德國(guó)人工智能研究中心：AI+教育領(lǐng)域，數(shù)據(jù)挖掘仍是痛點(diǎn)

在每次時(shí)代變革中，教育從來(lái)都不會(huì)缺席。這個(gè)時(shí)代的主題是AI+，AI+教育自然成為當(dāng)下教育的發(fā)展方向。

而在AI+教育火爆之前，線上教育已經(jīng)開(kāi)疆拓土了很多年。

據(jù)艾瑞咨詢調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，自2012年以來(lái)，中國(guó)K12線上教育市場(chǎng)增長(zhǎng)速度基本保持在30%以上（2015年為21.4%），在2017年增長(zhǎng)率甚至高達(dá)51.8%，相應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到298.7億元。因而，2017年也被認(rèn)為是線上教育規(guī)?；儸F(xiàn)元年。

圖片來(lái)源：艾瑞研究院

2017年高增長(zhǎng)率被認(rèn)為是一對(duì)一在線授課的火熱帶來(lái)的，同時(shí)也是一對(duì)一在線授課清晰的盈利模式促使企業(yè)得以規(guī)?；癄I(yíng)收。與此同時(shí)，新興的AI技術(shù)也迅速被引入這一領(lǐng)域，促使科技（AI）和教育再次融合。

AI+教育也是德國(guó)人工智能研究中心（DFKI）的重要研究方向之一，同時(shí)，DFKI擁有全球頂尖的教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。Carsten Ullrich作為該實(shí)驗(yàn)室副主任，在AI領(lǐng)域，尤其對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)、規(guī)劃算法、語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)等AI技術(shù)的研究與應(yīng)用擅長(zhǎng)，在此領(lǐng)域有超過(guò)15年的經(jīng)驗(yàn)。

從AI到AI+教育的轉(zhuǎn)身

在長(zhǎng)達(dá)15年的AI研究生涯中，Carsten Ullrich對(duì)人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)義Web、Web 2.0、移動(dòng)應(yīng)用程序等都有研究，在諸多大型國(guó)際項(xiàng)目中，曾擔(dān)任研究員、技術(shù)負(fù)責(zé)人，也曾在上海交通大學(xué)在線學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任高級(jí)研究員，進(jìn)行教育方面相關(guān)研究。Carsten Ullrich從事AI教育研究工作，也是從對(duì)AI的癡迷中拓展而來(lái)的一個(gè)方向。

用傳統(tǒng)思維來(lái)看，Carsten Ullrich的轉(zhuǎn)型很成功?！拔彝ㄟ^(guò)人工智能進(jìn)入教育領(lǐng)域，在對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究過(guò)程中，我開(kāi)始著迷于構(gòu)建智能系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)人工智能可以使人類學(xué)習(xí)更有趣、更高效時(shí)，我開(kāi)始迷上這個(gè)領(lǐng)域，從那時(shí)起，我就開(kāi)始進(jìn)入AI教育研究。”

如果論及Carsten Ullrich在AI教育研究領(lǐng)域的成名作，針對(duì)智適應(yīng)教育的PhD（博士）論文應(yīng)該算是其中之一。

在這項(xiàng)研究中，Carsten Ullrich主要開(kāi)發(fā)了一個(gè)課程生成框架，將復(fù)雜和現(xiàn)實(shí)的教育知識(shí)進(jìn)行建模和應(yīng)用，與此前的架構(gòu)相比，該研究應(yīng)用了諸如人工智能規(guī)劃、用戶建模、知識(shí)表示（語(yǔ)義網(wǎng)）等技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)能力生成了結(jié)構(gòu)化課程。

Carsten Ullrich告訴，“以前在課程生成方面的工作相當(dāng)有限，并未考慮學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如，在教學(xué)過(guò)程中，使學(xué)生深入了解某個(gè)數(shù)學(xué)概念的推導(dǎo)過(guò)程，不同于教學(xué)生推導(dǎo)方式，相對(duì)更難。我們的系統(tǒng)組建課程的目的包括深入學(xué)習(xí)、準(zhǔn)備考試，以及培訓(xùn)具體能力等，可以使用人工智能構(gòu)建非常詳細(xì)的教學(xué)策略?！?/p>

此項(xiàng)研究成果得以在世界著名科技期刊Springer-Verlag（施普林格）上發(fā)表了，Carsten Ullrich也表示，“目前，未見(jiàn)有其他同領(lǐng)域研究成果超越該項(xiàng)研究成果?！?br />

DFKI及AI教育研究項(xiàng)目

DFKI是德國(guó)頂級(jí)人工智能研究機(jī)構(gòu)，也是目前世界上最大的非營(yíng)利人工智能研究機(jī)構(gòu)，其股東包括Google、Intel、 微軟、寶馬、SAP、Airbus在內(nèi)的全球前十的頂級(jí)科技企業(yè)。同時(shí)，DFKI針對(duì)教育技術(shù)有專門(mén)的教育技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室，EdTec實(shí)驗(yàn)室研究和開(kāi)發(fā)工作側(cè)重于技術(shù)和軟件，智適應(yīng)教育也是其重要研究方向。

作為EdTec實(shí)驗(yàn)室副主任，Carsten Ullrich告訴，“在這里我們與工業(yè)、醫(yī)療等專業(yè)領(lǐng)域的工作人員合作進(jìn)行應(yīng)用研究，了解他們遇到的問(wèn)題和對(duì)人工智能有的常見(jiàn)問(wèn)題，然后構(gòu)建能夠真正帶來(lái)價(jià)值的解決方案。”

