人工智能給教育技術(shù)帶來的變革

莫才蓮 黃堯

摘 ?要：人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，必定會對教育產(chǎn)生極大影響。教育技術(shù)學(xué)作為教育學(xué)下的二級學(xué)科，更是首當其沖受到影響。文章采用文獻分析法，首先對人工智能，人工智能教育進行了解析。接著，從教育技術(shù)學(xué)所受到的三個方面影響進行了闡述，分別是具體的應(yīng)用-微課，遠程教育，課程。最后，對教育技術(shù)學(xué)與人工智能的融合進行展望。

關(guān)鍵詞：人工智能教育;微課;遠程教育;教育技術(shù)

中圖分類號：G434 ? ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：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，簡稱AI）發(fā)源于20世紀50年代，于1956年的美國達特茅斯學(xué)院會議上正式提出，發(fā)展至今已經(jīng)成為一門涉及計算機科學(xué)、教育學(xué)、信息科學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、認知神經(jīng)科學(xué)、生理學(xué)等眾多領(lǐng)域的交叉學(xué)科[1]。

高婷婷[2]的研究認為：“人工智能既具有學(xué)科屬性又同時具有技術(shù)屬性，其學(xué)科屬性體現(xiàn)在研究和模擬人類智能，其技術(shù)屬性體現(xiàn)在模擬、延展和擴展人的智能”。賈積有[3]教授從人工智能與教育學(xué)習(xí)的角度將人工智能定義為：人工智能就是在以計算機為代表的機器上實現(xiàn)的人類教育，或者對機器實施教育。通過對國內(nèi)的諸多學(xué)者關(guān)于人工智能的研究成果的閱讀，筆者認為人工智能是在機器上實現(xiàn)人類智能。

1.2 人工智能教育

人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用被稱為Artificial Intelligence in Eduction（AIED）。閆志明等也將AIED稱為EAI，即Educational Artificial Intelligence[1]。二者其實是相同的意思，只是不同的研究人員叫法不同。閆志明等[1]認為教育人工智能的目標有兩個：其一是促進人工智能技術(shù)和自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境在教育領(lǐng)域之中高效運作。其二是用易于表達的方式表達教育學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科中含糊不清的知識。王亞飛等[4]研究認為：智能教育應(yīng)用是聚焦于人工智能在教育領(lǐng)域中創(chuàng)新應(yīng)用的技術(shù)、模式和實踐的集合。將智能教育應(yīng)用劃分為淺層（計算智能+教育）、中層（感知智能+教育）和較深層（特定領(lǐng)域認知智能+教育）三個層次。

1.3 人工智能教育應(yīng)用現(xiàn)狀

人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用的學(xué)術(shù)成果主要有三類：第一類是信息技術(shù)領(lǐng)域研究者對人工智能的科普。第二類是教育技術(shù)學(xué)領(lǐng)域研究者對人工智能教育應(yīng)用的美好理性與理論套索。第三類是系統(tǒng)開發(fā)或者實證研究。

目前，人工智能在教育領(lǐng)域的主要應(yīng)用有：機器人學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)，個性化學(xué)習(xí)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)分析、情感計算、智慧教育、大數(shù)據(jù)等等。但在教育領(lǐng)域應(yīng)用的最多的還是在學(xué)校教學(xué)和學(xué)校管理之中，如教育機器人、智能測評系統(tǒng)、Z+Z智能教學(xué)系統(tǒng)、智能導(dǎo)師系統(tǒng)、智能自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)等在教育中的應(yīng)用，充分考慮了因材施教的教學(xué)方法，是每個學(xué)生有著個性化的發(fā)展，減輕教師的教學(xué)壓力，達到科學(xué)的教育目的。

2 人工智能與教育技術(shù)

2.1 微課的改變

微課（Microlecture），是指運用信息技術(shù)按照認知規(guī)律，呈現(xiàn)碎片化學(xué)習(xí)內(nèi)容、過程及擴展素材的結(jié)構(gòu)化數(shù)字資源。傳統(tǒng)意義上的微課需要進行以下幾個流程：確定主題、錄制視頻、后期剪輯、打包發(fā)布。其中最耗費時間的是錄制視頻和后期剪輯兩個環(huán)節(jié)，一段5分鐘的微課視頻，要經(jīng)過繁瑣的錄制與剪輯環(huán)節(jié)，大大降低工作效率。

