AI自适应学习崛起算法ai大模型人工智能

2024年1月3日,麦可思《中国-世界高等教育趋势报告(2023)》正式发布。报告聚焦近年来中国高等教育呈现出的重大变化趋势,以及全球大学的办学实践。从真实的数据、实例出发,归纳趋势,展现案例,总结经验,旨在为中国高校带来启示,迎接即将到来的全新挑战。以下全文摘自《中国-世界高等教育趋势报告(2023)》:

有机构预测,到2025年,全球范围内将有超过50%的高校采用AI驱动的自适应学习技术。未来,人工智能驱动的自适应学习平台有望为高等教育领域带来深远变革。

随着“互联网+”和教育信息化时代的快速发展,学习信息资源正以指数形式增长。学习者需要在大量而庞杂的信息中快速有效地找到适合自己的学习资源,因此,个性化学习应运而生。

自《斯坦福大学2025计划》提出“以学生为中心”,为学生的发展提供“自适应”的引领和支撑体系以来,越来越多的大学开始推广个性化的学习策略,并结合教育数字化技术使用自适应学习平台提高学生的学习效率。我国从2012年的《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》中就提出,教学变革要在改变学生的多样性、个性化学习方面取得突破,为所有学生提供个性化学习的信息化环境和服务。

美国高等教育信息化协会EDUCAUSE发布的2023年十大高等教育趋势(2023HigherEducationTrendWatch)中,有三个趋势都提到了高等教育数字化的扩大应用以及使用更多的在线学习工具进行高等教育转型。2022年,人工智能和大型语言模型(LargeLanguageModel)的跨越式发展也为自适应学习平台注入了新的变革力量,这类个性化学习的数字系统,正在逐渐改变着高等教育的未来。

自适应平台成“新老师”

在互联网技术高速发展的21世纪,教育数字化的出现给个性化学习提供了一位量身定制的“私人教师”。由于在传统的课堂教学模式下教师很难做到兼顾每一位学生的个性,借助一种智能学习平台,帮助其因材施教,解决学生个性化学习的问题就显得尤为必要。

一些海外权威机构也对自适应学习平台在未来的使用趋势进行了预测和分析。例如,著名咨询公司CapgeminiConsultant发布的《数字化转型:十亿美元教育机构的路线图》(Digitaltransformation:Aroadmapforbillion-dollareducationorganizations)报告指出,全球高等教育自适应平台市场呈现出快速增长的趋势,预计未来几年将继续保持快速增长的态势。报告还指出,自适应学习技术能够根据学生的个体差异和需求提供个性化的学习方案,提高学生的学习效果和学习体验。此外,德勤的报告中也指出,自适应学习技术能够提高教师的教学效率和质量,会为高等教育领域带来巨大的变革和影响。

自适应学习平台被多方看好,并不仅是因为科技和个性化教育的简单结合,实际上,高等教育中适应性学习的有效性已经在许多研究中得到了证实。适应性学习在改善学习效果、提高学生参与度、提高课程保留率、满足学生的多维度学习需求上都有着更多的优势。

2022年昆士兰科技大学(QueenslandUniversityofTechnology)的一项追踪学生三年使用适应性学习平台的研究表明,适应性学习可以公平地满足所有学生的需求,还可以改善成绩之外的教育行为。研究指出,该校一些课程在适应性学习平台介入后,学生的参与度和学习效果以及课程保留率都有了显著提升,认真完成适应性学习后的学生在考试中表现更好。一项亚利桑那州立大学(ArizonaStateUniversity)的研究也表明,一些课程实施自适应学习工具后,学生及格率提高了约18%,学生退学率下降了47%。这个自适应学习项目已帮助该大学保住了12,000,000美元的学费损失。

AI驱动高速迭代潮

随着ChatGPT等生成式人工智能的面世,这类基于人工智能(AI)驱动的大型自然语言处理模型的强大功能,给许多领域都注入了新活力。这也让一些研究者意识到,将人工智能集成到自适应学习系统中,让教育者可以通过机器学习和预测分析来实现个性化教育,并且为学习者提供高效、定制的和精简的学习体验,将成为未来数字教育的一股变革力量,有着彻底改变教育的潜力。

