[成果]《人工智能+教育》蓝皮书正式发布
2018年11月10日,《人工智能+教育》蓝皮书发布会在北京市房山区教师进修学校举行,《人工智能+教育》蓝皮书正式发布。北京师范大学未来教育高精尖创新中心融合应用实验室主任陈玲博士主持发布会。北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉教授、房山区教师进修学校校长郭冬红、江苏师范大学杨现民教授、未来教育高精尖创新中心人工智能实验室主任卢宇博士、腾讯云智慧教育产品负责人付金懋,共同唤醒智慧学伴机器人,启动了蓝皮书发布仪式。来自全国各地大中小学领导、教师代表及企业代表500余人参加发布会。中国新闻社、人民日报、中国教育报等13家媒体参会并进行会议报道。
该蓝皮书由北京师范大学未来教育高精尖创新中心编制,中心执行主任余胜泉教授主编,来自计算机科学、教育学、心理学、认知神经科学等专业背景的研究者组成编委会和专家委员会,从教育的视角梳理人工智能落地教育的场景,并结合人工智能技术的研究热点,展望未来“人工智能+教育”的发展方向,历时近一年,经历初期编写、修订、专家委员会审阅和再修订的过程,最终成书。
全书分为十章,第一章介绍了人工智能对教育带来的影响及相关背景;第二章旨在普及与教育相关的人工智能技术常识,并提供通用的技术解决方案思路;第三章至第七章是本书的重点,从智能教育环境、学习过程、教育评价、教师助理、教育管理与服务五个方面展现人工智能教育应用的典型场景;第八章对当前“人工智能+教育”研究领域的现状进行梳理,并展望了可能的发展趋势;第九章介绍了不同类型人工智能人才培养模式;第十章对当前人工智能应用教育存在的问题进行了反思,并对人工智能时代未来教育发展的趋势进行展望。蓝皮书梳理了人工智能解决教育领域问题的各种方案,搭建了学校、产业、研究机构的沟通桥梁,并为各领域共同探索人工智能对教育变革的可能性提供了参考。
1.人工智能+教育的五个典型场景
基于对教育领域需求的分析,蓝皮书从智能化的基础设施、学习过程的智能化支持、智能化的评价手段、智能化的教师辅助手段和智能化的教育管理五个方面,构建了当前人工智能技术在教育领域的基本应用框架,梳理了“人工智能+教育”的五个典型应用场景:
(1)智能教育环境。利用普适计算技术实现物理空间和虚拟空间的融合、基于人工智能技术作为智能引擎,建立支持多样化学习需求的智能感知能力和服务能力,实现以泛在性、社会性、情境性、适应性、连接性等为核心特征的泛在学习;
(2)智能学习过程支持。在各类人工智能技术的支持下,构建认知模型、知识模型、情境模型,并在此基础上针对学习过程中的各类场景进行智能化支持,形成诸如智能学科工具、智能机器人学伴与玩具、特殊教育智能助手等学习过程中的支持工具,从而实现学习者和学习服务的交流、整合、重构、协作、探究和分享。
(3)智能教育评价。人工智能技术不仅仅会在试题生成、自动批阅、学习问题诊断等方面发挥重要的评价作用,更重要的是可以对学习者学习过程中知识、身体、心理状态的诊断和反馈,在学生综合素质评价中发挥不可替代的作用,包括学生问题解决能力的智能评价、心理健康检测与预警、体质健康检测与发展性评估,学生成长与发展规划等。
(4)智能教师助理。人工智能将替代教师日常工作中重复的、单调的、规则的工作,缓解教师各项工作的压力,成为教师的贴心助理。人工智能技术还可以增强教师的能力,使得教师能够处理以前无法处理的复杂事项,对学生提供以前无法提供的个性化、精准的支持,传授知识效率大幅度提升,有更多的时间与精力来关注每个学生的身心全面发展。
(5)教育智能管理与服务。通过大数据的收集和分析建立起智能化的管理手段,管理者与人工智能协同,形成人机协同的决策模式,可以洞察教育系统运行过程中问题本质与发展趋势,实现更高效的资源配置,有效提升教育质量并促进教育公平。
2.人工智能时代未来教育五个发展趋势
