AIED技术支持下的适应性教育模式的构建及应用
发布时间：2019-11-10 23:12
【摘要】：如何利用人工智能技术推动教育的发展,促进教育人工智能与适应性教育模式之间的有效融合,是文章研究的重点。针对这一问题,文章首先对人工智能、教育中的人工智能(Artificial Intelligence in Education,AIED)这两个概念进行了解析,并分析了国内外有关AIED技术的研究现状;随后,文章分析了AIED技术的三大应用场景;最后,文章构建了AIED技术支持下的适应性教育模式,并以音乐教育领域的陪练机器人Elomemo为例进行了实践应用。AIED技术支持下的适应性教育模式的构建及应用,旨在满足适应性学习环境的真实需求,革新传统教育模式,形成动态可持续的循环智能教育联动新体系,以期更好地促进教育人工智能与教育教学的深度融合。
【图文】：
习能力，而且在提高学生学习兴趣及参与度的同时，能帮助学生快速定位到适合自己的学习方法，使学生真正成为学习内容的主导者。KhanAcademy平台为学习者提供了自适应练习系统。教师根据学习者观看的课程和做过的练习，能够掌握学习者对每一个问题的完整练习记录，如图1所示。教师依据练习记录，可以明确学习者对课程知识点的掌握程度及存在的问题，进而提供有针对性的、高质量的解决方案。而利用人工智能进行自适应学习，学习者可以获得适合自己学习节奏的、具有一定合理难度的课程和习题等，从而提升学习效果和学习效率。图1KhanAcademy平台上“基本三角学”课程的学习记录2智能专家系统智能专家系统是人工智能应用于教育领域的另一个重要场景，主要依托数字化经验与知识库技术解决复杂的问题，如自动评测、自动应答等。以往大多数在线系统只能解决一些封闭式回答的问题，而对于开放式问答或者论文式题目等无法给出有效的反溃通过运用智能专家系统，学生可以获得师生在线给出的全面评价，并据此实时改进自己的学习表现、提升自己的学习效能。
Vol.27No.11201715批改网就是一个以自然语言处理技术和语料库技术为基础的在线自动评测系统，它可以分析学生的英语作文和标准语料库之间存在的差距，进而对学生的作文进行即时评分，并提供改善性建议和内容分析结果[11]，如图2所示。通过人工智能技术实现的即时评价方式，，不再局限于封闭式的评价方式，而是可以通过开放的形式，对学生类似于论文式的学习给出有效反馈和评价。图2批改网上某篇英语作文的评分和点评图3TangramforOsmo的游戏体验3特定领域按照教学场景的不同，人工智能解决方案也可以在STEAM等相关领域不断深入应用，如足球机器人、机器竞技等。数据化程度最高的是练习，而练习对于提升学习效果非常重要，尤其是与实践相关的艺术、运动、音乐等往往需要搭配各传感器的智能硬件来完成练习。Osmo是一款针对5～12岁儿童开发的教育类游戏软件，它利用巧妙的AI视觉技术，将IOS移动设备与传统游戏相结合，创造了融合现实世界和虚拟技术的、超越屏幕的独特游戏体验，以锻炼儿童的空间思维能力。TangramforOsmo则主要针对5～12岁儿童，首先通过底座和镜头架将iPad安置好，将iPad面前2张A4纸大小的地方变成可交互的游戏区域；随后，儿童在这片区域的拼接操作会实时地反馈到iPad上的游戏应用中，屏幕也会随之提供反馈信息；最后，iPad会根据儿童的操作进行提示或者予以奖励，并根据儿童目前的操作水平显示一些相对复杂的积木堆积形状，以指导儿童进行更高难度的游戏，如图3所示。随着特定领域中人工智能的不断演进，学习者逐渐从被动型转为主动型，参与的积极性也大为高涨。四AIED技术支持下的适应性教育模式1理论指导如果将传统教育比喻为“虎”，那么人工智能与教育教学的深度融合就无疑“如虎添翼”。适应性学习在学习环境、教学方式
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习能力，而且在提高学生学习兴趣及参与度的同时，能帮助学生快速定位到适合自己的学习方法，使学生真正成为学习内容的主导者。KhanAcademy平台为学习者提供了自适应练习系统。教师根据学习者观看的课程和做过的练习，能够掌握学习者对每一个问题的完整练习记录，如图1所示。教师依据练习记录，可以明确学习者对课程知识点的掌握程度及存在的问题，进而提供有针对性的、高质量的解决方案。而利用人工智能进行自适应学习，学习者可以获得适合自己学习节奏的、具有一定合理难度的课程和习题等，从而提升学习效果和学习效率。图1KhanAcademy平台上“基本三角学”课程的学习记录2智能专家系统智能专家系统是人工智能应用于教育领域的另一个重要场景，主要依托数字化经验与知识库技术解决复杂的问题，如自动评测、自动应答等。以往大多数在线系统只能解决一些封闭式回答的问题，而对于开放式问答或者论文式题目等无法给出有效的反溃通过运用智能专家系统，学生可以获得师生在线给出的全面评价，并据此实时改进自己的学习表现、提升自己的学习效能。
Vol.27No.11201715批改网就是一个以自然语言处理技术和语料库技术为基础的在线自动评测系统，它可以分析学生的英语作文和标准语料库之间存在的差距，进而对学生的作文进行即时评分，并提供改善性建议和内容分析结果[11]，如图2所示。通过人工智能技术实现的即时评价方式，，不再局限于封闭式的评价方式，而是可以通过开放的形式，对学生类似于论文式的学习给出有效反馈和评价。图2批改网上某篇英语作文的评分和点评图3TangramforOsmo的游戏体验3特定领域按照教学场景的不同，人工智能解决方案也可以在STEAM等相关领域不断深入应用，如足球机器人、机器竞技等。数据化程度最高的是练习，而练习对于提升学习效果非常重要，尤其是与实践相关的艺术、运动、音乐等往往需要搭配各传感器的智能硬件来完成练习。Osmo是一款针对5～12岁儿童开发的教育类游戏软件，它利用巧妙的AI视觉技术，将IOS移动设备与传统游戏相结合，创造了融合现实世界和虚拟技术的、超越屏幕的独特游戏体验，以锻炼儿童的空间思维能力。TangramforOsmo则主要针对5～12岁儿童，首先通过底座和镜头架将iPad安置好，将iPad面前2张A4纸大小的地方变成可交互的游戏区域；随后，儿童在这片区域的拼接操作会实时地反馈到iPad上的游戏应用中，屏幕也会随之提供反馈信息；最后，iPad会根据儿童的操作进行提示或者予以奖励，并根据儿童目前的操作水平显示一些相对复杂的积木堆积形状，以指导儿童进行更高难度的游戏，如图3所示。随着特定领域中人工智能的不断演进，学习者逐渐从被动型转为主动型，参与的积极性也大为高涨。四AIED技术支持下的适应性教育模式1理论指导如果将传统教育比喻为“虎”，那么人工智能与教育教学的深度融合就无疑“如虎添翼”。适应性学习在学习环境、教学方式
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4 毛成;王s
本文编号：2559075
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