AI+高等教育发展与应用白皮书-百度+国家开放大学-2020.8-102页.pdf

目 录第一章 AI+教育时代已来.11.1 第三次人工智能浪潮.31.2 构建服务全民终身学习的教育体系.41.3 AI+教育已经上升为国家战略.4第二章 AI+高等教育发展现状.72.1 政府：密集发文，精准施策.92.2 采购：人工智能学科和应用建设投入位居前列.212.3 学校：全面探索教学与管理应用.262.4 研究：文献丰富，侧重理论构建，实证研究偏少.39第三章 “高等教育+AI”机会场景识别.493.1 人工智能产业解读.503.2 人工智能时代对人才的要求.533.3 应对产业智能化转型需要的人才培养目标.55第四章 百度大脑赋能高等教育的典型场景.574.1 解决方案一：产教融合，打造高品质多层次人工智能教育内容.614.2 解决方案二：助力精准施教、个性化学习和智慧课堂建设.704.3 解决方案三：教育全要素数据融合、精准高效监管、服务管理并举，建设平安校园.754.4 解决方案四：智能助学，AI 分饰多角，专属教师、智能学伴、自动化考官.83第五章 未来展望.875.1 形成产业政策与社会发展协同度更高的人才培养、供给和评价模式.885.2 促进区块链技术深度融合 AI 促进人岗匹配更加精准.885.3 打通人才能力认证与就业.885.4 重视积累教育大数据并优化数据质量.895.5 发展教育内容自动生成技术.905.6 发展多样化、普及化 AI 教师、智能学伴.915.7 开发 AI+教育公共服务平台，为教师学生赋能.925.8 全面提升师生 AI 素养，面向大学生开设人工智能基础课.935.9 实施人工智能教育应用监管，防范化解应用风险.94第一章AI+教育时代已来4.3 解决方案三：教育全要素数据融合、精准高效监管、服务管理并举，建设平安校园.754.4 解决方案四：智能助学，AI 分饰多角，专属教师、智能学伴、自动化考官.83第五章 未来展望.875.1 形成产业政策与社会发展协同度更高的人才培养、供给和评价模式.885.2 促进区块链技术深度融合 AI 促进人岗匹配更加精准.885.3 打通人才能力认证与就业.885.4 重视积累教育大数据并优化数据质量.895.5 发展教育内容自动生成技术.905.6 发展多样化、普及化 AI 教师、智能学伴.915.7 开发 AI+教育公共服务平台，为教师学生赋能.925.8 全面提升师生 AI 素养，面向大学生开设人工智能基础课.935.9 实施人工智能教育应用监管，防范化解应用风险.94第一章AI+教育时代已来23人工智能的研究自 1956 年之后，引发第一次浪潮，主要研究逻辑推进为主的“基于规则的专家系统”，但是经过长时间的研究，专家系统进入瓶颈期，随之 AI 的资金投入和人员投入大量缩减，AI 研究方向也悄然发生变化，以研究计算机视频、语音和计算机自然语言进行新的研究方向，“机器学习”算法的不断优化使得人工智能在多个领域实现了惊人的突破。2011 年Google 大脑通过非监督学习识别出猫脸，2015 年斯坦福人工智能实验室的计算机图像识别技术的图像识别正确率在 ImageNet 图像识别比赛首次超过人眼，2016 年微软语音识别技术可以将英语错词率降至 5.9%。2016 年 AlphaGo 战胜李世石引起全世界的轰动，“人工智能”精彩回归，重新受到政府、学术界、产业界等社会各界的广泛关注。近年来，随着高质量“大数据”的获取、计算能力的大幅提升、以深度学习为代表的算法模型不断丰富，人工智能研究再次进入了快速发展的时期，同时不断影响、渗透、推进着相关众多产业、行业的快速发展。60 多年来，全世界的科学家一直在追逐着“人工智能梦想”，探索着更为广阔的科学世界。人工智能是一种能引发诸多领域产生颠覆性变革的前沿技术，合理有效地利用人工智能，意味着能获得高水平价值创造和竞争优势。人工智能并不是一个独立、封闭和自我循环发展的智能科学体系，而是通过与其他科学领域的交叉结合融入人类社会发展的各个方面。