浅谈人工智能和教育整合的意义

2022-06-18 21:35:12   编辑:葛剑
导读人工智能不仅是一个术语,也是21世纪的一种新的生活方式。因此,我们必须顺应历史发展的潮流,抓住历史发展的机遇。

人工智能不仅是一个术语,也是21世纪的一种新的生活方式。因此,我们必须顺应历史发展的潮流,抓住历史发展的机遇。人工智能正在冲击经济、文化、教育、医疗等领域。,引起宏观(社会变革、经济增长和生产率提高)和微观(技术创新、学习方式的改变)的变化。硬币的另一面是关于知识时效性的悖论。

这说明人类必须不断发现、吸收和利用新知识,并用它来改造社会。毫无疑问,教育正承担着这样的使命。因此,承担着人才培养、科学创新、文化传承和社会服务任务的高等教育将如何适应这种变化,并在此基础上进行创新?是每个教育工作者必须思考的问题。大学到底在教什么?学生学什么,怎么学?教育工作者要面向未来,要变革,正如中国教育学会副会长朱永新所说,“未来不在我们要去的地方,而在我们正在创造的地方。”教育是一个繁荣国家的基础。人工智能与高等教育相结合,将助推中国教育迈上新台阶。

政策和国家计划:“智能教育”影响突出。为充分发挥人工智能技术创新的引领作用,支持各领域、各行业发展,我国制定了一系列支持人工智能在包括教育在内的各领域发挥引导和转化作用的文件和政策。人工智能与教育的融合逐渐成为国家行为,并得到大力支持和发展。目前,人工智能正在引领教育教学的创新,成为教育信息化发展的重要因素。人工智能可以在学习指导、教学评价、教学空间优化等各个方面提高教与学的效率,提升学习体验,让个性化学习成为现实。

面向技术变革的智能教育新时代即将到来,新一轮面向技术变革的智能教育将为教育教学注入新的理念,提供新的方法和工具,带动教育教学模式的根本转变,促进教学效果的提升。在此背景下,教育领域应紧跟人工智能的发展,推进自身的教学改革和创新,构建实现个性化学习和终身发展的教育体系,推动教育从低水平、粗放型向高水平、精准型转变。

时代的呼唤与机械革命:“智能学习”的诞生与变革。新技术的发展正在推动学校、班级、课程、教室和师生互动的不断转型升级,培养新一代数字公民的创新创造能力、沟通协作能力、发现问题和解决问题的能力。新一代学习者正在从被动接受学习向主动发现和探究转变,从大班教学向个性化教学转变,从知识消费者向知识创造者转变。对智能学习环境、泛在学习资源、个性化教学的需求越来越高。当代教育改革的关键是满足学习者对教学和学习方法的新需求,探索人工智能在助推教育创新方面的可能作用,解决当前教育发展中的问题。

我们现有的教育是工业时代的延伸,目的是培养知识分子和技术人才。当人类正在快速走向智慧时代时,需要培养大量具有创新和创造能力的人才,因此必然要求教育发生重大变革,而人工智能的发展将有助于教育变革。麻省理工学院(MIT)是世界著名的研究型大学。在这里,不同学科的学习方式在下降,取而代之的是跨学科的融合。这里只产生两样东西:梦想和革命。

奇点大学是谷歌公司与美国宇航局合作创办的研究型大学。它致力于培养未来的科学家。严格的录取制度,短暂的学制,昂贵的学费,让这所大学独树一帜,但这些完全配得上它所开设的世界顶级课程;STEM教育正在加快进入我国中小学生课堂的步伐,也有别于传统的教学体系。可见智慧新的学习方式和教育体系正在发光发热,颠覆我们对传统教学方式的认知,或者说改变世界。

近年来,国内外关于人工智能与教育的文献数量不断增加,表明该领域的研究日趋成熟。利用可视化分析软件分析国内外研究现状,选取的数据库为SSCI核心馆藏和CSSCI。

国外研究现状。该领域的研究热点主要集中在人工智能与教育的融合模式,包括高等教育、专家系统、模型、自主学习等。目前该领域的研究机构主要分布在美国、英国、中国、西班牙、印度、澳大利亚、土耳其等地,包括哈佛大学、斯特灵大学、悉尼大学、爱琴海大学、国立屏东教育大学等。可见,世界发达国家和发展中国家都在积极从事“人工智能与教育”的研究。

