构筑“人工智能+教育”的生态系统

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作者:吴永和、刘博文、马晓玲

摘要

关键词:人工智能;人工智能+教育;智能教育;教育人工智能;EAI;教育智能代理;教育Agent;生态系统;人才培养

一、研究的提出

人工智能(ArtificialIntelligence,简称Al)延伸了人类的体力和脑力。“阿尔法狗“先后战胜二位世界围棋冠军李世石、柯洁,掀起了全球性人工智能发展的新一轮热潮。2016年5月23日,国家发改委联合科技部、工信部等共同制定了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》[1]”,首次明确提出到2018年基本建立人工智能产业、服务和标准化体系,实现核心技术突破,培育若干全球领先的人工智能骨干企业,形成千亿级的人工智能市场应用规模。2017年3月5日,国务院总理李克强在《政府工作报告》中提到,要加快培育壮大新兴产业,全面实施战略性新兴产业发展规划,包括人工智能产业。这是“人工智能“首次被列入《政府工作报告》。

去年10月,网易科技联合网易智能、乌镇智库发布了《乌镇指数:全球人工智能发展报告(2016)》[2]四综述篇,指出人工智能应用于教育领域的主要形式有:智能评测、个性化辅导、儿童陪伴等。2017年5月13日,中国科学院院士褚君浩在华东师范大学举办的“人工智能与未来教育”高峰论坛上,做了题为“智能时代:智慧的教育是什么?[3]”的报告。2017年7月8日,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》[4],为加快人工智能的创新应用,提出了“智能教育”,为“人工智能+教育”指明了发展方向。

那么,在今天这样一个人工智能快速发展的时代背景下,“人工智能+教育”的发展现况与重点如何?其生态系统如何构建?本文拟从人工智能的发展过程出发,分析“人工智能+教育”的研究现状,试从应用形态、技术架构、业态趋向三方面初步构建“人工智能+教育”的生态系统,以及对建立“人工智能+教育”人才培养体系作些探讨。

二、人工智能发展的阶段与驱动力

(一)人工智能的发展阶段

从技术发展的角度看,人工智能的发展可分为:计算智能、感知智能、认知智能三个阶段[9]。其中,计算智能是人工智能的初步形态,也是其不断发展的基础;感知智能是当前国内外人工智能发展中所处的阶段;认知智能是人工智能的高级形态,是未来人工智能发展的突破口。

1、计算人工智能阶段

2.感知智能阶段

感知智能阶段是目前人工智能发展的主要阶段,它使得机器和人一样能看懂、听懂与辨识,具备感知能力并与人进行交互。目前,感知智能的发展已经比较成熟,它通过数学建模和基于大数据的深度学习等方法对人类感知能力进行模拟,辅助人类完成任务。其研究涉及的领域较广,研究成果较多,主要包括语音识别、图像识别等方面,如,亚马逊智能助手“Alexa”、谷歌助理等,可以支持跨设备、跨语种的人机双向语音对话,基于语音和文字搜索,根据用户需求提供个性化服务;百度图像搜索依托图像识别技术可以支持对实物拍照进行即时搜索,很大程度上满足了用户的搜索需求。感知智能的教育应用表现为语言教学、口语测评、图像搜题等方面。认知智能是人工智能的高级形态,它模拟人类的推理、联想、知识组织能力,使得机器和人一样能理解、会主动思考并采取合理行动,具备一定的概念、意识和观念。该阶段的人工智能不仅具有逻辑思

(二)人工智能发展的驱动力

1.国家政策层面的驱动

国家层面的政策支持,为人工智能提供了赖以生存和发展的土壤。自2010年起,美国国防部高级研究计划局(DARPA)就长期支持人工智能在各领域的应用,还将“大脑计划”、“先进制造”、“智慧城市”等领域作为美国国家创新战略的重要组成部分。2016年10月,美国白宫科技政策办公室(OSTP)率先发布了题为《为人工智能的未来做好准备》(PreparingfortheFutureofArtificialIntelligence)和《国家人工智能研发战略规划》(TheNationalArtificiallntelligenceResearchandDevelopmentStratesicPlan)两份重要报告,以期为人工智能的未来发展提供针对性的指导。这两份报告的发布,对全球人工智能发展战略影响巨大。

2009年,欧盟就开启“蓝计划”,又在2013年启动“人脑计划”,并在2016年公开发布了神经信息平台、大脑模拟平台、高性能计算平台、医学信息平台、神经形态计算平台、神经机器人平台等六大平台。2015年1月,日本成府联合各大企业推出了“机器人计划”,并计划在今后10年里投入1000亿日元用于人工智能的研发。

2.领域应用的驱动

国内外科技企业不断推进人工智能的领域应用,是加快人工智能发展的中坚力量。其中,一些互联网企业以其独特优势迅速抢占人工智能的发展机遇与制高点,成为人工智能领域的科技巨头。

2011年,IBM的自然语言问答系统Watson在美国“危险边缘”智力竞答游戏中,战胜两位前冠军,这意味着在一定的领域范围内,计算机问答系统可以达到甚至超过人类水平;谷歌于2015年发布开源人工智能系统TensorFlow,促进了深度学习在各行业中的应用;2016年,Facebook首席执行官马克扎克伯格公开了人工智能聊天机器人“BOTSOnMessen-ger”,通过与用户的对话提供相应服务;百度于2015年发布对话式人工智能系统“DuerOS”,立志于实现“人人都能拥有贴心的秘书”;2015年,腾讯发布首款智能娱乐机器人—“微宝智能球型机器人”将游戏与智能硬件相结合,为用户提供了良好的虚拟现实游戏感知。最近,微软公司著名的人工智能“小冰”,居然还出版了诗集。