当前，人工智能的发展超乎想象，正在深刻改变着人们的生活，改变着整个世界。图 1 三次人工智能浪潮小明在得知高考成绩，访问高考填报志愿网站，输入自己的目标专业、高考成绩、理想地区等信息立即得到了网站推荐的录取率高的院校和专业。张教授是出了名的严厉，每次上课必点名，但是面对100多人的大课，点名要花去不少时间，所以只能抽点，让不少学生有侥幸逃过的机会。现在学校在教室里安装了智能录播系统，摄像机记录了学生的每一张脸，现场会给张教授反馈到场学生名单和缺勤学生名单。张教授从此不再点名，专心课堂教学。小丽是江海大学的一名大二学生，她的老家在贫困山区，家庭经济非常拮据，但是小丽很要强，学习很刻苦，生活很节俭，不向学校申请困难补助。一学年下来，小丽发现自己的饭卡里每月都会自动充入一笔钱，足够一个月的饭费。惊讶之余，小丽才知道，学校学生工作部联合教务、后勤部门分析挖掘学生的校园学习、生活记录发现了这位优异的贫困生，并向其提供困难补助。正在写毕业论文的小华发现这一学期张教授的小木助教特别敬业，无论何时哪怕是凌晨 2点发邮件请教论文写作问题都是秒回。到毕业论文提交时小华好奇的问张教授小木助教在哪里。张教授笑笑指着身旁的 POWER750 服务器说就是它。以上情景并非科幻，而是时时发生在我们教育教学学习中的事情。可以说，智能教育时代已经来临。这得益于第三次人工智能浪潮，以及教育自身发展的诉求。人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。人工智能、大数据、区块链等技术迅猛发展，将深刻改变人才需求和教育形态。智能环境不仅改变了教与学的方式，而且已经开始深入影响到教育的理念、文化和生态。1.1 第三次人工智能浪潮23人工智能的研究自 1956 年之后，引发第一次浪潮，主要研究逻辑推进为主的“基于规则的专家系统”，但是经过长时间的研究，专家系统进入瓶颈期，随之 AI 的资金投入和人员投入大量缩减，AI 研究方向也悄然发生变化，以研究计算机视频、语音和计算机自然语言进行新的研究方向，“机器学习”算法的不断优化使得人工智能在多个领域实现了惊人的突破。2011 年Google 大脑通过非监督学习识别出猫脸，2015 年斯坦福人工智能实验室的计算机图像识别技术的图像识别正确率在 ImageNet 图像识别比赛首次超过人眼，2016 年微软语音识别技术可以将英语错词率降至 5.9%。2016 年 AlphaGo 战胜李世石引起全世界的轰动，“人工智能”精彩回归，重新受到政府、学术界、产业界等社会各界的广泛关注。近年来，随着高质量“大数据”的获取、计算能力的大幅提升、以深度学习为代表的算法模型不断丰富，人工智能研究再次进入了快速发展的时期，同时不断影响、渗透、推进着相关众多产业、行业的快速发展。60 多年来，全世界的科学家一直在追逐着“人工智能梦想”，探索着更为广阔的科学世界。人工智能是一种能引发诸多领域产生颠覆性变革的前沿技术，合理有效地利用人工智能，意味着能获得高水平价值创造和竞争优势。人工智能并不是一个独立、封闭和自我循环发展的智能科学体系，而是通过与其他科学领域的交叉结合融入人类社会发展的各个方面。当前，人工智能的发展超乎想象，正在深刻改变着人们的生活，改变着整个世界。图 1 三次人工智能浪潮小明在得知高考成绩，访问高考填报志愿网站，输入自己的目标专业、高考成绩、理想地区等信息立即得到了网站推荐的录取率高的院校和专业。张教授是出了名的严厉，每次上课必点名，但是面对100多人的大课，点名要花去不少时间，所以只能抽点，让不少学生有侥幸逃过的机会。现在学校在教室里安装了智能录播系统，摄像机记录了学生的每一张脸，现场会给张教授反馈到场学生名单和缺勤学生名单。张教授从此不再点名，专心课堂教学。小丽是江海大学的一名大二学生，她的老家在贫困山区，家庭经济非常拮据，但是小丽很要强，学习很刻苦，生活很节俭，不向学校申请困难补助。一学年下来，小丽发现自己的饭卡里每月都会自动充入一笔钱，足够一个月的饭费。