人工智能技术的发展,将使得未来教育发生重大的结构性变革,虽然具体变化形态是多样的、无法预测,但以下五个发展方向则是确定的:
(1)未来教育要关注人机结合的制度体系与思维体系:要善于运用人机结合的思维方式,使教育既实现大规模覆盖,又实现与个人能力相匹配的个性化发展;
(2)未来教育要关注核心素养导向的人才培养:未来教育应致力于培养面向人工智能时代的创新人才,引导学习者在学习和工作中,发展关键能力与核心素养,培养创造力而不仅仅是记忆知识,才能更好地适应未来时代的发展;
(3)未来教育要关注学生的灵魂和幸福:未来教育应是更加人本的教育,为学生一生的幸福和成长奠基。随着智力劳动的解放,教师有更多的时间和精力关心学生心灵、精神和幸福,跟学生平等互动,实施更加人本的教学,使得学生更具有创造性;
(4)未来教育要关注个性化、多样性和适应性的学习:在人工智能技术的支持下,面向大规模的学习者群体,建立促进个性发展的教育体系,是未来教育发展的基本趋势。使每一个儿童在其原有的基础上获得适合他自己的教育服务是未来教育应该追求的价值之一;
(5)未来教育要关注人机协作的高效教学:人工智能在教育中的应用与研究应借鉴吸收学习科学领域的最新研究成果,在借助人工智能技术更科学全面地了解学习过程的基础上,建立更准确的学习模型,实现更人性化的功能。
3.人工智能+教育的五个典型问题
“人工智能+教育”尚处在初始阶段,真正实现教育变革还有很长的路要走,在发展的历程中,需要破解以下五个难题:
(1)智能技术层面上,人工智能教育技术尚未成熟,教育难题破解还存在许多问题,目前市场上的很多产品仍不够智能,学习数据稀疏、学习模型以偏概全等问题亟待解决;
(2)应用领域层面上,人工智能技术与教育的结合还不够紧密,目前大多数产品仅关注自适应学习的单一狭窄领域,对学生成长、综合能力发展、身心健康等方面关注较少;
(3)数据是人工智能的“养料”,教育人工智能的关键瓶颈在数据,不同教育系统、平台间的数据没有开放和共享,信息孤岛现象严重,难以采集学生学习全过程的数据,没有数据就没有智能;
(4)智能决策层面上,单一的智能算法无法适应复杂多变的教育场景,有以偏概全的风险,需要多个智能系统联合决策,加强人工干预,并实现人机联合决策;
(5)人工智能的价值认识存在两极化,既有对人工智能全盘肯定、在教育应用过程中“唯人工智能”的思想,也有对其全盘否定、对人工智能的有益之处视而不见的思想,在人工智能教育应用方面,应强调人机协同,不高估、也不低看。
4.人工智能+教育发展的五个建议
国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中强调了人工智能在经济发展、民生改善、国际竞争等方面的重要性,应当利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革,构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。要想更好地推进“人工智能+教育”的变革,建议:
(1)加强数据汇聚,消除数据壁垒,建立合理使用数据的制度与政策体系,促进数据的流通与流转,在保护学生和家长隐私的前提下,合理、平衡利用数据来发展教育智能;
(2)关注多元应用场景,避免人工智能强化应试教育,改变以“讲、测、考、练”为核心的人工智能教育应用现状,人工智能要在降低教师的负担、降低学生学习知识的负担、促进学生德智体美劳全面发展方面等方面,起到更加积极的作用;
(3)开展跨学科研究,单一技术创新无法推进人工智能+教育的变革,要积极推进教育学、信息科学、心理学、体育学、管理科学等多学科的协同攻关,国家相应设置重大攻关项目进行引导,促进多领域、多学科的交流与创新;
(4)提供开放平台和服务,大型企业和研究机构要多开发开源的人工智能组件库和算法库,提供人工智能开放云服务,对中小型企业开放其计算能力,实现人工智能服务人人可用,打造智能教育服务生态;