根据权威IT咨询公司Gartner的报告,到2025年,全球范围内将有超过50%的高校采用AI驱动的自适应学习技术。这种技术的广泛应用将为高等教育带来巨大的变革,并为学生提供更加个性化的学习体验。

现有的许多研究都证明了人工智能在自适应学习中对学生的有益应用影响和对改善教育实践的帮助。当学生使用人工智能支持的适应性学习平台分析和实时分析时,他们会表现得更好并理解更多知识。

其他自适应学习平台的创新模式各不相同。Knewton以“智能适应”为核心,通过分析学生的学习数据和行为来提供定制化的学习路径和反馈,Knewton的一项研究还发现,与未使用该程序的学生相比,使用人工智能驱动的自适应学习程序的学生的考试成绩提高了62%;Duolingo作为一个多语言学习平台,利用人工智能算法来改变指令的速度和内容,通过使用基于游戏的结构进行个性化语言教学;Udacity以“职业导向”为核心,提供职业导向的课程和培训;而Coursera则以“开放式在线课程”为基础,提供在线的自适应学习课程和混合式教学模式。这些自适应学习平台都注重个性化、实用性和便捷性等方面的创新,并通过利用人工智能、大数据等技术不断优化学习路径、提高学习效果和改善学习体验。同时,这些平台也在校企合作等方面进行布局,来扩大自己的影响力和市场份额。

人工智能驱动的自适应学习平台使教育机构能够有效地分析大型数据集,完善评估和反馈机制,并为不同偏好的学生群体优化学习路径,这些功能都可以为教师减轻负担,并提高评估的效率和质量。例如,一些平台通过分析学生的作业完成情况、测试成绩、讨论参与度等数据,为每个学生提供定制化的学习方法和反馈,不断优化自适应学习算法和课程设计。同时也可以预测学生的学业表现和学习困难点,及时调整学习计划和提供各个阶段的个性化辅导。一些平台还提供了学生自我评估的选项,让学生可以更好地了解自己的学习进度和能力水平,还能通过整合丰富的学习资源和交流平台,激发学生的学习兴趣和动力。

全新的潜力股:创新与挑战

高等教育领域在线学习的市场潜力巨大。MarketResearch发布的预测显示,到2026年,全球电子学习产业预计将达到3369.8亿美元;Statista的最新研究也表明,39%的美国本科生和52%的美国研究生认为在线大学教育优于课堂学习。因此,AI驱动的自适应学习平台或能因为其独有优势为教育带来深远变革。

在未来,人工智能驱动的自适应学习平台可以基于大数据训练出更有效和深入的学习模式,根据每个学生独特的兴趣、能力、进度和目标等,提供定制化的学习服务,满足学生的个性化需求。此外,还可以通过收集和分析学生大量的学习数据,识别学生的优劣势,推荐更个性化的资源和策略,调整难度和速度,激发学生的潜力和创造性。同时,自适应学习平台可以基于大型语言模型(LargeLanguageModel)训练并自动批改作业、检测剽窃、预测成绩,减轻教师负担,提高评估的效率和质量。例如目前正在研发的自动论文评分(AEG)和自动简答评分(ASAG)模型。

另外,自适应学习平台还可以提供多媒体、多模态、多语言的学习支持,满足不同学习者的个性化需求,同时通过虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)等技术,创造出沉浸式、情境式、模拟式的学习环境,让学生在虚拟与现实之间自由切换,感受不同领域和文化的知识与体验。

然而,人工智能驱动的自适应学习在实践中还可能会面临若干挑战。

首先,自适应学习平台在运作中需要大规模收集并分析学生数据,这可能会引发严重的隐私和安全问题。

其次,自适应学习平台的实施需要较高的技术投入,且技术难度较大。如何降低技术成本并提高实施效率,是一个重大的挑战。

第四个问题是,尽管人工智能在自适应学习领域具有巨大的潜力,但仍然存在局限性。例如,人工智能无法完全取代人类的判断力和创造力,对于一些复杂的问题和情境,人工智能的应对能力还有待提高。

在我国,人工智能驱动的在线学习平台总体上还处于前期的高速发展阶段。随着人工智能的发展和应用深入,以及教育数字化趋势加强,人工智能驱动的自适应学习也将更为普遍,在此过程中我们需要不断探索和创新,克服挑战,以实现人工智能在自适应学习领域的更广泛应用和发展。

主要参考文献:

[1]付宇博,曾致中.个性化在线学习系统的发展现状及前景分析[J].中国教育信息化,2018(4):9-14.

