浅析国内有关人工智能在教育中应用的研究

浅析国内有关人工智能在教育中应用的研究近年来我国关于人工智能在教育中的应用的研究主要围绕以下几个方面进行：大数据、深度学习、人才培养、学习分析、机器学习、教育理论、智慧教育、未来教育、教育应用、自适应学习等方面组成，反映出目前的研究热点主要集中在以上区域，也预测出未来研究的发展方向。高频关键词聚类结果表，Silhouette值是Kaufman和Rousseeuw于1990年提出的用于评价聚类效果的参数，具体是通过衡量网络同质性的指标来进行聚类的评价，其中Silhouette值为0.5时，则认为聚类结果是合理的，0.7时聚类结果是具有高信度的，Silhouette值越接近于1，反映出网络的同质性越高。(1)对高等教育内涵变革的研究。对于人工智能的各项技术给高等教育内涵带来的改变，将从以下几个方面加以赘述：大学的目的、教育体制的变革、班级制的变革、授课体制的变革、教师培养与学生培养的改变。首先，对于大学教育的目的，即培养什么样的人的方面，不同的人有着不一样的见解。蒲戈光认为，人工智能环境下未来教育是要培养学生创造知识和破坏知识的能力。大学教育应该如何接受未来的挑战?第一个是培养什么样的人的问题。显然，需要培养研究型人才、设计型人才，同时人文科学将会强势回归。其次，对于教育体制的变革。鲁白认为，人工智能技术的应用对于教育体制的冲击是较大的，在清华大学一次较大范围的讨论之后，得出这样的结论：就是所谓的“三位一体”的教学模式，即学校的价值不是单纯的“传授知识”，也不是单纯的“能力的培养”，它还包括了“价值观的塑造”。价值观的塑造和能力的培养，往往不是在教室里面能够实现的。教育目的是要培养具有健全人格、有创新思维、有全球视野、有社会责任感的新一代人才。关于这样的一个目的，AI可能是给我们一个服务、一个帮助，而不是形成一个对垒。所以我们的定位必须要准。关新认为，美国的“奇点大学”正在颠覆已有的从工业时代传承过来的教育体制。奇点大学是近年来在教育创新上的一个突破。它没有文凭，每年录取率只有2%，一百多个老师很多都是兼职的，他们是来自各行业的领袖，但它却在颠覆着传统教育。奇点大学教的是什么?首先，教指数性思维。其次，奇点大学关注如何利用这些技术创造出改变10亿人生活的构思与计划，并提供培训及实施手段。这是奇点大学办学的不同之处；张坤颖、张家年认为，在人工智能的发展过程中，教育是和人工智能应用密切相关的领域；陈凯泉等人认为，人工智能应用于教学是伴随计算智能、感知智能及认知智能的发展而逐渐被引入各类教学系统。从最初的计算机辅助教学，到之后的智能导师系统、在线教育平台，人工智能与教育行业的结合，将引领教育教学的变革。第三，对于班级制的变革。徐子望指出，近期的斯坦福大学提出“开环式大学”的构想，第三，对于班级制的变革。徐子望指出，近期的斯坦福大学提出“开环式大学”的构想，这个概念本质上就是混班制。学生在一生当中任何六年时间里完成学业，你就可以拿到该校的本科学位。有的人可能是四年，有的人可能选择中间出去两年，有些人可能一生当中很多年进进出出。第四，吴晓如认为，新时代下的教育体制的变革，应破除大班制教学的个体关注缺失的问题。怎么让老师更好、更精确地及时评价每一个学生，怎么更有效地发现每个学生的潜能?这就需要老师有更多双眼睛和耳朵，需要有技术手段辅助老师更好地关注每个学生。这也是需要依赖人工智能去解决的。第四，对于授课制的改革。朱永新提出了关于“未来学习中心”的构想，其中包括10个基本特征：个性化的内在本质；丰富化的外在形式；弹性化的学习时间；定制化的学习内容；混合化的学习方式；多元化的教师中心；双轨化的学习费用；过程化的学习评价；开放化的学习机构；幸福化的学习目标。从教学内容上来说，未来学习中心的学习内容会进一步定制化根据学生的天赋、潜能、个性和兴趣来设计个性化的课程。第五，对于教师的培养。朱永新认为，未来学习中心的教师将更加开放多元。未来的学习中心将不再仅仅依靠传统教师。学习中心会拥有一部分自己的自聘教师，他们拥有这个学习中心的优势课程。但是大部分的课程可以购买，人们可以跨学习中心来调用教育资源。未来的各种培训机构也将转型为新的学习中心或者课程公司。但是不管怎么样，教师这个职业是不会消失的，只不过他的角色会发生变化，他可能会从过去的主导者，变成一个陪伴者、指导者和学习伙伴。