目前,人长智能发展迅速,已在智能家居、汽车,医疗、环保等多个领域“崭露头角”。新型智能家居平台依托人工智能技术,致力于“为用户带来更舒适便捷、健康的生活”,如,海尔的U+、美的的M-Smart、小米的SmartThings、苹果的Homekit等。无人驾驶汽车是人工智能技术应用到汽车行业的智能产品代表,在保障安全的同时可以优化交通状况,如,空谷歌的GoogleDriverlessCar、百度的Apollo等。在智品慧医疗方面,人工智能技术已在辅助诊断、药物研3发、精准医疗等方面初见成效。

三、“人工智能+教育”的研究现状

所谓“人工智能+教育”,是人工智能与教育的深度融合与发展。“人工智能+教育”的研究如火如茶,产生了较多的研究成果。目前,主要应用形式为人工智能教育,通过将人工智能应用于教育领域,以提升教育的质量。即“人工智能+教育”,可以实现大规模的定制化教育内容及精准服务,帮助老师批改作业、与学生交流、促进个性化学习等。

(一)关键字词的云图分析

1.高频关键词的确定

使用SATI3.0(StatisticalAnalysisToolforInfor-metrics,文献题录信息统计分析工具)统计分析高频关键词。我们选取了频次由高到低排列的前50个关键词,用以生成“人工智能教育”高频关键词(具体见表3)

2.生成关键词云图

3.云图的初步分析

(1)“人工智能+教育”的应用形式。人工智能与教育的结合充满着无数可能,“专家系统“是目前“人工智能+教育”的主要应用形式。随着技术的发展,人工智能也越来越多地应用到了网络教育、远程教育当中。知识库和学生模型是“人工智能+教育”的重要组成部分,在此基础上,智能教学系统(ITS)、智能决策支持系统、智能计算机辅助教学(CAI)系统也发展迅速。此外,“人工智能+教育”也开始逐渐面向“互联网+”教育、科学技术教育、STEAM教育、情感教育等教育新方向。

(3)“人工智能+教育”的教育目标。教育是一项复杂的事业,传统的教育教学中教师和学生的重复劳动量大,人力资源浪费严重。“人工智能+教育“可以有效地弥补传统教育的缺陷,着重于培养学生能力,提升学生信息素养,满足学生个性化学习的需求,实现智慧教育的目标。

(二)关键词共词网络图的分析

1.共词网络图生成

2.共词网络图分析

四、“人工智能+教育”的内涵

学者同志明等从学科发展角度,首次给出了教育人工智能(EAI)的内涵:人工智能与学习科学相结合而形成的一个新领域,教学模型、领域知识模型和学习者模型是其核心[10]。我们在这一内涵论述的基础上,将从孕育条件、主要特征和作用三方面,进一步构筑与丰富“人工智能+教育”的内涵。

(一)“人工智能+教育”的孕育条件

1.技术基础

如前述,从技术方面看,人工智能的发展经历了计算智能、感知智能、认知智能三个阶段,由“能存会算”到“能听会说、能看会认”再到“能理解、会思考”,由简单的“机械智能”不断朝着复杂的“人类智能“方向发展。缘于受教育对象—人的高度复杂与多样,教育又是一项需要极大的人类智能来从事或处理的高复杂行业,越来越“智能”的人工智能技术,为实现“人工智能+教育”提供了坚实的技术基础。目前,“人工智能+教育”的应用也越来越多,越来越智能或聪明,比如,基于语音识别技术的口语智能评测、内容与学习方式的智能化精准分析等。

2.理论指导

3.应用推进

4.政策保障

(二)“人工智能+教育”的主要特征

学界一般认为,“互联网+”具有跨界融合、创新驱动、重塑结构、尊重人性、开放生态和连接一切等特征[11]。陈丽教授指出,“互联网+教育“的本质特征在于秉承开放教育的理念,面向知识经济时代教育的新需求,价值取向在于推动传统学校教育制度的变革网[12];秦虹、张武升提出,“互联网+教育”具有跨界连接、创新驱动、优化关系、扩大开放和更具生态性等五个本质特点[13]:李子运从教师发展的角度,提出“互联网+教育”具有六大特征:高密度互通性、高效率生成性、大规模涉猎性,大数据感知性、新事物熟悉性,新领域淡然性[14]:项贤明在“人工智能与未来教育”高峰论坛上指出,未来智能时代的教育是一种“人性为王”的教育,德行和情感等人性特有的东西应当受到极大的重视[15]。

我们认为,“人工智能+教育”在于依托人工智能技术,是基于“互联网+教育”的深化,其特征主要体现在如下六个方面。

1.创新驱动

马化腾在《关键:智力资本与企业战略重构》一书中,把关键驱动要素分为三大类:资源、客户、创新。延伸至教育领域,这三大类关键驱动要素即为:教育资源、教育用户、教育创新。目前,我国教育仍以教育资源驱动为主,教育用户驱动为辅,教育创新驱动不足。“人工智能+教育”则带来了一股改变这种教育现状的强大力量,它通过人工智能技术在教育应用上的创新,如,基于语音识别技术的语音教学、基于图像识别技术的智能评卷等,推动教育自身的不断变革与创新。

