基于大数据的AI教育的应用

1、基于大数据的AI+教育的应用摘 要 随着大数据、云计算等技术的发展，人工智能的优势日益突出，逐渐影响人们的日常生活。 AI+ 教育理念的提出将人工智能应用于教学活动中，意在提高教学质量。 本文概述了AI+ 教育的现状，构建了AI+ 教育的应用，简述了 AI+ 教育的功能，以期为AI+ 教育的后续研究提供参考。关键词 大数据；人工智能；智能教育目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc10360539 1.引言 PAGEREF _Toc10360539 h 3 HYPERLINK l _Toc10360540 2.AI+ 教育发展的现状 PAGEREF _Toc10

2、360540 h 4 HYPERLINK l _Toc10360541 3.构建AI+ 教育模式的应用 PAGEREF _Toc10360541 h 5 HYPERLINK l _Toc10360542 3.1.体系的构造 PAGEREF _Toc10360542 h 5 HYPERLINK l _Toc10360543 3.2.平台的建立 PAGEREF _Toc10360543 h 5 HYPERLINK l _Toc10360544 4.AI+ 教育应用的功能 PAGEREF _Toc10360544 h 6 HYPERLINK l _Toc10360545 4.1.促进教育体系的智能化

3、 PAGEREF _Toc10360545 h 6 HYPERLINK l _Toc10360546 4.2.推动教育体系的深化改革 PAGEREF _Toc10360546 h 6 HYPERLINK l _Toc10360547 4.3.更新教育的思维局限 PAGEREF _Toc10360547 h 6 HYPERLINK l _Toc10360548 5.结语 PAGEREF _Toc10360548 h 7 引言教育是民族振兴、国家富强的基石，是个人走进生活、走向未来的准备。将前人的经验传递下去，使后人得以分享，进 而发展、更新，这是教育的基本途径。知识的传播带来了人类 的进步，社会

4、的发展是教育的本质。教育兴，则民族兴；教育 强，则国家强。然而作为施教者，我们“对学生知道得太少”，广 而泛的教学导致教学效果不甚理想，如何更有效提高教育教 学水平，个性化制定学生的受教育内容一直是教育工作者致 力解决的难题。随着互联网技术的发展，海量的数据占据了人们生活的一大部分内容，图像、声音、视频数据越来越成为人们阅览信息的主体。据统计截至 2016 年，数以亿计的智能设备每分钟产生近 300 万个视频，每秒约有 6.3 万次谷歌搜索查询。调研机构IDC 公司预测到 2020 年，每个人每秒将产生 1.7MB 的数据，全球的数据量将增至 44ZB1。大数据和云计算等概念的提出，对于各行各

5、业而言都是极大的机遇。对于教育行业者，更应该与时俱进，将新技术、新思想、新理念融入教学，尤 其是站在时代前端的大学教育。大数据可以帮助施教者更多地了解受教者的需求和反馈，利用好这些信息，更好地辅佐教学工作。人工智能的出现又为大数据的应用提供了更好的平台，2017 年 7 月国务院印发关于新一代人工智能发展规划，从国家层面上肯定了在移动互联、大数据、超级计算、传感网和 脑科学等新理论技术的驱动下，国民经济对人工智能发展的强烈需求，深度学习、跨界融合、人机协同等热点话题称为学 者争先研究的重点，人工智能进入了加速发展的时期。而智能化教育的理念也逐步深入教学中，MOOC、微课、翻转课堂和个性化教学等

6、交互认知手段，将逐渐把教师转型为教练，今后 的大学里也许会出现更多的教练机器人代替人类教师，而教 学则可以真正实现教和学的互动，将认知方法和认知本身相融合2。继“互联网 +”之后“，AI+”逐渐在各行业提出，在教育方面也已有了一些应用。AI+ 教育发展的现状AI+ 在教育行业已有了初步的应用，在课堂教学方面，由于学生很多情况下，都在问相同的问题，佐治亚理工学院在计 算机科学项目的核心在线课程中使用虚拟助教Jill Waston 回答学生提出的问题，而学生直到 4 个月之后才知道他们一直在跟机器沟通；国外的 Knewton 自适应教学平台可以根据学生的行为数据，提供学生更个性化的学习服务，我国上