2010年以后，人工智能取得了更好的發(fā)展。微課的自動生成已經(jīng)不再是一種假設(shè)?？拼笥嶏w就基于人工智能技術(shù)開發(fā)了微課自動生成系統(tǒng)——智慧微課[5]。該系統(tǒng)的微課自動生成主要有五個環(huán)節(jié)：（1）視頻錄制環(huán)節(jié);（2）視頻分割環(huán)節(jié);（3）視頻標注環(huán)節(jié);（4）視頻重組環(huán)節(jié);（5）資源結(jié)構(gòu)化環(huán)節(jié)。

2.1.1 視頻錄制環(huán)節(jié)

通過攝像頭或者屏幕錄制軟件（Windows Media Encoder、超級捕快）進行畫面的采集。目前，運動自動錄播技術(shù)已經(jīng)能夠達成視頻錄制環(huán)節(jié)的自動化。該環(huán)節(jié)的優(yōu)點是不需要專業(yè)的環(huán)境，專業(yè)的器材，很大程度上節(jié)約了器材的經(jīng)費。

2.1.2 視頻分割環(huán)節(jié)

使用一定的規(guī)則或者方法進行視頻的分割。該環(huán)節(jié)主要使用視頻關(guān)鍵幀打點技術(shù)、視頻鏡頭聚類技術(shù)和視頻畫面智能分析技術(shù)三種。這三種技術(shù)中比較難以實現(xiàn)的是視頻鏡頭聚類技術(shù)，雖然以目前的理論來說沒有問題，但實際效果還有待檢驗。另外兩項技術(shù)即視頻關(guān)鍵幀打點技術(shù)與視頻畫面智能分析技術(shù)通過比較成熟的錄屏技術(shù)和基于PPT翻頁的關(guān)鍵幀打點技術(shù)以及圖像識別技術(shù)還是可以實現(xiàn)的。

2.1.3 視頻標注環(huán)節(jié)

在理解視頻的基礎(chǔ)上對分割的視頻進行語義說明，采用語義技術(shù)進行視頻的自動標注。目前語義技術(shù)有兩種：一是自動提取PPT中的標題，將其作為語義標注。但是該技術(shù)有一個缺點就是對于PPT的格式有著嚴格的要求，稍有差錯，就需要人工進行輔助。二是智能語音識別技術(shù)，將教師的講解內(nèi)容自動轉(zhuǎn)化為文字。

2.1.4 視頻重組環(huán)節(jié)

利用成熟的語音關(guān)聯(lián)技術(shù)，將分割的視頻片段進行關(guān)聯(lián)，在現(xiàn)有的條件下，語義本體庫健全的情況下，該環(huán)節(jié)基本可以實現(xiàn)自動化。

2.1.5 資源結(jié)構(gòu)化環(huán)節(jié)

在之前的四個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上，利用語音關(guān)聯(lián)技術(shù)，將知識點相同視頻片段與文字、圖片進行關(guān)聯(lián)。該環(huán)節(jié)改變了傳統(tǒng)的視頻單一的不足，幫助學(xué)生更快更準確的定位學(xué)習(xí)重難點。

2.2 遠程教育

目前，我國的遠程教育正處于高速發(fā)展的階段，人工智能技術(shù)作為一門當下十分火熱的研究方向，在各個領(lǐng)域有著十分廣闊的應(yīng)用前景。在現(xiàn)代遠程教育方面，也扮演者重要的角色，“人工智能技術(shù)+遠程教育”之間產(chǎn)生的“化學(xué)反應(yīng)”是1+1>2。

由于人工智能技術(shù)的跨學(xué)科的性質(zhì)，人工智能技術(shù)在遠程教育中的研究還處于比較初級的階段，不管是理論方面的成果還是實踐應(yīng)用方面的成果都比較少。筆者通過CNKI文獻檢索發(fā)現(xiàn)，研究人工智能技術(shù)與遠程教育結(jié)合的文章有66篇，主要集中研究智能Agent、智能答疑、智能數(shù)據(jù)管理。