2.重塑结构

3.开放生态

在“大众创新、万众创新”时代,教育作为创新人才培养的重要领域更加不能“故步自封”。“人工智能+教育”是教育领域走出“界限”的重要一步,它以人工智能技术为基础,利用技术的优势来拓展教育边界,向先进领域开放。同时,在人工智能技术的支持下,社会各企业研发产生的各类教育智能产品,会不断与教育各要素发生“化学反应”,形成双向互补与多赢格局。“人工智能+教育”会促使教育不再局限于校园,而开始面向社会各系统。将学校、社会、企业有机连为一体,最终构建起互联网时代新型教育生态环境,成为教育向外开放的接口。

4.尊重个性

“人工智能+教育”提供的教育服务充分尊重师生人性,能依据教师、学生的特征和需求,提供精细、富有实效的个性化教育服务。比如,人工智能技术能够根据学习者的学习特征(认知水平、学习风格、兴趣爱好、学习目标等),如同“订餐式”一样,为每一个学习者提供不同的个性化学习服务。当学习者的学习特征不明确或效果不明显时,人工智能技术还可以通过智能算法或数据分析,基于各类知识库进行推理,即时反馈,从而不断矫正服务不足,提高个性化服务水平。这,也同样适用于教师。

5.服务智能

6.自治演进

“人工智能+教育”系统是一个独立、自治的系统,它可以不受环境和用户干预而自主运作,能自主控制自己的行为和内部状态。例如,学生考试完成后,人工智能系统依据评分规则在后台自主评测学生试卷,而不受教师、学生行为的影响。人工智能技术能够依据以往经验调整自身行为,进行基于深度学习的自主学习,不断完善自身功能,系统不断地演进。例如,现在一些人工智能系统可以根据以往不同的教学效果,不断改进教学策略,生成新的教学方法,完善教学策略库的建设,通过“人机协作”,提升教师的教学效果。

(三)“人工智能+教育”的作用

早在2005年,联合国教科文组织(UNESCO-APEID)将教育信息化的发展阶段(技术在教育应用)分为兴起、应用、融合和革新四个阶段。按照这一划分标准,在“互联网+教育”推进教育信息化的基础上,“人工智能+教育”正处在教育信息化发展的融合与革新阶段。

我国《教育信息化“十三五”规划》指出,要坚持“融合创新”的工作原则,提升信息化服务教育教学与管理的能力。我们认为,当前的“人工智能+教育”正是提升教育信息化效能的着力点。换言之,“人工智能+教育”视域下的智能教育,是教育信息化的深度融合和创新发展的突破口,起到优化教育信息化流程、促进教育变革,特别是起着有效推进教育发展创新的作用,是教育信息化与教育教学深度融合的胶合剂,成为教育发展、创新的技术动力。

具体来说,“人工智能+教育“能够提高教学效率和效能,为学生更好增知增智、为教师更好教学提供服务:从知识层面看,“人工智能+教育“能够促进知识生成、传播、更新,管理,解决知识老化的问题;从学习者层面看,“人工智能+教育“能够自动感知学生的学习情况,并进行主动调控,使得学习者从知识消费者转变为知识创造者,培养学生的创新性素养;从教育者层面看,它促进教师重新思考教育者的角色,从教书匠向教练员角色转换,让教学活动以学生体验与动态交互为主。同时,把教师从繁杂琐碎和重复性劳动中解放出来,今后,批改作业、阅卷等工作,可由人工智能来协助解决。

更为重要的是,“人工智能+教育”能够重新设计、呈现全新的学习空间与环境,改变师生传统的交互方式与学习评价方式。借助于物联网、云计算、大数据、VR/AR等技术,不断推进着两个“深度学习”(通过机器的深度学习并促进学生的深度学习)的良性互动,通过将在线学习平台,学习测量,泛在学习与人工智能技术相结合,让学习者获得更多的,更有效的学习体验与成果,获得问题解决的实用知识与技能,从而构建起一个新型的智能化教育生态。

五、“人工智能+教育”的生态系统

国家颁布的《新一代人工智能发展规划》提出了“智能教育”,这是目前“人工智能+教育”的一种融合形态。该规划指出,要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革,构建包含智能学习,交互式学习的新型教育体系,提供精准推送的教育服务,实现日常教育和终身教育定制化[16]。我们认为,新型的教育体系要以“人工智能服务教育”的理念为指导,利用高速发展中的移动互联技术等,旨在打造“人人皆学、处处能学,时时可学”的智能化教育环境,促进学习方式变革和教育模式的创新,为学生、教师和各级教育管理者提供适合、精准、便捷、人性化的优质服务,最终形成“人工智能+教育”的生态系统。基于这样的认识,我们初步构建

了“人工智能+教育”的生态系统(如图4)。

这一生态系统由应用、技术、业态三个环节构成分别对应应用形态、技术架构、业态趋向三个核心要素,三个要素相互联系、相互作用,使整个生态系统不断进行良性循环、自治式演进发展。其中,应用形态以技术架构为支撑,同时又对技术架构的构建起决定作用:技术架构指导业态趋向,同时又依据业态趋向进行自我优化;业态趋向通过应用形态的推进而不断发展,同时又为应用形态的实施提供保障。应用形态、技术架构、业态趋向三个环节相互促进,最终形成“人工智能+教育”的生态系统。

