淺析國內(nèi)有關(guān)人工智能在教育中應(yīng)用的研究

淺析國內(nèi)有關(guān)人工智能在教育中應(yīng)用的研究近年來我國關(guān)于人工智能在教育中的應(yīng)用的研究主要圍繞以下幾個方面進(jìn)行：大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)、人才培養(yǎng)、學(xué)習(xí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)、教育理論、智慧教育、未來教育、教育應(yīng)用、自適應(yīng)學(xué)習(xí)等方面組成，反映出目前的研究熱點(diǎn)主要集中在以上區(qū)域，也預(yù)測出未來研究的發(fā)展方向。高頻關(guān)鍵詞聚類結(jié)果表，Silhouette值是Kaufman和Rousseeuw于1990年提出的用于評價聚類效果的參數(shù)，具體是通過衡量網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性的指標(biāo)來進(jìn)行聚類的評價，其中Silhouette值為0.5時，則認(rèn)為聚類結(jié)果是合理的，0.7時聚類結(jié)果是具有高信度的，Silhouette值越接近于1，反映出網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)性越高。(1)對高等教育內(nèi)涵變革的研究。對于人工智能的各項(xiàng)技術(shù)給高等教育內(nèi)涵帶來的改變，將從以下幾個方面加以贅述：大學(xué)的目的、教育體制的變革、班級制的變革、授課體制的變革、教師培養(yǎng)與學(xué)生培養(yǎng)的改變。首先，對于大學(xué)教育的目的，即培養(yǎng)什么樣的人的方面，不同的人有著不一樣的見解。蒲戈光認(rèn)為，人工智能環(huán)境下未來教育是要培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造知識和破壞知識的能力。大學(xué)教育應(yīng)該如何接受未來的挑戰(zhàn)?第一個是培養(yǎng)什么樣的人的問題。顯然，需要培養(yǎng)研究型人才、設(shè)計(jì)型人才，同時人文科學(xué)將會強(qiáng)勢回歸。其次，對于教育體制的變革。魯白認(rèn)為，人工智能技術(shù)的應(yīng)用對于教育體制的沖擊是較大的，在清華大學(xué)一次較大范圍的討論之后，得出這樣的結(jié)論：就是所謂的“三位一體”的教學(xué)模式，即學(xué)校的價值不是單純的“傳授知識”，也不是單純的“能力的培養(yǎng)”，它還包括了“價值觀的塑造”。價值觀的塑造和能力的培養(yǎng)，往往不是在教室里面能夠?qū)崿F(xiàn)的。教育目的是要培養(yǎng)具有健全人格、有創(chuàng)新思維、有全球視野、有社會責(zé)任感的新一代人才。關(guān)于這樣的一個目的，AI可能是給我們一個服務(wù)、一個幫助，而不是形成一個對壘。所以我們的定位必須要準(zhǔn)。關(guān)新認(rèn)為，美國的“奇點(diǎn)大學(xué)”正在顛覆已有的從工業(yè)時代傳承過來的教育體制。奇點(diǎn)大學(xué)是近年來在教育創(chuàng)新上的一個突破。它沒有文憑，每年錄取率只有2%，一百多個老師很多都是兼職的，他們是來自各行業(yè)的領(lǐng)袖，但它卻在顛覆著傳統(tǒng)教育。奇點(diǎn)大學(xué)教的是什么?首先，教指數(shù)性思維。其次，奇點(diǎn)大學(xué)關(guān)注如何利用這些技術(shù)創(chuàng)造出改變10億人生活的構(gòu)思與計(jì)劃，并提供培訓(xùn)及實(shí)施手段。這是奇點(diǎn)大學(xué)辦學(xué)的不同之處；張坤穎、張家年認(rèn)為，在人工智能的發(fā)展過程中，教育是和人工智能應(yīng)用密切相關(guān)的領(lǐng)域；陳凱泉等人認(rèn)為，人工智能應(yīng)用于教學(xué)是伴隨計(jì)算智能、感知智能及認(rèn)知智能的發(fā)展而逐漸被引入各類教學(xué)系統(tǒng)。從最初的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，到之后的智能導(dǎo)師系統(tǒng)、在線教育平臺，人工智能與教育行業(yè)的結(jié)合，將引領(lǐng)教育教學(xué)的變革。第三，對于班級制的變革。徐子望指出，近期的斯坦福大學(xué)提出“開環(huán)式大學(xué)”的構(gòu)想，第三，對于班級制的變革。徐子望指出，近期的斯坦福大學(xué)提出“開環(huán)式大學(xué)”的構(gòu)想，這個概念本質(zhì)上就是混班制。學(xué)生在一生當(dāng)中任何六年時間里完成學(xué)業(yè)，你就可以拿到該校的本科學(xué)位。有的人可能是四年，有的人可能選擇中間出去兩年，有些人可能一生當(dāng)中很多年進(jìn)進(jìn)出出。第四，吳曉如認(rèn)為，新時代下的教育體制的變革，應(yīng)破除大班制教學(xué)的個體關(guān)注缺失的問題。