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人工智能赋能教育出版的机制特征与创新应用

2019-09-26 来源:《科技与出版》
  【作 者】周憬、张小强:重庆大学

  【摘 要】基于当前国内人工智能在出版行业中的研究及应用现状的分析,文章对人工智能赋能出版业的作用机理及特点进行了归纳分析及总结,并重点围绕人工智能在教育出版领域中的创新应用进行详细阐述。

  【关键词】人工智能;出版业;算法

  人工智能是继大数据技术之后推动人类经济社会发展的又一项重要技术,是新时代背景下推动各国创新发展的新引擎。随着全社会数据资源规模的不断扩大,及与人工智能相关的机器学习、语言算法、神经卷积算法等关键技术的不断成熟,人工智能发展所应具备的三大核心要素,即数据资源、运算能力、核心算法均已具备,为人工智能在各个行业领域中的规模化应用奠定了坚实基础。出版业作为一个传统行业,无论从有效破解当前行业发展困境,还是从顺应未来社会发展趋势来看,亟须在行业发展中引入人工智能技术。我国教育出版的产出占整个图书出版的60%以上,笔者就人工智能如何赋能教育出版领域,以及教育出版业如何应对人工智能时代带来的挑战,作一些探讨。

  1 选题背景

  笔者在研究中以“人工智能+出版”“AI+出版”为关键字,基于中国知网数据库进行检索,共检索到432条结果。从时间分布情况来看,与“人工智能+出版”相关的文献资料呈现出以下分布特点:2008—2014年相关研究论文数量较少;2015年之后相关研究数量明确增加且呈现出递增态势;2018年仅上半年相关论文数量已经达到93篇,在可预期范围内与之相关的研究仍将持续增加,如图1所示。



图1 2008—2018年我国“人工智能+出版”的论文发表情况

  从内容分布情况来看,相关研究主要集中于两个方面。一是人工智能对出版模式及出版流程等的综合影响研究。如张新新、刘华东[1]在研究中指出,人工智能对出版业的多个方面及行业业态会产生深刻影响,研究认为新的出版流程将在群体智能理念的引导下得以建立和健全,出版的智能化升级将会推进知识计算引擎的研发和智能知识服务的提供,并催化出各个行业的知识解决方案,AR、VR智能出版将以智能建模作为新的突破口。王晓光[2]在研究中指出,知识是出版与人工智能发生桥接的关键概念。网络出版和出版物的可计算性增强给人工智能的腾飞提供了加速剂,而人工智能反过来又对出版带来了潜在的革命性影响。二是人工智能给数字出版带来的变化与影响。如王卉、张瑞静[3]在研究中指出,在进入互联网时代后,一切事物都可以成为信息传播媒介,利用人工智能技术,打造以数字资源、用户和机器为核心要素的双向多元信息互动数字出版智能服务平台,这将给数字出版流程及生态环境带来巨大的变革与影响。但目前关于人工智能如何赋能和影响教育出版方面的研究相对较少。为此,笔者在研究中,以人工智能对出版业流程再造为出发点,分析其对教育出版的影响及具体应用场景。

  2 信息技术驱动下出版业演变过程

  从信息技术与出版行业的融合发展进程来看,大致经历了纸质出版、数字出版、大数据出版和人工智能出版几个阶段。每个阶段出版行业均会在信息技术的驱动下出现较大变革,这种变革通常会涉及出版行业内容生产、经营模式及产业价值链的多个方面。信息技术驱动下出版业的不同演变阶段中,彼此并不是独立割裂的,而是相互依存、相互影响的。某种程度上来说从传统的纸质出版到现在的人工智能是一个出版业逐步进化的过程,纸质出版、数字出版及大数据出版为人工智能发展奠定了必要基础。信息技术驱动下出版业的演变过程如图2所示。



图2 信息技术驱动下出版业的演变过程

  人工智能概念正式诞生于1956年,从狭义角度来理解,人工智能是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的新的技术科学;从广义角度来理解,人工智能是通过对环境的感知做出合理行动并获得最大收益的计算机程序,包括但不限于智能推理、新闻推荐和新闻撰稿、机器视觉、AI艺术、智能搜索、机器翻译、语音识别、自动驾驶、机器人、深度学习、数据挖掘、知识图谱等方面,覆盖经济、政治、社会、生态等各个领域。总的来说,人工智能出版主要是指基于人工智能技术在出版行业中的应用给整个行业所带来的影响,这种影响突出表现在出版行业流程再造、出版效率提升及出版生态创新等方面[1]。

