教育学-人工智能教学应用研究综述.doc

人工智能教学应用研究综述 【摘要】进入 21世纪以来,随着人工智能研究的不断深入以及教育信息化的发展,人工智能在教育领域的应用也逐渐得到了人们的重视, 国内许多专家学者从不同角度对人工智能的教育教学应用展开了深入的研究 ,取得了丰硕的成果。本文从人工智能教学应用角度，梳理了人工智能在课堂教学行为、教育应用的相关研究摘要中要清楚描述该研究中最重要的发现和结论，帮助读者了解研究的结果，一般来说 摘要中要清楚描述该研究中最重要的发现和结论，帮助读者了解研究的结果，一般来说，结果部分应该是摘要最长的部分。此处未能对文献研究的结论进行描述。 【关键词】人工智能、课堂教学行为、教育应用 一、前言 2017年7月，国务院正式印发《新一代人工智能发展规划》，强调利用智能技术加快推动人才培养模式改革和教学方法改革，构建包括智能学习、交互式学习在内的新型教育体系。2018年4月，教育部出台了《高等学校人工智能创新行动计划》，倡导推进智能教育发展，探索基于人工智能的新教学模式，重构教学流程，并运用人工智能开展教学过程监测、学情分析和学业水平诊断。 近年来，人工智能技术得到了长足发展，尤其在计算机视觉、机器学习等方向与教育的结合日趋紧密，人工智能在教育领域中的应用呈现出快速增长的趋势。这里仅描述了一些基本的现状。而 这里仅描述了一些基本的现状。而前言要用简明扼要的文字说明写作的目的、必要性、有关概念的定义，综述的范围。 前言部分需说明你的文献来源 人工智能教学应用研究 （一）人工智能教学应用研究领域 作为直指人类智能的通用技术，人工智能不但会通过劳动力市场的结构性变化倒逼教育的变革，而且会直接作用于教育教学活动。自人工智能技术出现后，国内外研究者对于人工智能在教育领域的研究就从未停止过，将人工智能技术应用于教学的尝试，最早可以追溯到B.F.Skinner于1958年开发的程序性教学机器。在此之后，不同领域的研究者从多个角度研究AI在教学领域的应用，并取得了丰富的研究成果。研究者们将AI技术与学科领域的相关理论结合，开发了各类人工智能教学应用工具，如智能导学系统、智能代理、自动化测评系统、教育游戏等，并将其应用与教学展开实践。目前，人工智能教学应用研究领域已经形成了两个互相促进的目标，即开发基于AI的工具以支持学习，并利用这些工具帮助理解学习的本质。 （二）人工智能支持的课堂教学行为分析 基于人工智能技术的课堂教学行为的分析，通过借助技术参与分析课堂教学行为，缩短评价时长，扩充评价维度，提升评价效率，做到实时反馈、实时关注课堂效果。人工智能技术突破了传统和信息化课堂教学行为分析的局限，实现了分析的自动化和智能化，使得课堂教学行为分析更加精准、全面、真实。从而有效规范课堂教学行为，促进了教师的专业能力素养培养，科学精准的改进修正教学问题，提升了教育教学质量。最终实现对学生全方位自我评价，促进学生个性化和规范化成长。 华东师范大学刘清堂教授团队构建了以“数据采集与存储”、“行为建模与计算”和“智能服务”三个功能模块为核心的课堂教学行为智能分析模型,并以课堂S-T行为分析为例验证该分析模型的有效性。他们将实验成果应用于教学实践中，得到了教师们的认可，改实验成果也为教师的教学反思、教师的专业发展及教学管理提供了相应的支持。 （三）人工智能的教育应用研究 当前，人工智能与教育的融合、发展研究产生了较多的成果，在应用研究方面大致可分为以下四种类型： 1.智能在线学习平台 随着在线学习，特别是MOOC及智能教学平台的快速发展，在线学习平台记录下学习者所产生的大量的结构化、半结构化及非结构化数据，这些面向教学系统和学习过程的海量数据是进行学习分析的数据来源。基于教育大数据利用人工智能技术进行学习分析，实时洞悉学习者的学习状态，进而实施精准教学，以适应学习者各异的学习特征，促进其个性化发展。大量的研究聚焦于学习者的在线学习心理、行为分析及学习绩效预测等。如：学者Macfadyen基于在线学习平台所记录的学习者行为数据;对学习者的学习绩效进行了预测5)。李爽基于在线学习平台的数据，构建了学习投入评测模型.并进一步分析了在线学习投入与学习绩效之间的关系等[6]。 2.智能教育助理 该领域的研究主要包括智能教学系统、教育机器人、学习同伴等。智能教学系统(ITS)，是指一个能够模拟人类教师来帮助、辅导学习者进行学习的智能系统。其核心组件包括领域知识模型、学习者模型、教学法模型和人机接口模型[8]。学者Hilles等设计开发了智能教学系统MDB以支持数据库系统课程的学习并取得了较好效果[9]。孙波等基于在线学习者的面部表情利用智能技术对其情感进行自动识别,再通过虚拟教师的情感表达与学习者进行互动,以实施学习干预[10]。智能机器人作为STEM教具能够有效培养学生的高阶思维能力和实