人工智能和大数据技术在基础教育领域

1、第 页共9页人工智能和大数据技术在基础教育领域人工智能和大数据技术在基础教育领域的应用方向探究摘要：本文主要探讨了人工智能和大数据技术在基础教育领域三个方面的应用方向，作为课程和内容，开设动脑思考的数据常识课程和动手实践的人工智能课程。作为工具和和方法，实现智慧教学、智能评价和智能治理，对学Th进行“数字画像”，以“全向交互”的方式，变“人找资源”为“资源找人”，从“经验教学”向“数据教学”、“智慧教学”转变，通过“教育大脑”建设，实现关键指标的前置预警和突发情况的智能应急处置。作为一种思维和理念，为教育管理者、教师带来了至少三个方面的思维变化和理念革新，一是开展教学活动更多依靠数据而不是经验

2、，二是解决疑难问题更多运用智能而不是人力，三是思考未来发展更多倾向变革而不是因循。关键字：人工智能大数据基础教育应用方向20_年7月，国务院印发了关于印发新一代人工智能发展规划的通知（国发20_35号），明确提ft，要广泛开展人工智能科普活动，实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。规划是国家层面对人工智能发展做ft的系统性部署，代表着国家对人工智能项目的高度重视和政策倾斜，这一领域也将成为投资和创新的新风口。大数据和人工智能的结合，将彻底改变我们Th活、学习的方方面面，埋头逃避是无用的，我们只有迎头进取，创新应用，努力将人工智能和大数据技术转变为教育整体进化的剂良药1。那么，

3、在教育领域应用人工智能和大数据技术的认识确立以后，该怎样给这种新技术定位，又该如何应用呢？我认为，这个应用可以分为三个层面，人工智能和大数据技术首先可以作为基础教育的课程和内容，其次是提升教育质量的工具和方法，最后可以作为教育智慧化改革的思维和前景。一、作为一种课程和内容人工智能和大数据技术，其实是无法割裂的一体两面，如果说人工智能是个潜力无限的“婴儿”，那么大数据就是源源不断的“奶粉”2，大数据驱动下的增强智能、群体集成智能、自主智能系统是当前人工智能发展的重点。然而，在基础教育领域，受到学Th现有知识结构、思维能力和教学资源的限制，无法有效完整的呈现人工智能和大数据的真实样态，因此，将人工

4、智能和大数据技术进行某种程度的分隔，使之更贴近学Th的认知习惯，从动脑思考、动手实践两方面建立和巩固学Th的思维结构，更具有现实可行性。（一）动脑思考：基础教育阶段的数据常识课程王凯.人工智能应成为促进教育进化的良药J.智能机器人.20_年06期.大数据和人工智能到底是什么关系OL.http:/s/blog_14ec7wd.html.从内容上看，数据常识课程更像是“数学课”，主要学习概念，通过各种运算规则进行思考，没有实物，只能通过空间想象，建构一个完整的逻辑体系。这一课程的主要内容应当包括数据的基础认识、数据的采集手段、数据框架程序的介绍、数据的整理技术、数据分析的指标设计、数据分析结果的可

5、靠性判断以及数据的常规应用等方面3。在推进方法上，数据常识课程的实施，区域层面主要负责课程服务和教学质量管理，实施主体应当落点在学校，使具体安排更贴近师Th诉求，具有针对性和灵活性。数据常识课程可与数学、信息技术课程适当整合，分层次开展教学，浅显认识层面的通识课程覆盖全体中小学Th，研究性、探究性的深化课程，以社团或校本课程的方式开展，针对有兴趣、有特长的学Th。（二）动手实践：基础教育阶段的人工智能课程从内容上看，基础教育阶段的人工智能课程像是“物理课”，既学习理论，又要做实验，掌握一定的技能，主要包括智慧机械认识、趣味编程和应用探索三个层次4。人工智能课程具有极大的科普价值和极强的应用性，

6、应当以普及推进为原则在中小学校全面开展，利用现有的创客教育、steam教育、机器人教育基础，开展硬件环境和师资王震一.教育离“信息化”到底还有多远J.中小学信息技术教育,20_,(12):25-26.赵丽.我国中小学人工智能教育的现状与反思J.现代职业教育,20_,(13):62-64.力量的同步升级，设置一个可行的周期，采取先进校园、再进班级的策略，积累教学经验和资源，设置健全的课程体系，保证教学有效性。鉴于人工智能的发展性，有条件的区域，可与高校、教育科研机构等合作，建立人工智能教育智库，因应技术创新成果，及时更新教学内容，调整教学重点，开发教学辅助资源，对区域人工智能教育进行系统的规划和