(一)“人工智能+教育”的四种应用形态

《新一代人工智能发展规划》分别从宏观环境建设和微观应用形态两个层面,全面推进“智能教育”的实施。宏观环境建设层面指出要“构建新型教育体系,建立以学习者为中心的教育环境”;微观应用形态层面要“开展智能校园建设,开发立体综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台,开发智能教育助理”。我们认为,智能校园、立体化综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台、智能教育助理是“人工智能+教育”的四种应用形态。

1.智能校园

智能校园是数字校园的进一步发展,也是建设智慧校园的物质基础。智能校园是以校园为平台,兼备建筑设备、网络通信、信息家电和设备自动,集系统结构、服务管理为一体的高效、舒适、安全、便利,环保的校园环境[17]。智能校园以资源数字化、信息流转网络化为基础,以电子校务应用、应用集成化为依托,以数据仓库、数据挖掘技术等人工智能技术为手段,实现学生学习、教师教学、管理者决策的智能化、科学化,这也是“人工智能+教育“典型应用形态。智能校园旨在推进教育教学现代化,科研活动信息化,资源共享化,管理科学化,决策智能化,以建立数字化、人性化、聪明化的校园社区服务体系。

2.立体化综合教学场

立体化综合教学场是线上线下一体化的辅助教师教学、支持学生个性化学习的场所,如,智慧教室、数字化实验室、综合创新实验室等,它是“人工智能+教育”的重要应用形态。立体化综合教学场以学科交又与融合作

为课程体系,以“多元立体化教学模式”为运行机制[18],以资源整合多元化、课程讲授多样化、学习支持立体化为手段,支持学生的学习主动化和个性化。它通过人工智能技术辅助教师教学,能针对不同学生的特点,设计相应的课程和教学活动,为学生提供智能化的学习服务。同时,依托人工智能技术,立体化综合教学场能够全面了解每个学生的特征,为学生提供启发式教学,促进学生自主学习,不断提高学习能力、实践能力和创新能力。

3.基于大数据智能的在线学习教育平台

4.智能教育助理

智能教育助理通过轻量级的教育应用,能够辅助教师教学、学生学习、管理者管理,为用户提供便捷的智能化教育服务,其核心驱动力便是人工智能。目前,智能教育助理产品有辅助个性化教与学的智能导师、教育机器人、学习伙伴等。另外,教育智能代理也是智能教育助理的一种技术形态。当前,智能教育助理因其便捷性已获得不少教育用户的青睐,但其教育应用的“智能性”水平还有待提高,是“人工智能+教育”的一大前景应用形态。

(二)“人工智能+教育”的技术架构

同志明等学者指出,影响教育人工智能(EAI)发展的关键技术有:知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能代理、情感计算,可用于智能专家系统、智能导师、教育机器人、学习伙伴等教育应用[20];刘清堂等指出,智能感知技术、学习分析技术、情感计算技术这三类智能技术,有潜力成为未来智慧教育的驱动性力量,可在智慧学习环境、自适应学习、数字教师等方面应用[21]。我们认为,“人工智能+教育”的应用形态应是多种多样的。怎样保证这些应用形态的智能性和互通性,以推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程有效应用,建立智能、快速、全面的教育分析系统成为关键。这里,我们试通过构建“人工智能+教育”的通用技术框架,以确保不同应用形态的系统拥有一定程度的“智能”,以及有效实现它们之间的互联互通。

1.“人工智能+教育”的通用技术框架

人工智能的实现依赖三个核心要素:数据、算法、服务,其中数据是基础,算法是核心,服务是目的。“人工智能+教育”通用技术框架旨在为各种“人工智能+教育”的技术形态提供宏观的构建方法,为其达到一定程度的“智能”和“互通”提供保障。通用技术框架一般采用三层模式:“数暴”、“算法层”、“服务层”来构建。

(2)算法层。算法层位于“人工智能+教育”通用技术框架的中间层,是各类“人工智能+教育”技术形态实现的核心。算法层主要由各种融合了教育业务的人工智能算法组成,按照系统的方法,对数据层的各类教育数据进行各种计算、分析,实现数据的智能化处理,解决用户的问题,这个过程一般是自动执行。

(3)服务层。服务层位于“人工智能+教育”通用技术框架的最顶层,是各类“人工智能+教育”技术形态实现的最终功能体现。它作为输出端口,接收来自算法层的数据处理结果,提供给用户所需的教育服务。服务层支持面向不同教育场景、不同教育角色,提供不同的教育服务。

目前,“人工智能+教育”的技术形态表现为两个方面:一方面,按照现在主流的技术功能模式发展,如,智慧校园、立体综合教学场所、智慧课堂、基于大数据智能的在线学习教育平台、智能实验室、智慧考场、智慧学习环境等,将智能算法融入其中:另一方面,开始向智能教育助理发展,而教育智能代理(A-gent)是智能教育助理的主要应用形式之一。

2.教育智能体结构

智能代理又称为智能体,它可以根据用户定义智能代理又称为智能体,它可以根据用户定义的准则,主动地通过智能化代理服务器为用户搜集最感兴趣的信息,然后利用代理通信协议把加工过的信息按时推送给用,并能推测出用户的意图,自主制订、调整和执行工作计划[22]智能代理技术具有强大的用户个性化支持功能,应用于各种教育领域。即教育智能代理,能为参与教育的用户八定供各类个性化的教育服务。