怎么讓老師更好、更精確地及時評價每一個學(xué)生，怎么更有效地發(fā)現(xiàn)每個學(xué)生的潛能?這就需要老師有更多雙眼睛和耳朵，需要有技術(shù)手段輔助老師更好地關(guān)注每個學(xué)生。這也是需要依賴人工智能去解決的。第四，對于授課制的改革。朱永新提出了關(guān)于“未來學(xué)習(xí)中心”的構(gòu)想，其中包括10個基本特征：個性化的內(nèi)在本質(zhì)；豐富化的外在形式；彈性化的學(xué)習(xí)時間；定制化的學(xué)習(xí)內(nèi)容；混合化的學(xué)習(xí)方式；多元化的教師中心；雙軌化的學(xué)習(xí)費(fèi)用；過程化的學(xué)習(xí)評價；開放化的學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)；幸福化的學(xué)習(xí)目標(biāo)。從教學(xué)內(nèi)容上來說，未來學(xué)習(xí)中心的學(xué)習(xí)內(nèi)容會進(jìn)一步定制化根據(jù)學(xué)生的天賦、潛能、個性和興趣來設(shè)計(jì)個性化的課程。第五，對于教師的培養(yǎng)。朱永新認(rèn)為，未來學(xué)習(xí)中心的教師將更加開放多元。未來的學(xué)習(xí)中心將不再僅僅依靠傳統(tǒng)教師。學(xué)習(xí)中心會擁有一部分自己的自聘教師，他們擁有這個學(xué)習(xí)中心的優(yōu)勢課程。但是大部分的課程可以購買，人們可以跨學(xué)習(xí)中心來調(diào)用教育資源。未來的各種培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也將轉(zhuǎn)型為新的學(xué)習(xí)中心或者課程公司。但是不管怎么樣，教師這個職業(yè)是不會消失的，只不過他的角色會發(fā)生變化，他可能會從過去的主導(dǎo)者，變成一個陪伴者、指導(dǎo)者和學(xué)習(xí)伙伴。第六，宋靈青和許林提出未來教師專業(yè)發(fā)展模型，即該模型由國家、區(qū)域/學(xué)校、教師三個維度構(gòu)成，分別從宏觀、中觀、微觀三個層面逐步聚焦“AI”教師專業(yè)發(fā)展?！癆I”時代，圍繞“立德樹人”的根本任務(wù)，國家層面應(yīng)加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，出臺“AI+”教師專業(yè)發(fā)展政策；區(qū)域/學(xué)校層面應(yīng)完善教師培養(yǎng)體系，組建區(qū)域?qū)I(yè)支持服務(wù)團(tuán)隊(duì)，與時俱進(jìn)改善教師培訓(xùn)，為職前教師和在職教師提供支持；教師層面需要不斷學(xué)習(xí)、自我成長，重塑教師角色、變革教學(xué)和評價方式，學(xué)會與AI協(xié)同，實(shí)現(xiàn)內(nèi)在職業(yè)尊嚴(yán)和外在專業(yè)角色的融合，以適應(yīng)AI時代的教育要求。(2)基于技術(shù)視角的高等教育變革研究。祝智庭、管玨琪對技術(shù)正在引起哪些教育變革、為什么說教育變革需要技術(shù)支撐，以及如何利用技術(shù)促進(jìn)教育變革三個問題進(jìn)行研究。武法提指出人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、3D打印等技術(shù)正在影響著教育，并對技術(shù)在教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式方面所帶來的變革進(jìn)行了探討；孟志遠(yuǎn)等人對教育大數(shù)據(jù)在教學(xué)模式及知識獲取等方面帶來的革新及其有關(guān)的區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行研究；金陵從大數(shù)據(jù)時代的關(guān)鍵特點(diǎn)著手，分析了大數(shù)據(jù)變革教學(xué)的發(fā)展趨勢，以及教學(xué)變革所帶來的資源環(huán)境觀、教學(xué)觀和教師發(fā)展觀的改變，并對具體教學(xué)案例進(jìn)行了分析；王天平從大數(shù)據(jù)視角對大數(shù)據(jù)誘發(fā)的教學(xué)變革進(jìn)行研究，指出大數(shù)據(jù)強(qiáng)烈地沖擊著教學(xué)活動，并具體論述了大數(shù)據(jù)誘發(fā)的教學(xué)思維變革、教學(xué)結(jié)構(gòu)變革、教學(xué)方式變革，分析利用大數(shù)據(jù)誘發(fā)教學(xué)深度變革的支持條件，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織提出了教學(xué)變革的策略。(3)基于學(xué)科視角的高等教育變革研究。