[2]韩建华,姜强,赵蔚,刘东亮,BISWASG.智能导学环境下个性化学习模型及应用效能评价[J].电化教育研究,2016(7):66-73.

[3]周海波.基于自适应学习平台促进学生个性化学习的研究[J].电化教育研究,2018,39(04):122-128.DOI:10.13811/j.cnki.eer.2018.04.018.

[4]Alam,A.(2022).Employingadaptivelearningandintelligenttutoringrobotsforvirtualclassroomsandsmartcampuses:reformingeducationintheageofartificialintelligence.InAdvancedComputingandIntelligentTechnologies:ProceedingsofICACIT.2022(pp.395-406).Singapore:SpringerNatureSingapore.

[5]Alqahtani,T.,Badreldin,H.A.,Alrashed,M.,Alshaya,A.I.,Alghamdi,S.S.,binSaleh,K.,...&Albekairy,A.M.(2023).Theemergentroleofartificialintelligence,naturallearningprocessing,andlargelanguagemodelsinhighereducationandresearch.ResearchinSocialandAdministrativePharmacy.

[6]Fang,Y.,Ren,Z.,Hu,X.,&Graesser,A.C.(2019).Ameta-analysisoftheeffectivenessofALEKSonlearning.EducationalPsychology,39(10),1278-1292.

[7]Joshi,M.(2023).AdaptiveLearningthroughArtificialIntelligence.AvailableatSSRN4514887.

[8]Vincent-Ruz,P.,&Boase,N.R.B.(2022).Activatingdisciplinespecificthinkingwithadaptivelearning:Adigitaltooltoenhancelearninginchemistry.PloSone,17(11),e0276086.

[9]Westerman,G.,Calmejane,C.,Bonnet,D.,etal.,(2020).“DigitalTransformation:ARoadmapforBillion-DollarOrganizations,”CapgeminiConsultingandMITCenterforDigitalBusiness,Nov.17,2020,www.capgemini.com.

[10]Waters.J.K.(2020).CampusTechnology:TheGreatAdaptiveLearningExperiment.MountainView,CA.

[11]Yanckello,R.&BrownM.(2023)“HypeCycleforHigherEducation,2023”,Gartner.