(1)教育智能代理的分类教育智能代理可从教育对象、教育过程两个角度进行分类。从面向教育对象角度看,教育智能代理可分为:面向学生学习智能代理、面向教师教学智能代理、面向资源服务智能代理、面向教育管理者智能代理、面向家庭智能代理,面向整个教育的智能代理等(具体见表4)。

从面向教育过程角度看,不同的对象参与不同的过程,教师参与备课、授课、答疑评测等过程,学生参与学习、协同、作业、考试等过程,管理者参与教务管理和一般事务性管理过程,家庭参与学校教学配合性活动(见表5)。

(三)“人工智能+教育”的业态趋向

我们认为,建立以学习者为中心的教育环境,提供精准推送的教育服务,实现日常教育和终身教育定制化,需要学校、企业、政府之间通力合作。学校为“人工智能+教育”的实现提供优秀的学习资源、先进的教学理论、一线的学习数据等资源,为“人工智能+教育”的实现提供正确的教育理论指导;同时,也是“人工智能+教育”的重要实践场所,是“人工智能+教育“的一大主要用户。企业依托先进人工智能技术在教育行业发力,面向社会提供多样化的个性化教育产品和服务,打开学校教育的大门,促进教育逐渐面向社会和市场。政府是“人工智能+教育”发展的风向标,为“人工智能+教育”的可持续发展制定指导性政策与标准,为企业研发“人工智能+教育”产品提供科学的导向与服务。目前,在学校、企业、政府共同推进“人工智能+教育”的过程中,出现了多种新型教育业态,总体朝着第三方教育服务、教育众众筹众创、标准建设的支撑、教育产业链的形成等方面发展。

1.第三方教育服务

我国《教育信息化“十三五”规划》指出,要全面开展面向区域教育信息化的督导评估和第三方评测,以及各地要切实落实国家关于生均公用经费可用于购买信息化资源和服务的政策。可见,第三方教育服务已纳入国家教育政策层面。第三方教育服务,主要负责将用户的需求与企业的产品对接起来,第三方评测是第三方教育服务的功能之一,并且随着“人工智能+教育”的发展,第三方教育服务越来越趋向专业化,其功能也在不断完善。

在“人工智能+教育“模式下,企业凭借其人工智能技术优势,将主要精力用于研发教育智能产品,最大可能地向用户提供他们所需的教育产品和服务。用户更多的是想获得最便捷或最有效的教育智能服务,而不是繁琐的操作。

对于用户而言,第三方教育服务主要为用户在使用企业教育产品过程中提筷服务支持,解决用户的使用问题,使用户可以专注于自身的发展,同时还可提供智能考试、学分认证、教育评价等服务。

对于企业而言,第三方教育服务主要收集用户的使用数据,根据用户反馈为企业教育智能产品的研发提供专业性建议,提升企业产品的用户欢迎度。

第三方教育服务既可以使得教育智能产品研发企业更加专注于自身的核心业务,又能针对用户提供精细化、人性化的教育支持服务。随着人工智能教育市场的发展,将成为“人工智能+教育”的一大新型业态。

2.教育的众智众等众创

“人工智能+教育“以“互联网+教育”为基础,是“互联网+教育”的进一步发展,在开放教育生态的基础上,它更强调个性化教育服务。“互联网+教育”极大地增加了教育用户的类型和数量,这无疑给个性化教育服务带来了压力。“人工智能+教育”一方面采用先进的人工智能技术为广大用户提供个性化教育服务,另一方面通过“众智”机制,集大众智慧,优化其服务。它通过发展教育众创空间和平台,提供开放共享教育服务,聚集各类人工智能、教育等行业人才,支持用户直接参与教育创新,实现群体智能,以“众智”促进“人工智能+教育”的创新。

教育众筹也是“人工智能+教育”的一大新型业态,它以实现“人工智能+教育”为出发点,注重创意,依靠大众力量,集线上、线下的资源优势,让更多热爱教育的人学有所用。众筹将使这些“人工智能+教育”的创意更加完善,使足够多的支持者与支持资金来验证它的价值[24],推进“人工智能+教育”的发展。

3.标准建设的支撑

4.教育产业链的形成

目前,互联网教育行业“棋盘格局”初现,棋盘横向是大而全的教育平台格局,如,百度教育,腾讯教育、网易教育等;棋盘纵向是精而深的垂直教育格局如,沪江网校、极客学院、鲨鱼公园等;棋盘散点是小而美的教育驻点格局,如,猿题库、乐学高考、超级课程表等[25]。“人工智能+教育”加速了“棋盘格局”的重组或优化。

基于互联网教育的“人工智能+教育”产业链,主要有教育资源与内容提供商、技术开发商、平台运营商。教育资源、内容是“人工智能+教育”的物质基础,教育资源、内容提供商包括教育培训机构、音像图书出版社、学校、在线学习平台等,主要负责提供各类专业教育资源和内容。人工智能技术是“人工智能+教育”的技术基础,技术开发商主要负责利用人工智能技术优势来辅助教育,研发个性化智能教育产品或服务。平台运营商主要以提供第三方教育服务的形式运营,负责推广、应用个性化智能教育产品或服务,通过使用窗口为用户提供教育支持服务。