  3 人工智能赋能出版业的作用机制和主要特征

  从人工智能赋能出版业的技术路径来看,数据、算法及算力是影响人工智能发展水平的三个基本要素与关键基础。近年来,随着云计算、大数据、物联网及移动互联网等技术的快速发展与应用范围的拓展,海量的数据资源得以积累,机器学习、深度学习等的日益成熟使得人工智能算法及算力得到明显增强,从而使人工智能真正具备了由理论向实践大规模应用的基础。人工智能在行业领域中应用功能突出表现为感知功能、决策功能及行动功能三个方面。其中,感知功能主要对应于语音、图片等的大规模精准识别;决策功能主要是通过自然语言处理、自适应分析系统等帮助人们进行科学化、智能化决策;行动功能则主要强调的是基于机器学习、专家系统、智能机器人等执行各种具体行为活动。从感知、决策及行动三个功能的关系作用来看,它们是人工智能发展到不同阶段的具体体现,感知是人工智能实现的基础与最基本功能,基于对图片、语音等的识别存储海量数据,为决策及行动提供有力支撑;决策是对感知功能的升级,利用机器学习、深度学习等算法模型对通过感知所获得的数据进行分析,从而进行更智能化的决策;行动是人工智能发展到高级阶段的一种体现,其具体表现为能满足不同行业领域需求的机器人。随着人工智能技术的不断成熟及功能作用的明晰化,越来越多的出版商开始探索将人工智能与传统出版行业进行融合发展,基于人工智能技术及功能作用创新出版业生态圏,其具体应用场景如图3所示。



图3 人工智能赋能出版业作用机理示意图

  再基于表1中的对比分析可以看出,人工智能出版较之其他几种出版模式,其优势更为明显[4]。

表1 人工智能出版与其他出版的特点及优势比较分析
出版流程 表现特征 纸质出版 数字出版 大数据出版 人工智能出版
内容生产 选题策划精准化 - * ** ***
编辑撰稿智能化 - - ** ***
校对审核高效化 - - * **
内容产权可追溯 - - * **
印刷发行 物流成本可控化 - * ** ***
发行渠道多元化 - * * **
营销服务 营销策略精准化 - - * **
互动模式交互化 - * ** ***
内容消费 体验式阅读 - - * **
定制化阅读 - - * **
  (说明:“-”表示无明显变化,“*”表示有一定变化呈现出相应特征,“*”数量越多表明该特征越明显。)

  综上所述,人工智能出版是基于人工智能技术的不断成熟及在出版行业领域中应用持续深入而出现的一种新型出版模式,较之其他出版模式,其智能化水平明显较高,未来出版行业中应用人工智能技术是一种必然的趋势。

  4 人工智能赋能教育出版领域机制及创新应用

  教育出版业是以教育媒体服务教育的重要产业,它的根本使命是为教育提供优质的内容资源和服务。“互联网+教育”的提出以及教育信息化的深入推进,在带来教育教学变革的同时,对教育出版提出了挑战,也为产生更多的服务教育新业态提供了发展机遇。笔者以上文的分析为基础,梳理人工智能在教育出版领域的赋能与创新。

  4.1 人工智能探索教材编写新模式

  传统模式下,教材更多是基于专业权威人士的专业知识与教材使用效果编写而来,教材编写和使用是完全独立的两个环节,因此教材编写者难以及时准确地了解到教材使用效果,但在人工智能赋能出版业后,数字化教材成为可能,这也成为连接出版社、教材编写者及学习者的“数据连接器”。

  早在2017年9月,沪江、外研社、新东方正式达成战略合作协议,三方将在英国合资组建出版公司Innova Press Limited,聚焦海外教育出版领域的发展。三方的合作一方面可以促进文创的发展,另一方面则推动了出版业的改变。当前的形势要求出版方从读者出发,依靠数据来规划出版的内容,内容出来之后也可以不限于书本,通过技术手段在不同的渠道进行分发,分发之后得到数据的反馈,最终才沉淀为书本。这与传统出版行业“直接出书”的思路大不相同。

  国内的科大讯飞在语言类图书出版中引入人工智能技术,使教材变得更加“智能化”,实现了“编写、学习、反馈一体化”,改变了传统教材编写不同环节间脱节的现象,其语音识别技术优势不但可以让学习者对所学的唐诗进行音频播放、朗读以及背诵,而且还能将读者的朗读测评报告及时反馈给读者,使读者及时了解自己的发音问题。此外,这些朗读数据也会通过后台反馈给出版社,出版社会基于对这些数据的分析,对教材进行优化完善[5]。