(1)政策文件促进教育变革的研究。近年来,人工智能对社会各方面的影响正在逐步加深,西方主要发达资本主义国家也在逐步加大对人工智能的投入和应用。美国:人工智能的研发战略分为三个层次,即应用领域(顶层)、基础研发(中层)和基础跨领域研发(底层)。教育处于顶层设计的位置。日本:日本政府非常重视人工智能的发展。2017年3月,日本综合科技创新会议发布了《人工智能与人类社会》,提出了未来教育的发展方向,即通过不同渠道的宣传,让人们更好地了解人工智能,并正确使用这一技术;改善学校教育,培养学生掌握人工智能技术的能力;讨论人才应该具备的能力和素质,哪些技术可以用人工智能来弥补。

德国:2018年7月,德国发布《联邦政府人工智能战略要点》,提出年底发布德国《人工智能战略》;在9月发布的新高科技战略2025中,联邦政府将人工智能技术视为一种“未来能力”,可以决定德国作为创新型国家的地位。11月15日,德国内阁在《汇编要点》的基础上,通过了由联邦经济能源部、教育研究部和劳动和社会事务部共同完成的《人工智能战略》,提出了联邦政府发展人工智能技术的3个核心目标和12个行动领域,以及相关推进措施。联邦政府将在2025年前投入约30亿欧元实施该战略,其杠杆作用也将撬动等量的私人投资。

(2)人工智能在教育中的应用。国外相关领域的研究主要集中在与人工智能技术的交叉领域,并结合人的想象力、情绪感知理论和e-learning进行讨论。在教育过程中,人类想象力与自动交互工程相结合的例子很多。芬兰技术研究中心的研究人员表示,Fab实验室设备将用于创造教育环境,并对STEM学习产生积极影响。除了正规教育,创客空间和黑客空间也会利用相关机器和平台开发原型进行学习;对于罗马尼亚高等教育来说,依托人工智能技术的发展,使用iPhoneSiri这样的虚拟助手来帮助学生学习是下一步的发展和研究方向之一;一个由美国研究人员组成的研究小组指出,一个聪明的软件导师应该注意激励和说服学生,并使用人工智能和科学学习技能来帮助学生学习,并认为礼貌效应可能有利于有需要的学生。

全球教育行业正在经历一场重大变革,因此迫切需要改善教与学的理念,以促进全球经济增长。数字化学习和终身学习将成为新的教学范式,数字化学习正在兴起,这将有助于高等教育的发展。来自联合国大学和约克大学的研究人员指出,高等教育和继续教育的提供者正面临着支持互动的挑战。越来越多具有可访问性偏好的学生同时使用电子学习的内容和服务。通过分析和报告用户与学习对象之间的交互偏好,可以实现个性化学习,满足网络学习用户的需求。

利用人工智能和不确定性建模技术开发的学习管理系统,可以有效支持高等教育机构开发在线学习模型,挖掘LMS用户数据,揭示微观进化层面的宏观分析层面;葡萄牙和加拿大的研究人员表明,随着人工智能中论点分析和论点图的进一步发展,建议应用人工智能和论点理论教育;智能信息访问系统将用于评估教师。在人工智能背景下,增强型贝叶斯模型可以获得课程评价来推断学生的学习风格,提高数据预测的准确性。智能决策支持系统(DSS)是人工智能与教育相结合的决策系统,由美国学者Berncek提出。它主要由数据库、模型库、方法库和智能组件组成。

人工智能在教学系统中的应用,使智能教育成为教育发展的新阶段。如何使在线学习发挥其优势,构建个性化、智能化的学习环境,模拟教师的实时指导,对学习者实施个性化教学,已成为在线教学研究的热点和难点。智能辅导系统的研究是解决这一问题的有效措施,其最终目标是使学习系统在一定程度上模拟人类教师的角色,充当学习者的引导者和帮助者,根据不同学习者的个性特征实现最佳学习。可以掌握相关领域的知识、教学策略和方法,可以模拟学习者的知识状态。

它是一个开放的人机交互系统,以学习者为中心,以计算机为中介,用计算机模拟教学专家的思维过程。它可以根据学习者的特定目标、需求和偏好,通过使用教学方法和学科知识来动态调整学习内容。MarthaWEvens等人认为,在ITS的核心模型中,用户界面是用户和系统之间交流的媒介。主要研究内容包括:界面的自适应呈现、内容的个性化过滤、人机交互技术、人机界面的表达。

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