随着科技创新的不断发展,目前人工智能在工业、医疗、军事等领域被广泛应用,但在教育领域也有一定的发展潜力,如智慧教室、智慧图书馆、虚拟课堂、仿真模型教学等。
1.人工智能在教育领域的研究现状
通过对收集的文献整理和分析,简单回顾了人工智能在教育领域研究的历史进程。王正旋[1]1984年在中文期刊上首次发表“人工智能技术在教育中的应用”谈到了人工智能方法和理论在计算机辅助教学中的具体应用,此后20年人工智能在教育领域并没有快速进步,直到21世纪10年代,随着人工智能的快速兴起,智慧教室、智能教育机器人、仿真教学等人工智能产品被运用到教育领域,同时研究人员的增多与科研机构的重视,人工智能在教育领域的重视程度和热度发生了质的变化,逐渐有了新的研究方向。
通过分析发表的文献,得出1984-2015年相关发表的学术文献在逐步增加,但研究程度相对较低,研究内容涉及范围较窄。随着人工智能的快速发展和在教育领域的不断应用,2016-2021年相关发表的文章呈现了爆炸式的增加,其中2019-2021年占据了所有的文献的74.5%,且相关论文都是实际谈论到人工智能在教育领域不同方向的具体应用。这表明随着人工智能的进步,教育领域的研究方向也在不断扩展,也在教育领域涌现出新的研究方向。
2.人工智能在教育领域的应用现状
2.1高等教育
1)虚实现实技术(VR)。虚拟现实技术在教育上主要用于虚拟校园、虚拟教学和虚拟培训方面。通过人工智能技术,利用计算机模拟实际实训环境,实现学生足不出户体验接近实际的仿真教学,增加学生上课的体验感和获得感。用EONReality公司开发的一系列仿真教学模型(动物解剖模型、植物成长生态环境变化模型、宇宙中星球间的关系模型),对于学生的沉浸式体验和注意力有了极大的改善[2]。
2)智慧图书馆。智慧图书馆是高等教育中将智能技术用于图书馆的规划建设,具有知识共享性、服务高效性和使用便利性的特点,是高等教育中将人工智能技术运用到位的智能化建筑。智慧图书馆可以实现全面智能化管理,学生可以进行在线座位的预约、图书的检索和实时图书馆场景的观察,改变传统的线下低效模式,减少时间和空间的对学生的影响。利用虚拟现实技术,增强学生读者与图书馆的交流互动,提高学生对图书馆归属感和满意感。图书馆可视化平台可以记录学生阅读习惯和阅读时间,通过可视化分析,为学生及时推送具有定制化的书单,丰富学生的阅读兴趣[3],提高学生的阅读质量,加强自身的知识涵养。
2.2学前教育
1)智能教育机器人。对于幼儿来说,智能教育机器人是为了激发幼儿学习的积极性、趣味性和创新性,可以实现人机知识上的互动的智能产品。但作为人工智能下的产品,教育机器人缺乏人类的情感,对于儿童人格、情商和感情培养有一定的局限性[4]。目前教育机器人在幼儿教育方面多以固定知识辅导为主,功能新还需提高与改进。
2)幼儿教育智能系统。幼儿教育过程中使用的智能信息化系统[5],该智能系统主要应用在三方面,一是利用虚拟现实技术和3D技术,打造立体和交互式的学习场景,通过不同场景的体验,让幼儿身临其境,培养幼儿学习的兴趣性、主动性和积极性;二是利用生物特征识别技术,可视化的掌握每一位幼儿在校的学习、饮食和生活的信息,并建立个人信息数据库,利用智能系统分析结果,帮助教师因材施教,同时也可以帮忙家长及时掌握幼儿动态。三是利用远程视频技术,实现校园与家庭的网上互动,及时得到家长的有效反馈。
3)虚拟仿真游戏。利用人工智能技术,打造适应儿童开放的游戏框架和环境,培养幼儿的立体思维和不同场景下解决问题的能力的智能游戏。例如:培养儿童手脚协同能力的操作游戏、培养眼手协同的观察能力的闯关游戏、锻炼自我解决困难的主动性、提高记忆力的动手游戏和读写能力的文字游戏等[5]。
3.人工智能在教育领域的建议
1)个性化的学习推荐。利用智能化教学平台,在保障隐私安全的前提下,全面收集数据,从而为个性化教育提供了技术支持。根据学生的需求和能力,量化分析学生的个性信息情况,同时利用人工智能的生物识别特征技术来精准判断需求者的学习状态和学习习惯等特点,因材施教,为学生提供针对性知识图谱和定制化学习方案。
2)数据结构化和共享化。教育领域目前掌握了大量的基础数据,为人工智能在教育方面的研究奠定了基础,但目前数据整体缺乏系统的结构化和分享性,对于数据的运用缺乏普遍性和适应性,深度挖掘数据不够,只能体现出数据大,不能体现出人工智能的“大数据”,因此合理的剔除无关数据,加强主要数据的结构化和共享化,这样对于智能教育有着重要意义和价值。
4.结束语
在人工智能快速发展的21世纪,人工智能在教育领域方面的应用研究取得了一定的成果,如智慧教室、智慧图书馆、仿真教学等,但对比人工智能在工业领域、医学领域的研究深度方面还存在较大差距。因此需要牢牢把握21世纪的时代机遇,培养和建立复合型人才队伍梯队,实现人工智能在教育领域方面的重大突破,推动教育领域的不断发展。
参考文献:
[1].王正旋.人工智能技术在教育中的应用[J].计算机科学,1984(02):33-34+16.
[2].陈凯泉,沙俊宏,何瑶,王晓芳.人工智能2.0重塑学习的技术路径与实践探索——兼论智能教学系统的功能升级[J].远程教育杂志,2017,35(05):40-53.
[3].杨洁琼.人工智能在智慧图书馆建设中的应用[J].数字通信世界,2022,(09):121-123.
[4].赵淑霞.人工智能在在线少儿教育中的应用现状研究[J].中国教育信息化,2021(21):39-44.
[5].苏晓娟,胡国强.人工智能在幼儿教育中的应用、挑战与对策[J].中国现代教育装备,2020,(20):63-67.