崔友興和李森指出，核心素養(yǎng)是教學(xué)變革的新視角，并指出要從理念轉(zhuǎn)向、方式變革、評價轉(zhuǎn)型、情境創(chuàng)生推進(jìn)教學(xué)變革；陳穎對人工智能在中學(xué)英語教學(xué)的應(yīng)用情況進(jìn)行研究，旨在優(yōu)化中學(xué)英語教學(xué)方式和效果；唐燁偉等人在探討人工智能對STEM教育支持的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于人工智能的STEM跨學(xué)科融合模式，以期更好地促進(jìn)STEM跨學(xué)科之間的融合；賴軍輝等人對人工智能在職業(yè)教育的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行研究，論述了人工智能與職業(yè)教育的結(jié)合，提出人工智能將優(yōu)化職業(yè)教育；吳吉義和平玲娣對人工智能應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育進(jìn)行研究，探討了遠(yuǎn)程教育智能化教學(xué)評價、遠(yuǎn)程教學(xué)資源智能檢索系統(tǒng)及遠(yuǎn)程教育智能化測評等。李志河和伊潔對音樂教育領(lǐng)域的陪練機(jī)器人Elomemo在輔助學(xué)習(xí)者鋼琴練習(xí)方面進(jìn)行了實(shí)踐應(yīng)用，提出隨著特定領(lǐng)域中人工智能的不斷演進(jìn)，學(xué)習(xí)者將逐漸從被動式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。(4)人工智能對高等教育變革內(nèi)涵的研究。人工智能技術(shù)對高等教育的變革內(nèi)涵，有學(xué)者給出了前沿性思考。大學(xué)人才培養(yǎng)的理念將逐漸向個性化、多樣化方向發(fā)展，人工智能在促進(jìn)新的學(xué)科專業(yè)形成的同時，對傳統(tǒng)學(xué)科專業(yè)進(jìn)行新的布局和調(diào)整，學(xué)科間的界限將逐漸模糊，并被重新進(jìn)行審視。科研任務(wù)是高校負(fù)有的職責(zé)之一，人工智能技術(shù)能夠根據(jù)科研工作者的研究領(lǐng)域及興趣提供最新的國內(nèi)外研究動態(tài)；高等教育的管理體制結(jié)構(gòu)將會改變，高等教育實(shí)施機(jī)構(gòu)的減少主要表現(xiàn)為技術(shù)類和職業(yè)類高等教育機(jī)構(gòu)會逐步退出教育舞臺，未來將更加注重公平與效率，輔助教師管理班級，幫助學(xué)校正確引導(dǎo)學(xué)生提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)；以目前的人工智能發(fā)展來看，高等教育的變革處在一定范圍內(nèi)。有研究認(rèn)為，一方面價值觀、同情心、敬畏心等的培養(yǎng)，正是傳統(tǒng)高等教育不可或缺的教育內(nèi)容之一，也是目前人工智能教育無法達(dá)到的，另一方面邏輯思維與批判性思維的訓(xùn)練嚴(yán)重依賴于傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境和教師。最重要的一點(diǎn)是，人工智能技術(shù)難以做到啟發(fā)人性的美好。(5)人工智能在個性化學(xué)習(xí)中的研究。個性化學(xué)習(xí)是當(dāng)今時代的核心訴求，如何通過技術(shù)支持和促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)的開展，已經(jīng)成為教育領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)。一些學(xué)者進(jìn)行教育人工智能系統(tǒng)開發(fā)研究，這些系統(tǒng)整合了人工智能與數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，通過采集學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，預(yù)測其學(xué)習(xí)表現(xiàn)以支持個性化學(xué)習(xí)。牟志佳對“人工智能+”時代的個性化學(xué)習(xí)進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了支持個性化學(xué)習(xí)的教育云服務(wù)平臺，希望能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供更精確的個性分析、智能推送和精準(zhǔn)反饋服務(wù)。吳麗華等設(shè)計(jì)了基于智能搜索代理技術(shù)的個性化智能搜索引擎，以期為學(xué)習(xí)者提供個性化信息服務(wù)；顧倩頤指出通過人工智能提取學(xué)習(xí)資源中的關(guān)鍵概念并獲取在線學(xué)習(xí)行為過程，建立知識模型，在此基礎(chǔ)上智能分析學(xué)習(xí)者個體認(rèn)知狀態(tài)和學(xué)習(xí)需求，支持個性化學(xué)習(xí)服務(wù)的發(fā)展；王萍等人探討了智能虛擬助手的特征及其對教育的價值，并在此