  与其他专业出版内容相比,教材教辅编辑对记忆能力和信息处理、逻辑运算能力的需求相对直接,这恰恰与人工智能所具有的技术优势及特点相契合。如在学生学习教材编写过程中,可基于机器学习对学生就某个问题的理解力进行量化分析,并且通过大规模样本数据的分析,根据分析结果进行教材编写,通过这种方式所确定的学习框架才是真正的“定制化”服务[6]。例如,在编辑进行教材教辅加工和出版的过程中,科大讯飞基于人工智能技术,收集学生和读者的数据后,运用语音相关能力、图像识别能力、认知计算能力,服务全学科教育类出版物,通过赋能免费向纸质出版物提供成套的数据化解决方案。浙江工商大学出版社与科大讯飞联合启动的《中考英语听力口语自动化测试考前冲刺卷》(宁波专版)首批图书5000册在1个月内就被抢购一空。

  国内中等教育体系首次引入AI教材,意味着人工智能教育在中国正式迈入基础教育阶段。与此同时,当人工智能走进学校,也为传统出版,尤其是教育出版带来巨大的机会。

  国外大型教育出版商在人工智能的市场中早有布局。他们通过并购、与人工智能技术公司合作的方式,在市场竞争中占据了优势地位。麦格劳•希尔出版集团收购了提供人工智能服务的网络公司ALEKS,从而开发了自适应学习系统[7]。麦克米伦出版集团收购了基于机器学习的教育服务平台提供商Intellus Learning,为学生提供了个性化学习体验[8]。培生集团则与人工智能巨头微软亚洲研究院进行战略合作,开发交互式英语学习应用[9]。这对出版物的内容和形式带来了极大的影响与变革,并且大大提升了用户的感知价值。

  4.2 人工智能赋予传统教育新形态

  人工智能在教育出版中的另一个应用,在于其可以实现对传统出版物内容的再加工,从而使传统出版物内容以一种新的形态呈现在读者面前。如“大眼鹿”伴读宝是由外研社推出的一款数字读物,其最大特点在于可以利用图像识别、语音识别等AI技术对传统纸质图书内容进行“二次加工”。该图书在创作过程中基于上千本儿童传统纸质图书的识别,将原本形式单一的传统纸质图书转化成了新型“可看、可听、可视、可互动”的数字化学习资料,并能通过智能终端设备进行随时、随地、随意的学习[10]。

  此外,沪江教育将人工智能技术引入在线教育已有多年,陆续发布了Uni智能学习系统、CCtalk、Hitalk、天天练口语、沪江问答等多个产品,每一个产品都注重将教师、用户与内容深度融合。以CCtalk为例,该产品是沪江教育生态的第一个平台化产品,与数千家正版内容供应商合作,提供在线教学、课程营销、学习社群一站式解决方案,既能帮助教育从业者用知识换取财富,也能实现正版课件的销售,还能帮助用户的优质回答实现变现等。

  沪江教育还组建了智能学习实验室HILL,针对教育学、心理学、计算机科学三方面进行融合和探索,为用户提供更高质量的正版课件和优质回答等内容。以HILL的最新研究成果“学友”为例,该产品基于采购的正版课件与网友提供的优质问答等海量内容服务,建立版权知识库,通过对学习者学习习惯和偏好的深度了解,向提问者推送精准的回答。此外,“学友”还可感知学习者的学习目的和兴趣,协助建立学习社群,分享各自的知识。

  除沪江教育、新东方在线、学而思网校、华图网校等专业教育平台外,北京大学、清华大学、中国人民大学等众多高校,均注重将人工智能技术引入在线教育中,推出了各具特色的智能教育产品,让用户更加便捷地获取各自平台上的海量版权教育内容。

  4.3 人工智能实现教育内容服务和价值延伸

  2018年全国新闻出版单位数字出版工作交流会上,深耕数字出版业十余年的方正电子以《助力出版,赋能编辑——人工智能为出版赋能》为主题,全方位展示了方正电子面向数字出版的五大成熟服务,以及面向教育领域的一系列解决方案与增值服务。从2012年开始,方正电子数字资源中心携手众多知名出版单位以及教育机构,共同致力于交互式数字教材、数字读本、微课、教育游戏等教育资源的应用场景、产品形态、开发标准、运营模式的研究和探索,为行业提供专业的数字资源开发服务。目前,方正电子已与几十家出版和教育机构合作,成功开发了百余种数字教材。

  方正电子的辅助编校功能可以提供“辅助审校”“机器智能写稿”两项服务。不仅能帮助编辑自动完成“查重”“历史纪年检查”等审校工作,还可以自动完成文档规划、句子规划,“智能写稿”大幅提升了编辑审校的效率。通过自动分类、新词发现、自动标引帮助出版社实现了分类法、主题法、本体法等不同体系的建设。文本关键词抽取、新词发现算法帮助出版社实现了领域词表的词汇来源建设,而领域词表的自动解析技术,帮助出版社完成专业词汇积累。