7、海市教 委也发布了研究性课程自适应教学平台，通过记录学生的足 迹，更新知识网点，见证学生的成长。AI+ 教育的初级应用主要体现在“运算智能”方面，利用现有的机器学习算法和大数据，推测用户可能的偏好，推荐用 户喜好的课程和学习资源，如 2012 年，美国的顶尖大学相继开设的多种网络课程学习平台，为全球用户提供免费的学习 视频。其中MOOC 在中国的影响最为广泛，全国也一度掀起了慕课潮，很多大学都加入了慕课的队伍，提供给不同的求学 者更个性的学习资源，使更好的学习资源得到开放式的共享。AI+ 教育的中级应用主要体现在“感知智能”方面，通过模仿人的感知力，包括触感、声感、视感等分析，使机器会说、 会

8、认，智能提供个性化服务。北京大学已成立机器感知与智能 教育部重点实验室，为研究感知智能方面的理论和实践项目 提供了更好的平台。AI+ 教育的中高级应用主要体现在“认知智能”方面，认知就不再完全依赖大数据，而是在大数据的基础上通过强化 学习来达到智能决策的能力。在认知智能阶段，强调机器与人、环境的互动，强调机器学习和推理能力，由于技术难度较大，目前还处于研究阶段。构建AI+ 教育模式的应用人工智能在教育行业的应用是一项大工程，不仅在中国， 乃至全球都是研究者研究的热点，除了理论体系的支持，还需 要更多方面的共同努力。体系的构造体系的建立应从几个方面入手，观念的推陈、知识的更新、制度的完善。一种新

9、的教学理念，并不容易被广泛接受和 应用。从教育的监督机构到教育的执行机构，从施教者到受教 者，观念上需要接受人工智能带给教育的变革，并能主动推进AI+ 教育的发展。在培训和教学中应加入人工智能的相关概念和课程，使教师具有数据素养，包括提出并解答基于数据的 问题，使用合适的数据、工具和表征；发展和评价基于数据的 推断和解释。具有数据素养的人，能够在复杂的情境中定位数 据，能使用合适工具对数据进行表征和分析，具有评估和解释 数据的能力，并掌握基于数据对相关情境进行说理等能力3,4。 同时在制度上加以完善，提倡人工智能应用于教学，监督教学 质量，并给予相应的鼓励政策。平台的建立在人工智能相关理论和技

10、术迅猛发展的今天，AI+ 教育亟需真正的智能学习平台的建立，这需要从研究者、建设者到 实践者互相协作，相互依存，形成实践的共同体4。研究者负责 建立完善的研究团队，使人工智能的理论技术向更高更深的 层面发展；建设者负责整体规划，平台的建立和监督；实践者 负责平台的使用，更多的用户带来更多的体验、更多的数据， 推动平台的更新。三者在整个 AI+ 教育的系统中缺一不可，并相互辅助，共同实现教学质量和水平的提高。AI+ 教育应用的功能促进教育体系的智能化人工智能为教育服务，并辅佐教育活动的开展，这更有利于实现劳动力的解放，使教育活动更精、更专、更深。比如：智能推题引擎，它能基于学科知识和学生特点，向

11、各个学生推荐 个性化的练习题及考试题，可以实现精准教学、高校练习和个 性化学习。智能阅卷引擎：不仅可以批改客观题，而且也可以 审阅主观题，帮助教师减轻甚至摆脱繁重的阅卷工作量5。推动教育体系的深化改革在传统教育模式下，教育的主体一直偏重于教师的演绎。然而时代的变迁，教育的变革要求教育工作者将教育的主体归还给学生，教师只做引导。人工智能教育的理念、个性化的教育机制恰是在将学生的被动接受，转为主动索取，使学生将学习的重点放在思考和探索上，重视创造和创新力。更新教育的思维局限在当前教育的大环境下，每个人受到的教育更多的是被模式化、标准化所限制，从受教育者到施教者的角色变化中， 将自己所接受的知识、教

12、育和理念再传递下去，导致人类在认知和思维模式上的固定化。人工智能的加入使这种局限得到瓦解，使受教育者受到更多的智慧，施教者也有更宽的眼界， 从根源更新教育的思维局限。结语人工智能的发展为人们打开了新的视野，颠覆了传统观念中对于机器的理解，通过神经网络的研究力求使机器达到 人的感官和思维能力，加入深度学习以求使机器能如人脑思 考和学习，以便更好地为人类事业服务。大数据时代下，当民众还处于带着优越感使用网络，懵懂着网络如何参透自己喜好的时候，各大网站已经利用海量的数据应用于各种广告推广。站在时代的前端，学校教育应是将各种可用的手段应用于教学工作，为实现教育的本质，为学生提供更个性化的教学资源，为求学者提供更方便的教育方式， 为国家乃至全球的下一代传递正能量，以期达到人类的共同进步