(5)推广智能教育试验示范,开展人工智能教育示范区建设,推动规模化应用,探索人工智能破解教育难题的思路,寻求能够有效提升教育质量途径,探索“人工智能+教育”的制度体系设计。
科大讯飞:2023智能教育发展蓝皮书(附精华版下载)
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从理念引领、技术赋能、典型案例以及行业发展四个方面构建了智能化教育评价新体系,为深入推进新时代教育评价改革提供了理论依据和实践参考。
提出了“5+1智能技术赋能的教育评价生态体系”,呈现了一个科学化、多元化、精确化的智能教育评价生态系统,为未来的教育工作者使用科学的评价方式提供了具体的指导框架和切实可行的原则和方法。
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返回首页科大讯飞发布《2020智能教育发展蓝皮书》探索智能技术助力规模化因材施教落地实践路径发布时间:2020-12-1515:47:52 | 来源:中国网中国网12月15日11日下午,由中央电教馆和科大讯飞股份有限公司联合主办的第三届智能教育发展论坛在北京国家会议中心召开,会议上正式发布了《2020智能教育发展蓝皮书人工智能助力因材施教》。中央电教馆领导和清华大学、北京大学、北京师范大学、华东师范大学、西北师范大学、东北师范大学、华南师范大学、上海师范大学、首都师范大学等高校的20多位知名教育信息化专家和200多名与会人员共同见证了蓝皮书的发布。
图为蓝皮书发布仪式现场
图为科大讯飞执行总裁吴晓如致辞
智能时代背景下,经济社会的发展亟需培养大批多样化创新人才,迫切要求教育教学模式加快变革创新,构建人本、开放、平等、可持续的教育新生态。然而在当前的教育教学实践中,“学校规模化教学”与“学生个性化需求”之间的矛盾依然突出。如何利用智能技术助力规模化因材施教落地,实现学习者全面而个性的发展?未来教育的路在何方?为探索解决这些问题,讯飞教育技术研究院在《2019智能教育发展蓝皮书》研究成果的基础上,结合近年来国内基于技术开展个性化学习和因材施教的实践探索,对智能教育背景下技术赋能的因材施教进行系统研究,撰写了《2020智能教育发展蓝皮书——人工智能助力因材施教》研究报告。本报告作为“智能教育发展蓝皮书”系列研究之一,聚焦于智能教育深入发展中的“人工智能助力因材施教“这一主题进行深入探讨。
《2020智能教育发展蓝皮书——人工智能助力因材施教》
会上,讯飞教育技术研究院院长刘邦奇教授详细介绍了《2020智能教育发展蓝皮书——人工智能助力因材施教》的内容,他指出,蓝皮书的内容共有7章,大致可分为四部分,即定位、框架、场景和展望。
讯飞教育技术研究院刘邦奇教授现场汇报
定位
为什么要用智能技术助力因材施教?这样做有什么意义?开展教育首先需要对研究主题的定位进行明确。蓝皮书的第一章和第二章分别对人工智能助力因材施教的背景意义、政策要求和理论内涵进行了梳理。
在背景意义方面,蓝皮书指出,当前社会正处于教育领域转型发展的关键期。智能教育加速深入发展,智能时代亟需培养大批多样化创新人才,促使教育教学模式加快变革。利用智能技术助力因材施教落地,破解大规模个性化教育难题,成为新时代教育创新发展的重要使命。
在政策理论方面,蓝皮书指出,因材施教思想源于孔子,是我国传统教育思想中的瑰宝,蕴含着丰富的教育意义,不仅受到教育学者的推崇和倡导,而且党和政府也高度关注和重视。在两千多年的发展历程中,因材施教从早期实践、概括提炼、丰富发展到规模化实施,其内涵随着时代的进步而不断变化,在智能时代下也呈现出新的内涵。所谓智能时代的因材施教,就是因材施教思想和原则在智能技术背景下的深化发展与创新应用,通过人工智能、大数据等智能技术为教学系统赋能,助力规模化因材施教的实施,创新智能化、个性化教育教学模式,发展适合每个人的教育,促进学习者全面而有个性的发展。
框架
