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人工智能给教育技术带来的变革

作者:未知

  摘  要:人工智能技术的蓬勃发展,必定会对教育产生极大影响。教育技术学作为教育学下的二级学科,更是首当其冲受到影响。文章采用文献分析法,首先对人工智能,人工智能教育进行了解析。接着,从教育技术学所受到的三个方面影响进行了阐述,分别是具体的应用-微课,远程教育,课程。最后,对教育技术学与人工智能的融合进行展望。
  关键词:人工智能教育;微课;远程教育;教育技术
  中图分类号:G434         文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)13-0059-02
  Abstract: The vigorous development of artificial intelligence technology is bound to have a great impact on education. As a secondary discipline under pedagogy, educational technology is the first to be affected. In this paper, the method of literature analysis is used to analyze artificial intelligence and artificial intelligence education at first. Then, it expounds the influence of educational technology from three aspects, namely, specific applications-micro-class, distance education, curriculum. Finally, the integration of educational technology and artificial intelligence is prospected.
  Keywords: artificial intelligence education; microcourse; distance education; educational technology
  1 人工智能及人工智能教育解讀
  1.1 什么是人工智能
  人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)发源于20世纪50年代,于1956年的美国达特茅斯学院会议上正式提出,发展至今已经成为一门涉及计算机科学、教育学、信息科学、心理学、哲学、认知神经科学、生理学等众多领域的交叉学科[1]。
  高婷婷[2]的研究认为:“人工智能既具有学科属性又同时具有技术属性,其学科属性体现在研究和模拟人类智能,其技术属性体现在模拟、延展和扩展人的智能”。贾积有[3]教授从人工智能与教育学习的角度将人工智能定义为:人工智能就是在以计算机为代表的机器上实现的人类教育,或者对机器实施教育。通过对国内的诸多学者关于人工智能的研究成果的阅读,笔者认为人工智能是在机器上实现人类智能。
  1.2 人工智能教育
  人工智能在教育领域的应用被称为Artificial Intelligence in Eduction(AIED)。闫志明等也将AIED称为EAI,即Educational Artificial Intelligence[1]。二者其实是相同的意思,只是不同的研究人员叫法不同。闫志明等[1]认为教育人工智能的目标有两个:其一是促进人工智能技术和自适应学习环境在教育领域之中高效运作。其二是用易于表达的方式表达教育学、心理学等学科中含糊不清的知识。王亚飞等[4]研究认为:智能教育应用是聚焦于人工智能在教育领域中创新应用的技术、模式和实践的集合。将智能教育应用划分为浅层(计算智能+教育)、中层(感知智能+教育)和较深层(特定领域认知智能+教育)三个层次。
  1.3 人工智能教育应用现状
  人工智能在教育领域的应用的学术成果主要有三类:第一类是信息技术领域研究者对人工智能的科普。第二类是教育技术学领域研究者对人工智能教育应用的美好理性与理论套索。第三类是系统开发或者实证研究。
  目前,人工智能在教育领域的主要应用有:机器人学习、深度学习,个性化学习、自适应学习、学习分析、情感计算、智慧教育、大数据等等。但在教育领域应用的最多的还是在学校教学和学校管理之中,如教育机器人、智能测评系统、Z+Z智能教学系统、智能导师系统、智能自适应学习系统等在教育中的应用,充分考虑了因材施教的教学方法,是每个学生有着个性化的发展,减轻教师的教学压力,达到科学的教育目的。
  2 人工智能与教育技术
  2.1 微课的改变
  微课(Microlecture),是指运用信息技术按照认知规律,呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源。传统意义上的微课需要进行以下几个流程:确定主题、录制视频、后期剪辑、打包发布。其中最耗费时间的是录制视频和后期剪辑两个环节,一段5分钟的微课视频,要经过繁琐的录制与剪辑环节,大大降低工作效率。
  2010年以后,人工智能取得了更好的发展。微课的自动生成已经不再是一种假设。科大讯飞就基于人工智能技术开发了微课自动生成系统——智慧微课[5]。该系统的微课自动生成主要有五个环节:(1)视频录制环节;(2)视频分割环节;(3)视频标注环节;(4)视频重组环节;(5)资源结构化环节。
  2.1.1 视频录制环节
  通过摄像头或者屏幕录制软件(Windows Media Encoder、超级捕快)进行画面的采集。目前,运动自动录播技术已经能够达成视频录制环节的自动化。该环节的优点是不需要专业的环境,专业的器材,很大程度上节约了器材的经费。   2.1.2 视频分割环节