吳吉義等[6]著重研究了遠程教育智能網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、遠程教育教學(xué)資源智能教學(xué)系統(tǒng)、智能仿真遠程實驗教學(xué)系統(tǒng)、遠程教育智能化評測。高光來等[7]主要在基于智能技術(shù)的遠程教育答疑系統(tǒng)進行了深度研究。李鳴華等[8]對遠程教育的智能虛擬教室的設(shè)計展開了相應(yīng)的理論研究。從以上等學(xué)者的研究來看，國內(nèi)對于“遠程教育的智能化”研究主要還是偏向于智能教育教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的理論研究，在實際教育教學(xué)中開展應(yīng)用的少之又少。

2.3 課程的改變

教育技術(shù)學(xué)是一門涉及教育學(xué)、心理學(xué)、計算機科學(xué)的交叉學(xué)科，同時它也是一門不斷汲取其他學(xué)科先進思想促進自身全方位發(fā)展的學(xué)科。人工智能技術(shù)的發(fā)展對教育技術(shù)這門學(xué)科來說，又是一次飛躍提升的契機。

目前我國的教育從業(yè)人員，對于人工智能技術(shù)大都一知半解，懂技術(shù)的人不懂教育，懂教育的人不懂技術(shù)。這造成我國的中小學(xué)的人工智能的普及很難落到實處，相對于西方發(fā)達國家中小學(xué)人工智能教育的普及，我國就顯得比較不足。

教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的學(xué)生恰巧涉及計算機學(xué)科和教育學(xué)科，這無疑是一個好消息。教育技術(shù)學(xué)培養(yǎng)課程的改變就顯得尤為重要。目前大多數(shù)高校教育技術(shù)學(xué)主要設(shè)教育學(xué)理論、教學(xué)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、編程語言等課程。但很少有學(xué)校開設(shè)人工智能的相關(guān)課程，根據(jù)樸姬順教授研究得知教育技術(shù)學(xué)開設(shè)人工智能課程存在以下困難：（1）課程知識面狹窄，深度研究達不到理想情況。（2）課程的設(shè)計是純粹的理論性，沒有實踐內(nèi)容。（3）教學(xué)方法單一化。（4）院校認識度不夠。

當前高校畢業(yè)生逐年增多，就業(yè)前景更加嚴峻，復(fù)合型的人才就顯得尤為重要，人工智能技術(shù)人才的需求缺口達到1000萬，教育技術(shù)學(xué)開設(shè)人工智能課程百利而無一害，一方面可以為中小學(xué)培養(yǎng)更專業(yè)的信息技術(shù)老師，為中小學(xué)開設(shè)人工智能課程提供師資力量，拉近我國當前中小學(xué)人工智能課程與歐美發(fā)達國家的差距，另一方面，滿足社會人才需要，提供復(fù)合型的人才，減輕教育技術(shù)學(xué)畢業(yè)生的就業(yè)壓力。

3 展望教育技術(shù)變革

教育技術(shù)學(xué)的培養(yǎng)方向?qū)奈鍌€方面突破到六個方面：教育技術(shù)、信息技術(shù)教育、教育媒體技術(shù)、教育軟件與知識工程、遠程教育、人工智能教育相關(guān)開發(fā)。前五個方向已經(jīng)是極為成熟的培養(yǎng)方向，人工智能教育相關(guān)開發(fā)是筆者經(jīng)過思考之后得出的，人工智能教育相關(guān)開發(fā)它既是一個獨立的培養(yǎng)方向，也是一個融入于之前五個培養(yǎng)方向的培養(yǎng)方向。它獨立在有著一套自己課程體系，融入在他也在遠程教育等方面發(fā)揮作用，例如遠程評測問題，數(shù)據(jù)分析優(yōu)化教學(xué)設(shè)計等等。

成熟的新培養(yǎng)方向，將會使本學(xué)科研究人員具有更加全面的能力研究我國教育教學(xué)中所面臨的問題，開發(fā)出適應(yīng)我國不同地區(qū)不同民族的智能教學(xué)系統(tǒng)。解決懂人工智能技術(shù)的，不懂教育，懂教育的不懂技術(shù)的尷尬局面。

4 結(jié)束語

人工智能技術(shù)在未來的二十年間將會迎來又一次的飛躍發(fā)展，也會間接的影響諸多學(xué)科的發(fā)展，影響最大的還是教育行業(yè)。人工智能技術(shù)自誕生之日就與教育結(jié)下了不解之緣。教育技術(shù)學(xué)作為教育學(xué)下的二級學(xué)科，一門跨領(lǐng)域的學(xué)科，更會在這次飛躍的發(fā)展之中，迎來新的一次突破。

參考文獻：

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