随着“人工智能+教育”的不断推进,其产业链逐渐呈现出融合之势,出现了一批集教育资源与内容提供、技术开发、平台运营为一体的教育应用综合企业,如,科大讯飞、全通科技等。它们与学校、出版社等合作,自主开发教学资源,利用自身技术优势搭建教育服务平台,为用户提供智能教育产品的使用窗口。通过资源、技术、平台的集成,促进“人工智能+教育”产业链的发展和优化。

六、“人工智能+教育”的人才培养体系

在“人工智能+教育“的环境下,如何保障人工智能人才的体系化培养,成为一个现实的课题。《新一代人工智能发展规划》[26]从广泛开展人工智能科普活动、人才培养及建设人工智能学科、人工智能高端人才队伍建设、大力加强人工智能劳动力培训,建立重大科技创新基地和推进智能教育等六个方面,具体规划了人工智能的人才培养体系,如图6所示。

(一)开展基础教育人工智能科普活动

(二)建设高等教育人工智能学科及培养框架

(三)打造人工智能的高端人才队伍

高端人才是人工智能的领头羊,人工智能高端人才队伍是推进“人工智能+教育”发展的雄厚后备力量。为“人工智能+教育”打造高水平人工智能创新人才和团队,需要坚持培养与引进相结合。一方面,要坚持人工智能领军人才培养、人工智能专业技术人才培养、人工智能复合型人才培养的立体化人才培养模式,全面打破单一化、笼统化的高端人才培养壁垒。另一方面,要大力引进各类高端人工智能人才,通过重大研发任务和基地平台建设,吸引国际顶尖科学家和高水平创新团队。针对高端人才实施特殊政策,提升人才引进率。通过高端人才培养与引进相结合的机制,不断完善人工智能教育体系,加快人工智能顶尖人才队伍的建设,形成我国人工智能的人才高地。

(四)加强人工智能的劳动力培训

劳动力培训为“人工智能+教育”提供大量的产业工人。人工智能正带来了新一轮产业变革,急需一批能适应新的就业结构、就业方式的新型劳动力,这些新型劳动力掌握一定的人工智能技能,能胜任人工智能带来的新型职业,满足新型工作岗位的技能需求。人工智能的劳动力培训,需要学校、社会、企业等多方面配合。高等院校、职业学校、社会化培训机构等要积极开展人工智能技能培训,提升人工智能劳动力的专业技能;社会要完善终身学习和就业培训体系的建设,不断为人工智能发展带来的高技能就业岗位输送高质量劳动力;企业要不断加强职工再就业培训和指导,为从事简单重复性工作的劳动力和因人工智能失业的人员提供转岗机会。

(五)培育重大的科技创新基地

(六)不断推进智能教育

所谓智能教育是以人工智能技术为实现基础,以智能校园、立体综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台、智能教育助理等“人工智能+教育”应用形态为支撑,以加快推动人才培养模式、教学方法改革,推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用,建立智能、快速、全面的教育分析系统为手段,建立以学习者为中心的教育环境,提供精准推送的教育服务,实现日常教育和终身教育定制化,最终构建起包含智能学习、交互式学习的一种新型教育体系。智能教育可为“人工智能+教育“人才培养体系的建设提供有力保障,所以,积极推进智能教育在持续推进的过程中可以不断深化“人工智能+教育”人才的培养和环境建设。

七、结语

人类正面临一个技术日益增强的时代,科技、自然和人正在加速有效融合,人工智能延伸了人类的体力和脑力。那么,“人工智能+教育“能否延伸人类教育的“育力”,增强学生的“学力”、教师的“教力”校长的领导力?一切还取决于我们的不懈努力。哲学家海德格尔曾勾勒过现代世界图像,那么,“人工智能+教育“将勾勒出怎样的世界教育图像在“教育2030规划”蓝图,甚至在“2050教育愿景“之中.能否实现未来智能教育的愿景总之,人工智能正在深刻影响我们身边的一切,《未来简史》的作者尤瓦尔.赫拉利再三提醒人们:未来已来,未来超越想象!因此,我们期待“人工智能+教育”下的智能教育能够超越想象,能有效地推进信息技术与教育教学的深度融合与机制创新,能够给我们带来惊喜的教育变革。

作者简介:吴永和,华东师范大学教育学部教育信息技术学系研究员,博士,博士生导师,研究方向:学习科学与技术、教育大数据与学习分析、科创教育(创客教育、STEAM教育、科学教育),人工智能教育应用、教育信息化系统架构与标准等;刘博文,华东师范大学教育学部,在读博士生,研究方向:人工智能、教育大数据与学习分析;马晓玲(系通讯作者),华东师范大学信息管理系副教授,硕士生导师,研究方向:信息分析,学习分析。

基金项目:本文系上海市浦江人才计划项目“基于教育大数据的学习分析教育应用创新研究”(项目号:14PIC034)和华东师范大学教育学高峰学科建设项目“基于学习分析的学习资源精准服务研究(16000515001/016/001)的研究成果。