因材施教的教学模式和实践框架搭起了因材施教教学理念与教学实践之间的桥梁,为“因材施教”提供可操作性的支撑,在智能技术赋能下,促使“因材施教”走向“可因材施教”。蓝皮书的第三章,对智能技术赋能下的因材施教实践框架、技术框架和应用层级框架分别进行了归纳。
在实践框架方面,蓝皮书提到,实践框架主要包括学习者、施教活动、教育结果三大要素,遵循因材施教从“识材”到“施教”再到“发展”的逻辑路径,即依据学习者的个性化差异,教师实施个性化教与学,促进全面而有个性的发展。而隐含的“施教者”作为整个教学活动的支持者与三大组成要素之间相互作用、相互影响。最后,对教育结果的多元评价与反馈又为下一步的教学改进提供决策依据,形成完整的因材施教持续发展的闭环。目前,智能技术应用于因材施教教学全领域主要有三种典型的技术框架,包括大数据精准教学系统、自适应学习系统和智慧课堂信息化平台,由此形成了基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式、基于自适应学习系统的因材施教教学模式和基于智慧课堂信息化平台的因材施教教学模式三种典型模式。
在技术框架方面,蓝皮书提到,根据智能技术与因材施教场景的耦合程度,大体可将助力因材施教的智能技术分为三个研究层次。第一层次聚焦于研究能通过直接移植,以解决教育行业基础问题的通用智能技术;第二层次聚焦于研究能融合教育教学规律,以解决教育应用中的普遍问题的智能技术;第三层次聚焦于研究能经过定制,可解决因材施教等具体教育场景应用问题的智能技术。
在应用层级框架方面,蓝皮书提到,智能技术赋能的因材施教场景包括“识材”“施教”“发展”三个层级,层级之间层层递进。一是“识材”层级,该层级的应用场景是利用智能技术进行学情诊断与分析,实现科学识材。二是“施教”层级,该层级的应用场景是利用智能技术助力进行个性化教与学,实现以学定教、精准施教。三是“发展”层级,该层级的应用场景是利用智能技术对学生进行发展评价,实现学生全面而个性的发展。
场景
要发挥智能技术对因材施教增能、使能、赋能的作用,必须要结合具体的教育场景。在蓝皮书的第四、五、六章中,分别对智能技术赋能因材施教中“识材”“施教”“发展”三个层级的应用场景进行了展开叙述,并通过一线教学中产生的典型案例来进行举例说明。
在“识材”层级,蓝皮书提到,因材施教要求教师的学情分析必须以学生的真实情况为起点,不能凭主观的分析或解释去代替学生的真实情况,需要通过技术手段,基于学生数据进行精准分析,科学识材。智能技术助力科学识材的典型应用场景主要有基于诊断性测验和基于学习档案等方式,来帮助教师精准地分析学生学情,明确“材”的程度和特点,找准“教”的起点。
在“施教”层面,蓝皮书提到,因材施教要求教师在教学过程中,基于学生特点开展差异化教学,为不同的学生提供适合其发展的教育,做到以学定教、精准施教。智能技术助力精准施教的典型应用场景主要有弹性化教学预设、适切性情境创设、多样化课堂互动、个性化作业生成与批改、智能化辅导与答疑等,促进因材施教的落实。
在“发展”层面,蓝皮书提到,因材施教要求教师对学生的评价必须是多样化的和发展性的,不能仅依据学生考试成绩等结果性数据进行绝对化的评价。智能技术助力发展评价的典型应用场景主要有课堂实时测评反馈、多维度学习效果分析、学生综合素质评价等,可以详细记录学生在学习、成长过程中的各类数据,并及时反馈给教师,为教师因材施教、促进学生全面而有个性的发展提供依据。
展望
智能技术助力因材施教需要以具体的技术产品为载体,形成有效的支撑服务手段。蓝皮书的第七章对智能技术支持下的因材施教行业未来的发展趋势进行了分析和展望。
蓝皮书指出,纵观因材施教行业的总体发展趋势,从短期看是促进智能技术与因材施教的深度融合,满足个性化教育需求;从长期看,是实现学生全面而有个性的发展,推动教育公平发展和质量提升。未来,政策的扶持、技术的推动、行业应用的不断深化等多重因素叠加,将助推行业稳定、快速发展。