Carsten Ullrich在EdTec實(shí)驗(yàn)室主要負(fù)責(zé)研究并帶領(lǐng)工作場(chǎng)所教育技術(shù)潛力挖掘相關(guān)項(xiàng)目。例如，APPsist項(xiàng)目研究的是智能生產(chǎn)開(kāi)發(fā)了一個(gè)輔助和知識(shí)服務(wù)架構(gòu)；DigiLernPro項(xiàng)目研究的是半自動(dòng)生成的數(shù)字學(xué)習(xí)場(chǎng)景，以支持工業(yè)生產(chǎn)中的員工。

以APPsis項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目搭建的是生產(chǎn)中的智能輔助和知識(shí)系統(tǒng)，通過(guò)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新一代上下文敏感的輔助和知識(shí)服務(wù)以及底層架構(gòu)，構(gòu)建一個(gè)集成的軟件解決方案（系統(tǒng)），通過(guò)AR/VR及AI技術(shù)采集工作場(chǎng)所密切的信息、知識(shí)。該軟件解決方案原型用于具有高度自動(dòng)化的制造業(yè)工廠。

數(shù)據(jù)挖掘仍是難點(diǎn)

AI+行業(yè)應(yīng)用的趨勢(shì)加速了諸多行業(yè)的飛速發(fā)展。幾年前，不會(huì)有人會(huì)想到機(jī)器人下圍棋可以贏得了圍棋大師，但是AlphaGo做到了；不會(huì)有人想到攝像頭可以用來(lái)抓逃犯，但是智能攝像頭（人臉識(shí)別）做到了；也不會(huì)有人想到AI會(huì)應(yīng)用到教育領(lǐng)域，但是乂學(xué)教育、洋蔥教學(xué)、先聲教育等大量教育公司已經(jīng)涌入這一賽道。

與消費(fèi)領(lǐng)域不同的是，教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)挖掘仍是一個(gè)老大難。對(duì)于AI應(yīng)用來(lái)講，要訓(xùn)練AI模型，必須要有大量的數(shù)據(jù)。此外，由于每個(gè)人的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣都有所不同，進(jìn)一步增加了教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)的碎片化?！霸诮逃矫妫壳爸挥性跇O少數(shù)方面有大量數(shù)據(jù)可以進(jìn)行分析?！?/p>

談到AI在教育中的應(yīng)用瓶頸，Carsten Ullrich也認(rèn)為，一項(xiàng)重大技術(shù)挑戰(zhàn)仍是數(shù)據(jù)收集。

如果我們想要應(yīng)用今天的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，就需要大量的數(shù)據(jù)。但在教育環(huán)境中，這些數(shù)據(jù)來(lái)自哪里？在學(xué)校環(huán)境中，至少學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)是相似的，我們可能會(huì)收集到大量的數(shù)據(jù)（Squirrel AI Learning非常適合這一點(diǎn)）。在其他環(huán)境中，特別是在成人教育中，這要困難得多。另一方面，人類可以擔(dān)任AI模型訓(xùn)練師。那么，問(wèn)題就變成了他們擁有的知識(shí)。一旦我們理解地足夠好，在AI模型中實(shí)現(xiàn)它就不會(huì)太困難。

當(dāng)然，出現(xiàn)技術(shù)瓶頸也是一個(gè)行業(yè)在上升期必然會(huì)遇到的問(wèn)題，更何況，現(xiàn)在智適應(yīng)教育的發(fā)展已經(jīng)足夠讓我們驚訝的了。Carsten Ullrich認(rèn)為，“學(xué)習(xí)分析（Learning Analytics）和教育數(shù)據(jù)挖掘（Educational Datamining）在學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了令人矚目的成果。目前關(guān)于如何從現(xiàn)實(shí)世界收集數(shù)據(jù)的調(diào)研結(jié)果顯示，行業(yè)中已經(jīng)開(kāi)始在教室、演講廳，以及諸如智能手機(jī)上的傳感器等場(chǎng)景收集數(shù)據(jù)。一旦我們能夠縮小數(shù)字系統(tǒng)與真實(shí)（物理）生活之間的差距，AI就會(huì)變得非常強(qiáng)大和有用。”

11月15日，德國(guó)人工智能研究中心教育技術(shù)實(shí)驗(yàn)室副主任、上海交通大學(xué)在線學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室副研究員Carsten Ullrich將參加由聯(lián)合乂學(xué)教育·松鼠AI，以及IEEE教育工程和自適應(yīng)教育標(biāo)準(zhǔn)工作組共同舉辦的『全球AI+智適應(yīng)教育峰會(huì)』，并發(fā)表主題演講。Carsten Ullrich也表示，“我期待能在大會(huì)上見(jiàn)到更多優(yōu)秀的專家，并向他們學(xué)習(xí)。我很喜歡這類將學(xué)術(shù)研究與商業(yè)應(yīng)用結(jié)合的會(huì)議，雖然我是一名研究人員，但我非常尊重那些將這些想法帶到真實(shí)世界并使其商業(yè)成功的人?！?/p>

本次峰會(huì)匯聚了國(guó)內(nèi)外產(chǎn)學(xué)研三界頂尖陣容，屆時(shí)，斯坦福國(guó)際研究院（SRI）副總裁Robert Pearlstein、美國(guó)大學(xué)入學(xué)考試機(jī)構(gòu)ACT學(xué)習(xí)方案組高級(jí)研究科學(xué)家Michael Yudelson等頂尖學(xué)者；VIPKID、作業(yè)幫、滬江網(wǎng)等國(guó)內(nèi)著名教育創(chuàng)業(yè)公司創(chuàng)始人；以及Knewton、Byju's、DreamBox、Duolingo、ALEKS、AltSchool等國(guó)外最具影響力的AI智適應(yīng)教育公司創(chuàng)始人將齊聚北京，共同探討AI智適應(yīng)熱點(diǎn)話題，年度盛會(huì)，不容錯(cuò)過(guò)！