第六，宋灵青和许林提出未来教师专业发展模型，即该模型由国家、区域/学校、教师三个维度构成，分别从宏观、中观、微观三个层面逐步聚焦“AI”教师专业发展。“AI”时代，围绕“立德树人”的根本任务，国家层面应加强顶层设计，出台“AI+”教师专业发展政策；区域/学校层面应完善教师培养体系，组建区域专业支持服务团队，与时俱进改善教师培训，为职前教师和在职教师提供支持；教师层面需要不断学习、自我成长，重塑教师角色、变革教学和评价方式，学会与AI协同，实现内在职业尊严和外在专业角色的融合，以适应AI时代的教育要求。(2)基于技术视角的高等教育变革研究。祝智庭、管珏琪对技术正在引起哪些教育变革、为什么说教育变革需要技术支撑，以及如何利用技术促进教育变革三个问题进行研究。武法提指出人工智能、虚拟现实、3D打印等技术正在影响着教育，并对技术在教师的教学方式和学生的学习方式方面所带来的变革进行了探讨；孟志远等人对教育大数据在教学模式及知识获取等方面带来的革新及其有关的区块链技术发展趋势进行研究；金陵从大数据时代的关键特点着手，分析了大数据变革教学的发展趋势，以及教学变革所带来的资源环境观、教学观和教师发展观的改变，并对具体教学案例进行了分析；王天平从大数据视角对大数据诱发的教学变革进行研究，指出大数据强烈地冲击着教学活动，并具体论述了大数据诱发的教学思维变革、教学结构变革、教学方式变革，分析利用大数据诱发教学深度变革的支持条件，从教学内容、教学方法、教学组织提出了教学变革的策略。(3)基于学科视角的高等教育变革研究。崔友兴和李森指出，核心素养是教学变革的新视角，并指出要从理念转向、方式变革、评价转型、情境创生推进教学变革；陈颖对人工智能在中学英语教学的应用情况进行研究，旨在优化中学英语教学方式和效果；唐烨伟等人在探讨人工智能对STEM教育支持的基础上，构建了基于人工智能的STEM跨学科融合模式，以期更好地促进STEM跨学科之间的融合；赖军辉等人对人工智能在职业教育的相关应用进行研究，论述了人工智能与职业教育的结合，提出人工智能将优化职业教育；吴吉义和平玲娣对人工智能应用于远程教育进行研究，探讨了远程教育智能化教学评价、远程教学资源智能检索系统及远程教育智能化测评等。李志河和伊洁对音乐教育领域的陪练机器人Elomemo在辅助学习者钢琴练习方面进行了实践应用，提出随着特定领域中人工智能的不断演进，学习者将逐渐从被动式学习转变为主动学习。(4)人工智能对高等教育变革内涵的研究。人工智能技术对高等教育的变革内涵，有学者给出了前沿性思考。大学人才培养的理念将逐渐向个性化、多样化方向发展，人工智能在促进新的学科专业形成的同时，对传统学科专业进行新的布局和调整，学科间的界限将逐渐模糊，并被重新进行审视。科研任务是高校负有的职责之一，人工智能技术能够根据科研工作者的研究领域及兴趣提供最新的国内外研究动态；高等教育的管理体制结构将会改变，高等教育实施机构的减少主要表现为技术类和职业类高等教育机构会逐步退出教育舞台，未来将更加注重公平与效率，辅助教师管理班级，帮助学校正确引导学生提供现实依据；以目前的人工智能发展来看，高等教育的变革处在一定范围内。有研究认为，一方面价值观、同情心、敬畏心等的培养，正是传统高等教育不可或缺的教育内容之一，也是目前人工智能教育无法达到的，另一方面逻辑思维与批判性思维的训练严重依赖于传统的教学环境和教师。最重要的一点是，人工智能技术难以做到启发人性的美好。(5)人工智能在个性化学习中的研究。个性化学习是当今时代的核心诉求，如何通过技术支持和促进个性化学习的开展，已经成为教育领域专家学者关注的重点。一些学者进行教育人工智能系统开发研究，这些系统整合了人工智能与数据挖掘等技术，通过采集学生学习行为数据，预测其学习表现以支持个性化学习。牟志佳对“人工智能+”时代的个性化学习进行研究，设计了支持个性化学习的教育云服务平台，希望能够为学习者提供更精确的个性分析、智能推送和精准反馈服务。吴丽华等设计了基于智能搜索代理技术的个性化智能搜索引擎，以期为学习者提供个性化信息服务；顾倩颐指出通过人工智能提取学习资源中的关键概念并获取在线学习行为过程，建立知识模型，在此基础上智能分析学习者个体认知状态和学习需求，支持个性化学习服务的发展；王萍等人探讨了智能虚拟助手的特征及其对教育的价值，并在此