THE END
1.人工智能与教育:实现个性化教学的未来本文探讨了人工智能如何与教育相结合,通过机器学习、自然语言处理等技术实现个性化教学,介绍了核心算法原理、操作步骤和数学模型,如逻辑回归、聚类和深度学习,并展望了未来发展趋势和面临的挑战。 摘要由CSDN通过智能技术生成 1.背景介绍 人工智能(Artificial Intelligence,AI)是计算机科学的一个分支,研究如何让计算机模拟人https://blog.csdn.net/universsky2015/article/details/135810735
2.基于知识图谱和图嵌入的个性化学习资源推荐针对现有方法存在的可解释性差、推荐效率和准确度不足等问题, 提出了一种基于知识图谱和图嵌入的个性化学习资源推荐方法, 它基于在线学习通用本体模型构建在线学习环境知识图谱, 利用图嵌入算法对知识图谱进行训练, 以优化学习资源推荐中的图计算效率. 基于学习者的学习风格特征进行聚类来优化学习者的资源兴趣度, 以https://c-s-a.org.cn/html/2023/5/9068.html
3.人工智能技术赋能个性化学习:意蕴,机制与路径从学习者基础数据,智能决 策与个性服务,学习模型建构的动态层级 关系看,人工智能技术赋能个性化学习的实践路径为:以数据挖 掘精确绘制学习者个体数字 画像,引导量化自我与量化学习;以人工智能的推荐算法与学习适应管理系统 ,实现智能决策与个性化服务 ;通过机器学习构建深度学习的人本生态系统 ,促进学习从浅表走向纵深 http://gxss.magtech.com.cn/CN/article/downloadArticleFile.do?attachType=PDF&id=2425
4.当传统联邦学习面临异构性挑战,不妨尝试这些个性化联邦学习算法第二篇文章重点解决模型异构性的问题[7],作者提出了一种引入 Moreau Envelopes 作为客户机正则化损失函数的个性化联邦学习算法(pFedMe),该算法有助于将个性化模型优化与全局模型学习分离开来。最后,第三篇文章提出了一个协同云边缘框架 PerFit,用于个性化联邦学习,从整体上缓解物联网应用中固有的设备异构性、数据异构https://www.jiqizhixin.com/articles/2020-09-23-7
5.学生的个性化学习研究,为差异化教学提供新思路!RAD极客会学生的个性化学习研究,为差异化教学提供新思路! 摘要 在数字化环境中,学习是对信息进行收集、汇聚、存储、共享和创造的过程,不仅涉及个体学习行为,也涉及群体行为,影响着个体知识建构过程。大数据背景下,基于AprioriAll算法,挖掘分析相同或相近学习偏好、知识水平的同一簇群体学习行为轨迹,并以学习者特征与学习对象媒体类型https://www.shangyexinzhi.com/article/4436551.html
6.有哪些常用的个性化推荐算法–PingCode个性化推荐算法主要用于分析用户行为、偏好和需求、以提供定制化的产品或服务推荐。最常用的个性化推荐算法包括协同过滤(Collaborative Filtering)、内容推荐(Content-Based Filtering)、混合推荐(Hybrid Recommender Systems)、矩阵分解(Matrix Factorization)、基于深度学习的推荐算法(Deep Learning-Based Recommender Systems)等。https://docs.pingcode.com/ask/201524.html
7.推荐算法学习笔记(一)——推荐算法(RecommendedAlgorithms)概述Youtube 基于深度学习的推荐算法: 论文:[《DeepNeuralNetworksforYouTubeRecommendations》](https://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/zh-CN//pubs/archive/45530.pdf)论文理解:-### 实现code: 2 非个性化推荐 2.1 基于规则的推荐 思想:https://www.jianshu.com/p/1464eab67711
8.人工智能教育应用的伦理风险及其应对研究摘要:人工智能教育应用的伦理议题主要包括教育大数据引发的隐私安全问题、智能机器对人类教师职业造成的威胁、个性化学习算法存在的伦理冲突、教育领域数字鸿沟带来的伦理危机、智能教育发展对社会美德的冲击等多方面的伦理问题。究其成因,与技术主体的职业素养“失守”、伦理自主性受限,用户技术崇拜、能动性丧失以及社会层面https://www.fx361.com/page/2022/0311/10128652.shtml
9.PerFedAvg:联邦个性化元学习腾讯云开发者社区使用元学习和多任务学习来实现个性化并不限于MAML框架,还考虑了一个训练单个全局模型和局部模型的框架,为每个用户提供个性化的解决方案;以及另一论文作者提出了一种自适应联邦学习算法,该算法学习局部和全局模型的混合作为个性化模型。 ▊通过模型不可知论的元学习进行个性化联邦学习 https://cloud.tencent.com/developer/article/1984162
10.两位数加减两位数的教学反思(精选41篇)2、尊重学生个性化学习,体现算法多样化 在学生运用两位数加两位数的口算解决实际问题时,由于学生生活背景、自身思维方式的不同,口算的方法也必然多样化。在实际教学中,我就尊重学生,承认学生的个体差异,使学生在交流中体验算法多样化,并努力使学生内化、完善自己的计算方法。如在解决乘船问题的过程中,当学生列出算式23+https://www.jy135.com/jiaoxuefansi/904869.html
