上正式开卖，售价34.85美元。发现她的“杰作”后，谷歌首席文化官Stacy Sullivan给萨美拉发出offer，邀请她大学毕业后加盟谷歌。

萨美拉的AI桌游还是受到不少小朋友喜爱

虽然小女孩厉害成仙，但不能忽略她有一个更厉害的老爸，作为典型的硅谷印度裔工程师，非常注重对子女的计算机学习培养，萨美拉从五岁开始学习初步编程语言，还有专属的iPhone、iPad和Macbook开发工具。

不过，天才终究是别人家孩子，以及别人家爸爸的故事。对于AI教育是否要从娃娃抓起，人们的回应是：

市场反馈有多种意见，但基本是一边倒的“不支持”。当然，也有更理性的态度：

一百多年前的“留美幼童计划”培养出如詹天佑般的科学家，也有像胡适一样博学良知的教育者。和百年前人们对科技和社科缺乏认知一样，AI是当今社会的科技潮流，需要有更多的了解欲望和耐心。

当然，如果想让AI从娃娃抓起，家长也更需要学习。

还有，单是出套教材,搞个线上平台，离真正的AI教育还差的远。

政策产业

财政大投入+AIDE模式

 AI教育前途未卜，但教育AI倒是如火如荼。

先从政策开始。

今年4月，教育部正式下发“教育信息化2.0”指导纲领：要求“到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标。

三全：教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校；

两高：信息化应用水平和师生信息素养普遍提高；

一大：建成“互联网+教育”大平台。

与此同时，在财政上，2017年全国教育经费总投入42557亿元，比上年增长9.43%，远超2010-2016年平均增幅。据《国务院新一代人工会智能发展规划》政策纲要，将构建包含智能学习、交互学习的新型教育体系，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程的应用。

那么，落地到产业，何谓“教育信息化2.0”？

在学校硬件设施上，“校园IT基础设施”关注度逐年下降，但“人工智能&机器人的应用”关注则逐年提高。

 “人工智能和机器人”已经成为关注度最高的教学硬件

在软件方面，开始流行包括“数字化教室、线上课程、AIED,以及教育AR/VR产品”四位一体的科学新模式。其中，AIED(Artificial intelligence in education)便是“人工智能+教育”。

 (图片来源：亿欧网)

技能攻略

技术图谱和落地阻滞

这部分是关于“AI+教育”的技术分解，不喜可略过。

  AI教育技术原理  

在AI产业图谱系列二一文中，我们形象的描述过人工智能的“思考”原理：算法（告诉计算机晚饭吃不超100块的美食）+数据（牛排、寿司、水煮鱼）+计算（得出吃水煮鱼的过程）。

当人工智能作用于教学，也需要“算法、数据、计算”这三个核心要素。在应用技术上，需要包括计算机视觉、智能语音技术，以及自然语言处理。具体来说，是在卷积神经网络、循环神经网络，以及全连接神经网络等深度学习算法基础上，通过包括TensorFlow、Caffe、Keras、Torch、PaddlePaddle等算法框架平台，最终完成视觉、语音，以及自然语言处理等应用技术。整个过程数据挖掘一直伴随。

同时，所需硬件支持包括云计算设备、处理器/芯片、传感器原件，以及激光雷达。

  计算机视觉  

计算机视觉的AI应用主要是为实现从图像或者多维数据中获取“信息”。赋能教育之后可以实现自适应学习。

自适应学习概念最早出现在上世纪末的美国，当时被称为“智能辅导系统”。但因为智能性太过粗糙，只能用于对学生成绩划分，进而分别授课。

在被计算机视觉赋能后，智能辅导系统实现了质的飞跃，比如智能教育商VIPKID的人脸识别技术能够实时跟进每位学生的学习进度，并根据具体情况定制个性化学习计划。

VIPKID通过面部识别技术量化学生课堂学习表现

类似的，还有学霸君，自适应学习通过条件反应理论、回归神经网络以及构建知识图谱三个环节，将知识点串联成图谱状结构。

  语音识别及自然语言处理（NLP）

语音识别是机器通过识别和理解，把语音信号转变为相应的文本或命令。

自然语言处理包括自然语言理解和生成两个部分。实现人机间自然语言通信，意味着让计算机既能理解自然语言文本，也能通过自然语言文本表达给定的意图、思想，前者称为自然语言理解（NLP），后者称为自然语言生成。