惊讶之余，小丽才知道，学校学生工作部联合教务、后勤部门分析挖掘学生的校园学习、生活记录发现了这位优异的贫困生，并向其提供困难补助。正在写毕业论文的小华发现这一学期张教授的小木助教特别敬业，无论何时哪怕是凌晨 2点发邮件请教论文写作问题都是秒回。到毕业论文提交时小华好奇的问张教授小木助教在哪里。张教授笑笑指着身旁的 POWER750 服务器说就是它。以上情景并非科幻，而是时时发生在我们教育教学学习中的事情。可以说，智能教育时代已经来临。这得益于第三次人工智能浪潮，以及教育自身发展的诉求。人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。人工智能、大数据、区块链等技术迅猛发展，将深刻改变人才需求和教育形态。智能环境不仅改变了教与学的方式，而且已经开始深入影响到教育的理念、文化和生态。1.1 第三次人工智能浪潮45能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。中共中央政治局委员、国务院副总理孙春兰宣读习近平主席贺信并致辞。孙春兰指出，习近平主席的贺信，深刻阐述了人工智能给教育带来的革命性影响，孙春兰说，面向未来，中国将积极发挥现代技术在促进教育公平、提升教育质量中的作用，推动教育理念、教学方式、管理模式创新，完善以学习者为中心的智能化教学环境，努力实现规模化教育和个性化培养的有机结合，不断提升各类人才的创新精神和实践能力。2019.09.19，教育部等十一部门关于促进在线教育健康发展的指导意见教发201911 号，指出，在线教育是运用互联网、人工智能等现代信息技术进行教与学互动的新型教育方式，是教育服务的重要组成部分。发展在线教育，有利于构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，有利于建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会。这是中国政府就人工智能+教育工作发出的最强音，聚焦人才培养这一教育使命，一要培养大批人工智能高端人才，二是推动人工智能和教育深度融合，用人工智能作为教育手段培养人才。结合研究团队所在机构背景，本白皮书围绕人工智能+教育的两大方面进行报告，基于各类大数据包括政策文件大数据、科研文献大数据、政府采购大数据、新闻舆情大数据全景展示我国人工智能+高等教育的政府要求、学者观点、学校行动，接着聚焦在线高等教育领域从产业的角度构建人工智能人才培养模型、人工智能教学应用模型、人工智能教育治理模型、人工智能+教师/学伴模型并给出典型解决方案，最后展望了人工智能+高等教育的未来发展趋势，并针对政府、学校、研究机构、企业提出相关建议。2018 年 10 月 31 日中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习。中共中央总书记习近平在主持学习时强调，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。要深刻认识加快发展新一代人工智能的重大意义，加强领导，做好规划，明确任务，夯实基础，促进其同经济社会发展深度融合，推动我国新一代人工智能健康发展。十九届四中全会通过的中共中央关于坚持和完善中国特色社会主义制度 推进国家治理体系和治理能力现代化若干重大问题的决定指出，要“构建服务全民终身学习的教育体系”并要“发挥网络教育和人工智能优势，创新教育和学习方式，加快发展面向每个人、适合每个人、更加开放灵活的教育体系，建设学习型社会”1，这将意味着今后的教育范围更广（全民、面向每个人）、跨度更长（终身）、形式更多（开放灵活）、质量更高（适合每个人），并将更多的以互联网手段来开展，所有要素和过程自然而然被记录下来，这为基于大数据、人工智能技术开展决策提供了可能性。2020 年新冠肺炎疫情加快在线教育成为全体师生的活动形态。疫情期间我国各级各类教育机构 2.76 亿在校生主要通过在线