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14.两位数加减两位数的教学反思范文(精选20篇)学习的最好的刺激,就是对学习材料的兴趣。本节课通过让学生感受春天,提供了乘船去鸟岛春游的生活情境,同时充分利用情境,引导学生积极思考,让学生发现问题,提出问题,激发学生的学习兴趣,让学生体验到生活与数学的密切联系,激起学生急于解决问题的欲望。 2、尊重学生个性化学习,体现算法多样化 https://www.ruiwen.com/jiaoxuefansi/6345473.html
15.智能降管理——开启降领域新时代瞪羚云长城战略咨询方式:依托机器学习算法及其他技术建立糖尿病精准模型。 案例:健安华夏建立了基于血糖预测/营养建议的精确糖尿病模型,可预测血糖数据及影响因素,提供个性化控糖方案,实现对糖尿病患者持续、高效管理。 (三)数据库技术与健康要素检测(人工智能+基因型+健康管理) https://www.chinagazelle.cn/news/detail/45e80a28ed074d97b8a56b4ffba42e6d
16.谢浩然等人工智能赋能个性化学习:E同时,传统的协同过滤算法亦采用浅层模型因而无法学习到用户和项目的深层次特征。基于本体的推荐系统用于克服冷启动问题并提高推荐的个性化。基于社交网络的推荐系统的算法机制是基于社交网站上用户与好友之间的信任度而进行的推荐决策。随着数据获取技术的发展壮大,互联网中蕴含的丰富的用户行为及个性化需求信息的可获取性不https://aidc.shisu.edu.cn/66/27/c11041a157223/page.htm
17.人工智能教育博士课题.pdf特征和需求进行个性化教学的功能。研究内容包括: 1.个性化学习算法的设计与优化:针对教育领域的特性,设计并优 化适合于该领域的个性化学习算法,提高学习者的学习效率和学习效 果。 2.学习路径规划:通过分析学习者的特征和需求,为其规划合适的 学习路径,实现个性化教学。 3.学习效果评估:通过机器学习和数据挖掘等技术https://max.book118.com/html/2024/0111/8137110021006025.shtm
18.构建个性化学习之路:开源网校系统的教育资源分配策略为了更高效地进行资源分配,系统中的内容通常会被打上各种标签,如难度级别、知识点、题型等。结合学习者的画像,智能推荐算法可以在海量的学习资源中快速匹配适合当前学生的学习材料,实现资源的个性化分配。 4、自适应学习路径的生成 除了单次的资源推荐外,系统还能够根据学生的长期表现,动态调整其学习路径。这意味着如果https://www.xiaoe-tech.com/extendRead/2683.html
19.隐私计算中的联邦学习联邦学习正在应用到更多类型的数据和问题领域,甚至已经被认为是隐私计算的重要方式,即面向AI的隐私保护手段,个人精力所限,本文没有涉及联邦学习中个性化、健壮性、公平性和系统实现的挑战。关于联邦学习的实践,TensorFlow Federated 或许是一个不错的起点。 https://www.51cto.com/article/718508.html
20.3分钟轻松了解个性化推荐算法推荐这种体验除了电商网站,还有新闻推荐、电台音乐推荐、搜索相关内容及广告推荐,基于数据的个性化推荐也越来越普遍了。今天就针对场景来说说这些不同的个性化推荐算法吧。 说个性化之前,先提一下非个性化。 非个性化的推荐也是很常见的,毕竟人嘛都有从众心理,总想知道大家都在看什么。非个性化推荐的方式主要就是以比较https://www.cda.cn/view/16737.html
21.智能+”校园:教育信息化2.0视域下的学校发展新样态综合考虑当前的技术成熟度条件及校园具体业务需求模型,我们认为,“智能+”校园有人工智能精准教学、人工智能安保、人工智能学习工具、适应性学习环境、人工智能辅助决策、人工智能辅助评估、人工智能心理服务与人工智能沟通等八大应用场景。每个应用场景又对应具体的AI服务,在AI技术和AI数据的支撑下,实现对师生个性化需求的智http://tx.nxeduyun.com/index.php?r=space/school/theme/content/view&id=1048892
22.人工智能能给APP软件开发带来哪些改变?3. 机器学习优化用户体验: 机器学习算法在APP开发中广泛应用于优化用户体验。通过学习用户行为和反馈,APP可以不断调整界面布局、推荐内容、推送通知等,以满足用户需求。这种个性化的优化可以提高用户的满意度,增加用户黏性,同时提高APP的活跃度。 4. 图像识别和增强现实: http://www.apppark.cn/t-50324.html
23.科学网—[转载]联邦学习算法综述摘要:近年来,联邦学习作为解决数据孤岛问题的技术被广泛关注,已经开始被应用于金融、医疗健康以及智慧城市等领域。从3个层面系统阐述联邦学习算法。首先通过联邦学习的定义、架构、分类以及与传统分布式学习的对比来阐述联邦学习的概念;然后基于机器学习和深度学习对目前各类联邦学习算法进行分类比较和深入分析;最后分别从通信https://blog.sciencenet.cn/blog-3472670-1280769.html