在政策扶持方面,蓝皮书提到,近年来我国教育政策对用智能技术助力因材施教的扶持力度不断加大,同时国家对于智能技术促进因材施教方面开始从宏观引领转向具体落实,对地方进行智能教育实践,探索教育与技术融合新模式持积极鼓励态度。
在技术推动方面,蓝皮书提到,未来随着5G、边缘计算、区块链、脑科学等新兴智能技术的快速发展,智能技术与因材施教的融合将不断深入,有助于实现更加精确、客观、量化的个性化教育,为千人千面因材施教的实现奠定技术基础。
在行业应用方面,蓝皮书提到,目前因材施教行业尚处于发展早期,各企业业务之间存在同质化现象,产品层次相对较浅。随着各类企业对于因材施教教育领域的不断探索,未来行业分工将进一步明确,产品服务进一步跃进,从竞争中走向融合创新。聚焦因材施教“实现学生全面而有个性的发展”的目标,打破边界的融合将成为发展潮流。
人工智能在教育中需要破解五个难题
《人工智能+教育》蓝皮书在北京发布。蓝皮书认为,“人工智能+教育”尚处在初始阶段,真正实现教育变革还有很长的路要走,在发展过程中,需要破解五个难题。
一是智能技术层面上,人工智能教育技术尚未成熟,目前市场上的很多产品仍不够智能,学习数据稀疏、学习模型以偏概全等问题亟待解决。
二是应用领域层面上,人工智能技术与教育的结合还不够紧密,目前大多数产品仅关注自适应学习的单一狭窄领域,对学生成长、综合能力发展、身心健康等方面关注较少。
三是不同教育系统、平台间的数据没有开放和共享,信息孤岛现象严重,难以采集学生学习全过程的数据,没有数据就没有智能。
四是智能决策层面上,单一的智能算法无法适应复杂多变的教育场景,有以偏概全的风险,需要多个智能系统联合决策,加强人工干预,并实现人机联合决策。
五是对人工智能的价值认识,存在全盘肯定和全盘否定两极化,应强调人机协同,不高估、也不低看。
蓝皮书梳理了“人工智能+教育”的五个典型应用场景:智能教育环境、智能学习过程支持、智能教育评价、智能教师助理、教育智能管理与服务,进而指出,人工智能技术的发展,将使得未来教育发生重大的结构性变革,虽然具体变化形态无法预测,但五个发展方向是确定的:即未来教育要关注人机结合的制度体系与思维体系,要关注核心素养导向的人才培养,要关注学生的灵魂和幸福,要关注个性化、多样性和适应性学习,要关注人机协作的高效教学。
该书主编、北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉表示,要想更好地推进“人工智能+教育”的变革,就应该关注多元应用场景,避免人工智能强化应试教育,改变以“讲、测、考、练”为核心的人工智能教育应用现状。人工智能要在降低教师负担、降低学生学习知识的负担、促进学生德智体美劳全面发展方面等方面,起到更加积极的作用。
《2023年人工智能教育蓝皮书》正式发布 – AAIED
作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,人工智能成为教育发展的重要驱动力。国内《新一代人工智能规划》、《中国教育现代化2035》等多项人工智能教育相关政策中提出要积极推进人工智能的教育应用。那么人工智能教育应用现况究竟如何?使用者感受到的作用和效果怎么样?发展的瓶颈和障碍是什么?作为国家社科重大项目“人工智能促进未来教育发展”的承担者,我们认识到人工智能的教育应用和发展需要样态监测与行动指向;同时,作为一个标准研制、应用推进的科研机构,我们也一直重点关注人工智能相关标准的研制以及人工智能教育的年度发展。基于此,我们将制定人工智能教育发展过程中质和量的具体标准对人工智能教育发展样态进行多角度监测与评估,并于2021年度开始推出人工智能教育发展年度报告,以更全面深入地了解我国不同区域人工智能教育的发展现状,促进教育与人工智能的深度融合。
本次2021年度人工智能教育发展报告《2022年人工智能教育蓝皮书》由华东师范大学与中国教育科学研究院、腾讯联合发布。