AI教育 — 双方向、定标准，美国教育这样应用AI

市场研究公司Technavio在报告中预测，未来三年美国使用AI工具的学校将达到48％。AI已经成为未来几年影响教育发展的关键因素，那么美国是如何在教育中应用AI的？

2019年1月，研究公司Gartner的调查显示有37％的组织“以某种形式使用了AI”，在过去四年里，使用人工智能的企业增长了270％。AI在组织和企业中的使用率正在逐年上升，在学校也同样如此。

市场研究公司Technavio在《2018-2022年美国教育领域的人工智能市场》（Artificial Intelligence Market in the US Education Sector 2018-2022）报告中预测，未来三年美国使用AI工具的学校将达到48％。将达到48％。那么美国是如何在教育中应用AI的？

普及计算机编程与AI课程

1、计算机编程教育

2016 年，咨询公司Gallup的调查结果有40%的美国学校开设了编程课。技术公司HackerRank发布的《2017年开发者技能报告》（2017 HackerRank Development Skill s Report）显示，少儿编程教育渗透率最高的国家是美国，达到44.8%，中国的少儿编程教育渗透率为0.96%。

为了推进和规范计算机编程教育，美国制定了多项标准，其中通用和主流的是CSTA K12 CS Standers（美国计算机教师协会 K12 计算机教育标准，简称CSTA标准），CSTA标准将K12阶段计算机科学学习分为3个等级，并对各个等级学生要达到的水平提出了要求，内容包含了概念（concept）和实践（practice）。

CSTA由美国计算机协会(ACM)在2004年成立，是Computer Science Teachers Association（计算机科学教师协会）的简称。2011年、2016年CSTA分别发布了K12阶段计算机科学标准，为美国各州、地区的学校制定本地化课程大纲提供指导。

2、K12阶段AI课程

2018年，AAAI（Association for the Advancement of Artificial Intelligence，美国人工智能促进协会）联合 CSTA、AI4ALL（由李飞飞发起的非盈利项目）共同发布了“AI for K12”项目。

这个项目为面向 K12 学生的AI教育制定一套标准指南，定义不同年级的学生关于人工智能、机器学习和机器人应该了解哪些内容，同时搭建在线AI教育资源目录，指导并促进K12AI资源开发。

多功能的数字助理

1、教学大数据

传统方式收集到的教学数据大多是视频、教学评估和学生的成绩，这些数据的收集一方面需要耗费大量的人力和物力，另一方面也不能进行有效的数据分析。

美国应用AI技术进行教学数据的收集和分析，快速分析老师或学生的个人数据、学生与老师之间、学生与学生之间的交互性数据。

重视教学大数据的另一个原因是，获得即时反馈是有效教学的前提。传统的教学评估周期较长，错过了教学调整的最佳时间。在每堂课后即时获取教学数据反馈，对教学设计的快速优化，是更高效的教学方式，也有助于成绩的提升。

2、个性化学习

教育的挑战之一是人们学习的速度并不相同。有些人擅长于具有分析思维能力的“左脑”思维，而有些人则更具有创造力、文学和沟通能力的“右脑”思维。传统教育要求所有的学生按照同一节奏学习和掌握知识，实际上伤害了部分学生的学习兴趣。

人工智能为个性化学习提供了技术支持。在深度挖掘教学数据的基础上，与智能化分析相结合，使系统向学生推送的学习资源、学习活动、学习任务更加精准、个性化，有利于学生的高效学习。

美国中小学利用AI技术对学生的学习进度进行内容探索和测试，再定制个性化的学习路径和内容，让每个学生都可以按照自己的步调前进。美国亚利桑那州立大学在使用个性化学习后，通过率提高了17％，退学率下降了56％，45％的学生提前四周完成学习任务。

3、作业批改

作业批改和电子阅卷能帮助教育工作者减轻日常工作的负担。无论年级高低，教师都会花费大量时间在这项工作上。美国大学一般需要助教协助处理作业，在美国中小学，尤其是经费不多的公立学校，教师的工作量多且繁杂，改作业更是加重了老师的负担。

AI可以替代老师进行评分和作业批改，把老师从重复的工作中解放出来，从而使其有更多的时间与学生交流互动。另外，如果系统发现很多学生都做错了同一道作业题，就会提示老师在该知识点上给予学生更多的指导，或是讲解更多相关的习题，调整下一步的教学活动。

Q博士有话说

除了普及编程和AI教育、使AI成为数字助理，美国的学校也通过AI实现学校教育管理智能化、改善学校安全，通过内容监控软件自动过滤和识别正在搜索自我伤害内容的学生，进行适当的心理健康干预。

从美国学校对AI的应用，我们发现AI+教育有两个主要方向：一则是信息化教育，即面向中小学生普及计算机科学和AI技术的相关知识；二则是教育信息化，即利用AI技术对现有教育进行全面升级。

无论是信息化教育还是教育信息化，AI带给教育更多的发展机遇。我们科技提供的标准型教室AI智慧课堂解决方案，正在为全国14座城市20所学校的教育工作者提供基于AI技术的教学分析、资源和工具。

关于AI对教育的重构及伦理问题，我们科技将联合国内外教育专家、技术专家持续地探索和改善这一关系到未来教育的重要命题。