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1.在线学习管理系统:重塑教育未来的创新工具社交化:未来的在线学习管理系统将更加注重社交功能,为学习者提供更加丰富多样的学习交流和互动方式。 个性化:未来的在线学习管理系统将更加注重个性化学习路径和资源推荐,为学习者提供更加精准的学习支持。 数据化:未来的在线学习管理系统将更加注重数据分析和应用,为教育机构提供更加科学、全面的数据支持。 https://www.pbids.com/aboutUs/pbidsNews/1861300265132593152
2.在线课程软件,重塑教育未来之路的利器技术在线课程软件的发展历程可谓短暂却迅猛,从初期的在线教育平台的诞生,到如今的智能在线课程软件的兴起,这一路走来,其功能和形态在不断演变,从简单的视频课程,到集教学、互动、测试、评估等多功能于一体的综合性在线课程软件,其发展历程反映了技术进步和用户需求共同推动的力量。 http://www.huayiii.com/post/14318.html
3.产品动态授客网是一家专业为企业提供在线培训平台的提供商。授客学堂提供了从学员管理、培训课程安排、培训效果考核与学员在线考试等人力资源事务的全流程管理。搜客顺应企业培训碎片化、移动化、游戏化和社区化的需求、为企业提供学习地图、享学社区、电脑手机同步学习等功能。https://soke.cn/dynamic.html
4.在线教育系统解决方案为了进一步优化用户体验,可以引入人工智能技术。例如,利用机器学习算法为用户提供个性化推荐,帮助他们找到最适合自己的课程;通过自然语言处理技术实现智能问答功能,及时解答学生的疑问。这些技术的应用不仅提升了教学效率,还增强了学习者的学习动机。 接下来,我们来看一段具体的PHP代码示例,用于展示如何在在线教育系统中实现https://www.jianshu.com/p/48e14d8c5cdb
5.在线教学直播工具概览介绍劳务外包(2)EduWebinar:EduWebinar是一款在线教学直播工具,提供实时音视频传输、屏幕共享、互动问答等功能,适用于远程教学和在线研讨会。 (3)Zoom:Zoom是一款视频会议软件,也广泛应用于在线教学领域,其直播功能支持多人参与、实时互动,适用于远程课堂和在线会议。 https://m.lflwpq.com/post/15188.html
6.云课堂网页版,开启全新在线学习模式!我是管理者 大家好!今天我要给大家推荐一款超级好用的在线学习工具——云课堂网页版!在这个数字化时代,我们随时随地都可以享受学习的乐趣,而云课堂网页版无疑是最佳的选择之一,无论是学生还是老师,都会爱上这款便捷、高效的学习平台! ? 功能特点: 实时互动:云课堂网页版支持实时音视频通话,让你与老师、同学轻松https://www.kaozhibao.com/post/155.html
7.数智赋能教学改革:全国AI教育教学应用实训营思政授课教师立德树本实训营将聚焦全球范围内高校在AI大模型教育教学方面的最新实践,探讨跨文化交流与AI技术的融合,并深入解析AI在教学设计、课堂讲授及评价反馈等多个环节的应用。我们还将利用AI工具帮助教师优化课程规划、丰富教学材料、改善在线教学方式,力求在每一个教学环节中实现智能化升级。介绍如何运用AI进行学科大模型的构建,探索https://www.163.com/dy/article/JJK136DB0553TKEZ.html
8.现代教育技术中心线上教学引导手册桂林理工大学老师可根据课程使用需求和选择相应的免费通讯工具,从而实现实时授课、师生讨论和课程辅助教学支持。 2.1工具选择与推荐 辅助教学推荐使用QQ、钉钉(本科生学生名单已经导入钉钉系统)及专门课堂教学类工具系统(雨课堂),不仅具有讲座功能,还支持考勤、作业,以及测试/考试。 http://xjzx.glut.edu.cn/info/1014/1743.htm
9.汽车租赁系统设计与开发:一站式信息管理解决方案简介:汽车租赁系统是一种集成化的信息管理系统,它优化了车辆、客户、租赁流程、财务和预约管理,提升了汽车租赁公司的效率和质量。本文详细介绍了系统的功能模块和技术实现,包括前端、后端、数据库管理和移动应用开发,强调了系统安全性和云服务的必要性。北大青鸟的IT课程可能包含此类系统的开发教学,培养学生从需求分析到https://blog.csdn.net/weixin_30978239/article/details/143444778
10.数字心理降教育与在线学习洞察分析.docx4.智能化:在线学习平台利用大数据、人工智能等技术对学生的学习行为和成绩进行分析,为教师提供精准的教学支持,同时也为学生提供个性化的学习建议。 在线学习平台在数字心理健康教育中的应用主要体现在以下几个方面: 1.提供心理健康知识普及:在线学习平台可以整合各类心理健康相关的课程资源,为用户提供系统、全面的心理健康https://www.renrendoc.com/paper/369716600.html
11.网络中心本次修订力求适应新形势、落实新政策、顺应“互联网+职业教育”发展趋势,将原《建设规范》共计7章内容扩展为11章,其中将原“应用服务”分为“教育教学”和“管理服务”两章,加强了职业教育教学中信息化对产教融合办学、校企合作人才培养、实验实训与顶岗实习、职业培训等的支撑要求;将原“基础设施”改为“支撑条件http://www.xtzy.com/wlzx/detail.jsp?public_id=153330