  使用一定的规则或者方法进行视频的分割。该环节主要使用视频关键帧打点技术、视频镜头聚类技术和视频画面智能分析技术三种。这三种技术中比较难以实现的是视频镜头聚类技术,虽然以目前的理论来说没有问题,但实际效果还有待检验。另外两项技术即视频关键帧打点技术与视频画面智能分析技术通过比较成熟的录屏技术和基于PPT翻页的关键帧打点技术以及图像识别技术还是可以实现的。
  2.1.3 视频标注环节
  在理解视频的基础上对分割的视频进行语义说明,采用语义技术进行视频的自动标注。目前语义技术有两种:一是自动提取PPT中的标题,将其作为语义标注。但是该技术有一个缺点就是对于PPT的格式有着严格的要求,稍有差错,就需要人工进行辅助。二是智能语音识别技术,将教师的讲解内容自动转化为文字。
  2.1.4 视频重组环节
  利用成熟的语音关联技术,将分割的视频片段进行关联,在现有的条件下,语义本体库健全的情况下,该环节基本可以实现自动化。
  2.1.5 资源结构化环节
  在之前的四个环节基础上,利用语音关联技术,将知识点相同视频片段与文字、图片进行关联。该环节改变了传统的视频单一的不足,帮助学生更快更准确的定位学习重难点。
  2.2 远程教育
  目前,我国的远程教育正处于高速发展的阶段,人工智能技术作为一门当下十分火热的研究方向,在各个领域有着十分广阔的应用前景。在现代远程教育方面,也扮演者重要的角色,“人工智能技术+远程教育”之间产生的“化学反应”是1+1>2。
  由于人工智能技术的跨学科的性质,人工智能技术在远程教育中的研究还处于比较初级的阶段,不管是理论方面的成果还是实践应用方面的成果都比较少。笔者通过CNKI文献检索发现,研究人工智能技术与远程教育结合的文章有66篇,主要集中研究智能Agent、智能答疑、智能数据管理。
  吳吉义等[6]着重研究了远程教育智能网络教学平台、远程教育教学资源智能教学系统、智能仿真远程实验教学系统、远程教育智能化评测。高光来等[7]主要在基于智能技术的远程教育答疑系统进行了深度研究。李鸣华等[8]对远程教育的智能虚拟教室的设计展开了相应的理论研究。从以上等学者的研究来看,国内对于“远程教育的智能化”研究主要还是偏向于智能教育教学系统设计的理论研究,在实际教育教学中开展应用的少之又少。
  2.3 课程的改变
  教育技术学是一门涉及教育学、心理学、计算机科学的交叉学科,同时它也是一门不断汲取其他学科先进思想促进自身全方位发展的学科。人工智能技术的发展对教育技术这门学科来说,又是一次飞跃提升的契机。
  目前我国的教育从业人员,对于人工智能技术大都一知半解,懂技术的人不懂教育,懂教育的人不懂技术。这造成我国的中小学的人工智能的普及很难落到实处,相对于西方发达国家中小学人工智能教育的普及,我国就显得比较不足。
  教育技术学专业的学生恰巧涉及计算机学科和教育学科,这无疑是一个好消息。教育技术学培养课程的改变就显得尤为重要。目前大多数高校教育技术学主要设教育学理论、教学设计、数据库、编程语言等课程。但很少有学校开设人工智能的相关课程,根据朴姬顺教授研究得知教育技术学开设人工智能课程存在以下困难:(1)课程知识面狭窄,深度研究达不到理想情况。(2)课程的设计是纯粹的理论性,没有实践内容。(3)教学方法单一化。(4)院校认识度不够。
  当前高校毕业生逐年增多,就业前景更加严峻,复合型的人才就显得尤为重要,人工智能技术人才的需求缺口达到1000万,教育技术学开设人工智能课程百利而无一害,一方面可以为中小学培养更专业的信息技术老师,为中小学开设人工智能课程提供师资力量,拉近我国当前中小学人工智能课程与欧美发达国家的差距,另一方面,满足社会人才需要,提供复合型的人才,减轻教育技术学毕业生的就业压力。
  3 展望教育技术变革
  教育技术学的培养方向将会从五个方面突破到六个方面:教育技术、信息技术教育、教育媒体技术、教育软件与知识工程、远程教育、人工智能教育相关开发。前五个方向已经是极为成熟的培养方向,人工智能教育相关开发是笔者经过思考之后得出的,人工智能教育相关开发它既是一个独立的培养方向,也是一个融入于之前五个培养方向的培养方向。它独立在有着一套自己课程体系,融入在他也在远程教育等方面发挥作用,例如远程评测问题,数据分析优化教学设计等等。
  成熟的新培养方向,将会使本学科研究人员具有更加全面的能力研究我国教育教学中所面临的问题,开发出适应我国不同地区不同民族的智能教学系统。解决懂人工智能技术的,不懂教育,懂教育的不懂技术的尴尬局面。
  4 结束语
  人工智能技术在未来的二十年间将会迎来又一次的飞跃发展,也会间接的影响诸多学科的发展,影响最大的还是教育行业。人工智能技术自诞生之日就与教育结下了不解之缘。教育技术学作为教育学下的二级学科,一门跨领域的学科,更会在这次飞跃的发展之中,迎来新的一次突破。
  参考文献:
  [1]闫志明,唐夏夏,秦旋,等.教育人工智能(EAI)的内涵、关键技术与应用趋势:美国《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》报告解析[J].远程教育杂志,2017(1):28-30.
  [2]高婷婷,郭炯,等.人工智能教育应用研究综述[J].现代教育技术,2019(1):11-17.
  [3]贾积有.人工智能赋能教育与学习[J].远程教育杂志,2018(1):39-47.
  [4]王亚飞,刘邦奇,等.智能教育应用研究概述[J].现代教育技术,2018(1):5-11.
  [5]乐会进,贺胜,王丽红,等.智慧微课:基于人工智能的微课自动生成系统[J].现代教育技术,2018(11):5-11.
  [6]吴吉义,平玲娣,等.人工智能在现代远程教育中的应用研究[J].中国远程教育,2008(12):66-69.
  [7]高光来,王玉峰,等.基于智能技术的远程教育答疑系统研究[J].中文信息学报,2003(6):53-59.
  [8]李鸣华.面向远程教育的智能虚拟教室的设计[J].中国电化教育,2008(6):97-101.
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