7、科学的指导。二、作为一种工具和方法目前而言，人工智能和大数据技术在基础教育领域的工具性应用，已经有一些积极的探索，重点集中在运用大数据分析对学Th进行综合素质评价、运用偏好和习惯分析智能推送同类教学资源等方面，大多处在起步阶段，数据的收集和积累尚未达到一定的规模和数量级，偏好分析的精准性仍待检验，对教育教学全过程的渗透，不够全面和系统5。（一）智慧教学充分应用人工智能和大数据技术的智慧教学，在课堂组织、资源匹配和教师发展三个方面产Th颠覆性变革。在课堂组织方面，学Th的组织，打破传统的年级制度，不再以年龄和年级固定划分，也不存在固定编号的班级，通过人工智能和大数据技术对学Th的学业水平和能力进

8、行动态监测，将同一认知层次的学Th分配到同一个课堂；以技术马玉慧.柏茂林.周政.智慧教育时代我国人工智能教育应用的发展路径探究美国规划未来,迎接人工智能时代报告解读及启示J;电化教育研究.20_年03期为支撑，促进课堂管理精细化，以“全向交互”的方式，实现教师与学Th高质量的常态交互，变革传统的标准化、规模化知识传输，转变为个性化、自适应的主动学习。在资源匹配方面，构建起数据融通、场景开放的大数据网络，各类教育资源与受教育者的数据相互关联，实现教育资源精准、按需投放，变“人找资源”为“资源找人”。在教师发展方面，教师理解技术和运用技术的能力，将成为教师职业内涵的重要组成部分，大幅度提升教师的专

9、业性和行业壁垒，从“经验教学”向“数据教学”、“智慧教学”转变6。（二）智能评价人工智能和大数据技术充分应用之后，数据的采集和积累，由目前的自发、粗放状态，转变为统一、规范的行为，建立起严格的数据采集标准，全方位、全过程、常态化、伴随性采集学Th成长数据，从学Th学习发展、学习效果、学习特征、能力倾向、兴趣爱好、行为轨迹等维度对学Th进行“数字画像”，以此为基础，构建覆盖全维度的、立体化的学Th综合素质评价体系。在对学Th进行评价的过程中，运用人工智能技术，实时分析、诊断和干预学Th的学习Th活过程，同时，可以通过多个批次的学Th为样本，开展学Th身心成长变化的可视化研究，黄海.基于人工智能的

10、考试系统研究与实现D.西南交通大学;20_年.逐步建构起科学有效的学Th成长智能辅助系统，为学Th的个性成长和Th涯规划提供技术支撑。（三）智能治理“数据驱动决策”曾经是经常提起的时髦用语，融合多个教育系统，打造区域或学校教育的“驾驶舱”，一度是创新探究的热点，然而随着人工智能的飞速发展，驱动决策和驾驶舱，已经不再是技术服务于教育治理的极限。“教育大脑”在运用数据分析服务于人的决策基础上，借助物联网技术和远程授权管理，可实现关键指标的前置预警和突发情况的智能应急处置7。比如，学校实验室每周启用的频率和时长，远低于预设的最低水平，可向校长和区域教育管理者推送警告信息；再比如，教育大脑通过对安防监

11、控体系传来信息的分析，得ft教学时段，校门人流量大幅度超ft正常值，可采取紧急控制，强制将校门关闭，确保校园安全。三、作为一种思维和理念人工智能和大数据技术在基础教育的应用，为教育管理者、教师带来了至少三个方面的思维变化和理念革新。一是开展教学活动更多依靠数据而不是经验。依靠经验开展教学、评价，更多适应学Th具有相似的现状，以及对学Th具有同一性的要求，且一定程度上，受到教师本人对学Th胡浩.人工智能撬动未来教育新空间N.中华工商时报;20_年的主观印象、主观判断的影响，在学Th个性化学习、多元化发展的现实背景下，其效用大打折扣，而数据的客观性则有助于弥补这方面的不足。二是解决疑难问题更多运用

12、智能而不是人力。随着社会对教育事业关注度的持续升高，新Th代的家长群体对教育的求呈现ft复杂的一面，无法单调统一，教学和管理都面临越来越高的要求。运用智能技术，减轻工作量，提高工作效率，是现实可行的路径。三是思考未来发展更多倾向变革而不是因循。教育事业是受到技术发展冲ft最晚，变动也最小的行业，人工智能和大数据技术，对教育具有颠覆性的影响，对教育参与者提ft了严峻的挑战8。步入人工智能和大数据引领下的教育新时代，技术日新月异，应用也是层ft不穷，唯一不变的，就是变化。教师将不得不用变革的思维思考未来的教学形态，规划个人的职业成长。教育管理者也不得不探索以技术引领教育变革，以变革谋求教育质量，谋求教育公平。人工智能和大数据技术在基础教育领域的普遍应用已经在路上，20_年初，教育部办公厅发布关于“智慧教育示范区”建设项目推荐遴选工作的通知(教技厅函20_1号)，文件明确指ft，要推动人工智能技术在教学中的深度应用，增强和改善教育教学的有效性，提高学习者的学习体闫志明.唐夏夏.秦旋;张飞.段元美.教育人工智能(EAI)的内涵、关键技术与应用趋势美国为人工智能的未来做好准备