在语音和NLP功能下，可以让AI自主教学。比如科大讯飞语音教学功能，实现了英语口语的自动测评、手写文字识别、机器翻译，以及作文自动评阅等技能。

此外，语音和NLP还可以用在虚拟助教、读物测定评级，以及自适应阅读等领域。

  落地阻滞  

和赋能其它领域一样，AI与教育的结合也难免遇到技术阻滞产业落地的问题。

首先，是视觉识别仍然面临障碍。计算机视觉技术已经经历了模式识别、神经网络，以及深度学习的阶段。但即便深度学习表现优秀，仍然存在自动提取特征识别准确度低的缺陷，且需要人来设定，这就给无论是面部识别还是自动评阅带来误识别风险。

其次，语音和NLP的问题也不少。比如，文科教育，尤其语文、英语、历史等学科涉及大量对语义的理解和赏析。在没有标准答案下，人工智能很难从上下文做出正确的评断。

市场探路

松鼠AI、科大讯飞，以及学霸君们

即使有技术缺陷，但阻挡不了市场进击的脚步。

截止2017年底，国内专做AI教育方向的公司也从最初的寥寥无几发展到四十多家。

其中，在资本市场上，AI+教育已成为重要标的，仅去年一年就发生了数起过亿融资。包括：学霸君完成一亿美元C轮融资；乂学教育（现名“松鼠AI”）获得1.2亿天使轮融资，并在3个月后被追加至2.7亿元；猿辅导获得1.2亿美元E轮融资；作业帮完成1.5亿美元C轮融资；VIPKID获得2亿美元D轮融资……

 松鼠AI：新晋独角兽的AI教育梦   

松鼠AI最近爆出大新闻，邀请到机器学习界大咖Tom Mitchell出任首席科学家。

目前，松鼠AI在美国纽约设立了人工智能教育研发中心，并在硅谷和斯坦福国际研究中心成立了人工智能深度学习联合实验室。一共有7、8个算法工程师，还有一百多人的教研团队。主要是教研负责人，以及教学内容开发。

“松鼠AI”原本是乂学教育的K12辅导品牌，是一个以算法为核心的人工智能自适应学习引擎，简称“智适应学习引擎”。核心技术包括：知识图谱、图论用于描述和表示学科知识体系；使用贝叶斯网络和概率图模型用于学生画像的刻画；采用分类树和模糊逻辑用于最优学习内容推荐；采用遗传算法和进化论用于推荐最佳的学习路径等等。

Tom Mitchell原本是卡内基梅隆大学（CMU）计算机科学学院院长，在他看来：“人类教师在教学过程中会制定许多决策。我们的研发任务就是模拟老师可能会制定的所有决策，并且通过计算机搜集的学生数据来最终制定决策。”

一方面，他想要通过AI教育弥补教师资源缺乏的现状；另一方面，基于个人偏好，以及对松鼠AI的技术了解，最终选择加盟这家AI教育初创公司。

今年6月，公司创始人兼董事长栗浩洋曾透露：“马上完成10亿元融资，走向独角兽行列”，加上如今联手行业顶级专家，松鼠AI真是要在教育界大干一场了。

  科大讯飞：AI教育营收占比超五分之一   

作为NLP技术中国第一家，科大讯飞不会放过教育市场这个大蛋糕，在2018年中财报中，“教育教学”和“教育行业产品和服务”占营收比重分别为1.78%和20.57%。目前，科大讯飞智慧教育产品覆盖全国15000余所学校，深度用户超过1500万。

其中，智能评卷技术在多省高考中应用；英语听说考试系统在口语考试项目中应用，服务考生近400万人次。此外，个性化教与学平台13智学网在学校应用渗透率同比增长36%，个性化学习增值服务产品已在近百所学校常态化使用，续购率达70%。

 学霸君们：入局者不断增加   

除了前面说的自适应学习，学霸君在B端还打造了“AI学”为老师赋能，包含课前备课（教师端）、课堂互动（学生端）和课后作业（智能手写识别笔）三大场景。

新东方、好未来等上市公司引进的分级阅读，对学生与读物测定评级，完成自适应阅读。

此外，先声教育、流利说、猿题库、作业帮、盒子鱼……入局者还在不断增加中。

本文由“机器人文明”出品

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