12.基于WebService技术的思政教育系统的设计与实现对系统主要支撑技术进行简要介绍,分析思想政治教育系统的设计目标和主要功能需求,并以此为基础将系统划分为系统导航模块、在线学习模块和后台管理模块三部分,对各部分功能进行详细介绍,阐述了系统主要功能模块的设计和实现,采用调查问卷的方法对系统的应用效果进行调查,结果表明系统运行状态良好,有助于促进思想政治教育教学https://www.fx361.com/page/2022/0916/10703391.shtml
13.?物联网应用技术专业2023级人才培养方案传感网应用开发等专业知识和技术;掌握信息产业链中大数据、计算机网络技术、软件技术、人工智能、数字媒体专业中的两种扩展技能所需的基础知识和基本技能;具备物联网应用技术专业职业岗位(群)所需的专业基本能力和专业技术应用能力,能够从事物联网系统设备安装与调试、物联网工程项目的规划、测试、维护、管理和服务、物https://www.cswu.cn/dsjyxxcy/2023/0619/c3737a71175/page.htm
14.祝智庭胡姣技术赋能后疫情教育创变:线上线下融合教学新样态为此,本文梳理了OMO教学模式的起源和发展走向,解析了OMO教学模式的内涵:兼容混合学习和混成学习模式,体验无缝学习,促进智慧学习;剖析了OMO教学模式的需求定位与发展机遇;随后,在时空关系、供需关系和结构关系视角下分析了OMO教学模式的典型应用与实践形态,并从场景、教学和技术三个维度提出了OMO教学模式设计的原则:支持https://www.eduwest.com/html/2021/qianyanlingyu_0330/402.html
15.XX大学XX校区智慧教学系统采购需求2、智慧教学系统将主要部署于XX大学XX校区6间教室中,应用于常规教学和中外合作办学要求6间教室部署所采购系统后应具备常规多媒体教学、高清录播、远程实时互动教学、自由分组无线投屏等功能,实现各种功能的自由组合,同时确保系统兼容性和稳定性,满足师生对不同教学模式的需求 3、由于我校原有一套远程互动教学系统,因此https://www.yxfsz.com/view/1709874349966725121
16.教学管理信息系统基本功能一览(通用8篇)应用层主要是系统的业务应用系统,包括基本农田业务管理、基础数据管理、数据更新、维护管理等。 四、系统功能设计 基本农田信息系统分为建库子系统、成果监管子系统和WEB发布子系统。 建库子系统:提供了建库工具和数据检查功能,辅助用户快速建立信息齐全、图属无误的基本农田划定数据库;同时提供初步的统计汇总功能,满足建https://www.360wenmi.com/f/filee6nr8l12.html
17.需求分析报告(通用12篇)综合文档6) 邮件列表:增加图片上传功能。 三、 功能模块 1、 信息发布 为本次改版最重要的应用系统,实现对全站网页内容的更新与维护。 拥有相关权限的用户进入我们的设计发布平台,管理发布内容,其中包括新闻、公告、信息的增加、修改、删除。 动态信息发布支持在线文字编辑,编辑结果所见即所得,以优化最终显示效果。同时可支持https://www.027art.com/fanwen/wendang/13436384.html
18.2020年教育信息化发展分析第一,优化网络与基础设施,确保线上教育的顺利进行。首先,加强市、区、校基础网络、数据机房、云服务、视频会议系统的运行维护与优化,为各类教育教学应用提供稳定可靠的运行环境。其次,完善网络安全制度建设,增强网络信息安全监管力度,开展网络安全教育宣传和人才培养。 https://www.ceeia.cn/news/detail_3517.htm
19.中学信息中心工作计划(通用17篇)2. 优化软件平台:升级学校信息管理系统,包括教务管理、学生信息管理、图书资源管理等,提高管理效率与数据安全性。同时,引入或开发在线学习平台,丰富教学资源,支持混合式教学模式。 3. 强化教师培训:组织定期的信息技术培训,提升教师信息技术应用能力,包括课件制作、在线教学工具使用、数据分析等,促进信息技术与教育教学的https://www.ruiwen.com/gongzuojihua/7490068.html
20.多功能室教学工作总结(精选15篇)多功能室教学工作总结 2 充分发挥电教室的功能,以加强信息技术管理和应用为重点,以科研为龙头,以发展为主题,以应用为抓手的基本工作思路,进一步推进我校教育信息化进程,以信息化带动教育现代化,切实提高我校全体师生的信息技术素养和信息技术应用能力,促进学校各项工作健康、协调、可持续发展,特制定本多功能室工作计划https://mip.yjbys.com/gongzuozongjie/jiaoxue/2516848.html
21.宜春市人民医院院内询价公告医院培训考试系统功能需求 1.登录信息展示 根据不同的登录者,显示对应该登录者的内容,包括: 1、?显示登录人姓名,工号,层级、学分。 2、?显示可填写的问卷调查。 3、?显示可阅读的规章制度。 4、?显示已发布的教学计划。 显示可以报名和参加的现场培训,可以点击进入报名。 http://www.ychospital.cn/ycsrmyy/tzgg/202307/933c0615487545ad9655d7b050e0dd9a.shtml
22.点宽学园DigQuant7.教学资源库:平台配套期货量化、股票因子挖掘、多因子分析、技术指标量化选股、人工智能量化研究等包含初级、中级、高级由浅入深的量化投资编程学习。 8.教学管理功能:平台支持全功能数字化教学,包括代码与讲义同屏同步展示,学生端课程安排、日程管理和作业布置功能。此外,平台内置自动策略评分系统,策略代码无需人工校验https://digquant.com/document/33