  此外,方正电子研发的主题词表管理系统,还帮助出版社实现了对主题词、主题词属性、主题词关系的管理。方正电子在知识服务产品制作上支持引导式场景定制多形态、全渠道知识产品,能够为出版单位开展知识服务保驾护航。其中,图书增值服务基于出版社现有的纸质图书,提供数字资源、在线学习增值服务,研发并整合包含Web、微信公众号、APP客户端在内的完整解决方案,应用于图书增值场景、教学服务场景,实现图书增值、链接用户、精准营销。

  方正电子的中小学分节阅读及测评系统具有灵活的阅读能力及素养测评模型接口,通过与纸质图书、数字图书捆绑的阅读测评任务相结合的方式,能够面向地方教委、学校等组织机构及个人读者提供中文分节阅读服务、阅读能力测评服务、区域阅读活动支持服务、阅读教学服务等多种服务,同时实现出版社纸质图书与数字图书的相互增值。

  5 结语

  人工智能对教育出版可能是一柄双刃剑。一方面,其优势在于使教育出版物的展现形式更新颖,更贴合新一代学习者的使用习惯、碎片化时间的利用及针对性知识点的讲解。另一方面,对于出版社来说,人工智能技术是新兴领域,新技术的运用对编辑、作者、出版社都提出了新的要求。人工智能技术依托于图书资源和硬件载体,因此也要求出版社敢于投入,例如录制微课、直播课等。

  Ingenta首席执行官大卫•蒙哥马利(David Montgomery)发文(AI-how it can work for publishers)[11],就人工智能在出版产业的应用分享了自己的看法。他指出,虽然出版商已然获取了有关消费者和市场产品的数据,但数据如此庞杂,如何处理并使其物尽其用,反倒成了新的挑战。将大数据转化为大机会是当今出版商面临的主要挑战之一,利用机器学习,计算机能够吸收大量数据,识别这些数据的意义,并对下一步的工作提出建议,这是人类难以做到的。

  不过,对于人工智能与出版业的“联姻”,蒙哥马利主要还是持乐观的态度。他说,有人把机器的兴起视为忧患,但既然机器能够处理所有我们不能或者不想深入探究的信息,我们也能以此来探索新的疆域和概念。人工分析目前来说仍然是必需的,出版并非越来越窄,只是需要创新与变革。不管通过哪种方式的阅读,都是阅读出版的内容。传统图书出版与电子阅读一样,只是选择的载体不同。因此,出版人需要引进新的思想,思考如何利用科技,更好地产出为人们所需的好书。

  人工智能解决教育信息化问题,关键在于系统融合、数据汇聚、服务个性化。技术驱动教育的发展,目前已成为国内外发展的共识[12]。笔者也会继续关注人工智能如何对教育出版业赋能及应用创新。

  参考文献:

  [1]张新新,刘华东.出版+人工智能:未来出版的新模式与新形态:以《新一代人工智能发展规划》为视角[J].科技与出版,2017(12):38-43.

  [2]王晓光.人工智能与出版的未来[J].科技与出版,2017(11):4-6.

  [3]王卉,张瑞静.人工智能技术在数字出版中的应用现状与发展趋势[J].出版发行研究,2018(2):45-49.

  [4]刘华东,马维娜,张新新.“出版+人工智能”:智能出版流程再造[J].出版广角,2018(1):14-16.

  [5]刘银娣.从经验到算法:人工智能驱动的出版模式创新研究[J].科技与出版,2018(2):45-49.

  [6]陈钟.人工智能与未来社会:趋势•风险•挑战:从人工智能本质看未来的发展[J].探索与争鸣,2017(10):4-7.

  [7]Global Publishing Leaders 2014: McGraw-Hill Education[EB/OL].(2014-06-27)[2019-01-30]..

  [8]张世钦.机器学习赋能编辑出版[EB/OL](2018-01-30)[2019-03-10]..

  [9]培生携手微软亚洲研究院,以人工智能技术赋能个性化学习[EB/OL].(2018-01-30)(2019-03-10)..

  [10]百家号.虚拟外教请回家:大眼鹿智能伴读宝[EB/OL].[2019-03-20]..

  [11]Bookbrunch[EB/OL].[2019-03-20]..

  [12]何克抗.如何实现信息技术与教育的“深度融合”[J].课程•教材•教法,2014(2):58-62.

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