我國人工智能與教育融合的研究現(xiàn)狀

李 涵，李中國

（臨沂大學(xué)教育學(xué)院，山東 臨沂 276000）

人工智能教育的開展是對教育領(lǐng)域的深化研究，也是對人工智能發(fā)展的推動，實現(xiàn)了學(xué)習(xí)的智能化。人工智能與教育的深入性結(jié)合，也是未來教育發(fā)展的重要特點。“人工智能+教育”正在引起教育的一場革命[1]。人工智能現(xiàn)已深刻影響著我國教育發(fā)展，引發(fā)了教育的改革和教育未來發(fā)展的挑戰(zhàn)，而如何及時把握這種挑戰(zhàn)，如何為我們下一步的改革提供有效的政策和建議十分關(guān)鍵。人工智能教育開展當(dāng)中需要構(gòu)建動態(tài)化信息研究，針對人工智能與教育兩者的結(jié)合主題開展前沿性分析，構(gòu)建全新的人工智能新型教育生態(tài)系統(tǒng)提供經(jīng)驗[2]。人工智能自誕生以來逐漸發(fā)展，囊括的諸多領(lǐng)域都與人類教育的過程緊密相關(guān)[3]。本文通過分析“人工智能教育”文獻，以更為直觀的感受方式對人工智能發(fā)展歷程等進行分析，并為下一步的改革提供有效的政策和建議。

1.數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 樣本選擇

本文采用中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫（CNKI），高級檢索，限定時間為1998年-2020年，限定期刊為：北大核心、CSSCI，檢索式為：(篇名=人工智能) AND (篇名=教育)，獲得期刊論文共319篇，人工剔除無效論文后得到有效樣本文獻285篇，將樣本文獻以Refworks文件讀取格式導(dǎo)出，進行轉(zhuǎn)碼處理，形成本研究所需要的樣本數(shù)據(jù)庫。

1.2 研究方法

采用CiteSpace可視化軟件對知識圖譜進行更為直觀的改善，做好各種信息的識別，增強熱點等的研究，從所得圖表分析教育人工智能領(lǐng)域研究主題與發(fā)展趨勢。選用Cite Space 5.6.R3版本作為研究工具[4]，進行關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析和聚類分析，預(yù)測教育人工智能研究發(fā)展趨勢。

2.研究現(xiàn)狀分析

2.1 年發(fā)文量分析

通過中國知網(wǎng)文獻檢索獲取從1998年到2020年有效相關(guān)文獻319篇，生成年發(fā)布量統(tǒng)計圖，如圖1所示，文獻不均勻地分布于各年份。由圖1可知，“人工智能教育”的相關(guān)研究總體呈上升態(tài)勢。2015年左右相關(guān)主題文獻年發(fā)布量呈現(xiàn)出急劇增長的勢頭，這是因為習(xí)近平總書記和李克強總理都對人工智能給予了高度評價。21世紀后，人工智能已經(jīng)開始進入社會各個領(lǐng)域,并正在發(fā)揮其應(yīng)有的作用[5]，和人工智能直接相關(guān)的研究成果也不斷涌現(xiàn)[6]，隨著科技進步，產(chǎn)生了新的變革社會的力量[7]。國家對人工智能的發(fā)展不斷地加大支持力度，并且通過政策制定進行人工智能發(fā)展的有效引導(dǎo)。

圖1 期刊文獻年發(fā)表量趨勢

2.2 高發(fā)文量作者分析

通過對文獻作者進行分析，得到載文量排名前30的作者（如圖2）。由圖2可知，在核心期刊中發(fā)文最多的作者是北京師范大學(xué)的黃堯，成為該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，這與其他高校的研究有著相同點，并且為了能夠響應(yīng)國家號召，對人工智能教育的研究也在逐步的深入，并且根據(jù)最新研究成果，人工智能與教育的結(jié)合有著全新的發(fā)展方向，并且成為現(xiàn)代教育的必由之路[8]，同時我們也應(yīng)該看到人工智能教育在開展當(dāng)中要符合現(xiàn)代教育的規(guī)律和本質(zhì)，需要以人為本，對教育內(nèi)容進行開發(fā)，不能夠以技術(shù)形式對教育進行“綁架”，片面追求 “智能化”[9]。

圖2 高發(fā)文量作者分析

3.研究過程

3.1 熱點分析

關(guān)鍵詞是作者對于文章內(nèi)容的概括和精煉，能夠反映文獻的核心內(nèi)容。本研究選取關(guān)鍵詞作為節(jié)點，對樣本數(shù)據(jù)進行分析，time slicing設(shè)為1,node types選擇keyword,項目選擇方法為“Top N=50”，生成圖5所示的關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜。圖3顯示共有 220個節(jié)點和477條連線，經(jīng)過聚類計算后模塊值（Q值）為0.6426，平均輪廓值（S值）大于0.6012，意味著劃分出來的社團結(jié)構(gòu)顯著。

圖3 關(guān)鍵詞共現(xiàn)知識圖譜

3.2 聚類分析

將1998年到2020年的相關(guān)文獻轉(zhuǎn)碼后導(dǎo)入Citespace軟件，time slicing設(shè)為 1,node types選擇 keyword，生成 285篇文獻關(guān)鍵詞的聚類圖。能夠發(fā)現(xiàn)在關(guān)鍵詞當(dāng)中不同的中心性越小，在相關(guān)關(guān)注度也就越低。一些關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率相對較高，但是與研究的內(nèi)容相關(guān)性卻較差。對中介中心性進行排列，這樣得到18個聚類，這里只分析前8個聚類，聚類#0的標(biāo)簽為教育發(fā)展，聚類#1的標(biāo)簽為教育人工智能，聚類#2的標(biāo)簽為人工智能時代，聚類#3的標(biāo)簽為人工智能教育應(yīng)用，聚類#4的標(biāo)簽為教育，聚類#5的標(biāo)簽為4d打印，聚類#6的標(biāo)簽為職業(yè)教育，聚類#7的標(biāo)簽為人工智能教育。聚類后的共現(xiàn)知識圖譜如圖4所示。

圖4 關(guān)鍵詞聚類后的共現(xiàn)知識圖譜

4.人工智能+教育的發(fā)展建議

4.1 提高人工智能在教育領(lǐng)域的重視度

“人工智能教育”領(lǐng)域在近2年獲得了前所未有的重視，但依然欠缺[10]。教育活力的提升需要人工智能發(fā)揮作用，同時人工智能的發(fā)展也需要教育的促進，保障教學(xué)效率，改變教學(xué)模式,甚至改變教學(xué)目標(biāo)[11]，但大數(shù)據(jù)時代要求教育要實現(xiàn)個性化，強調(diào)個別教育。人工智能技術(shù)就能夠更好地進行教育雷同化的規(guī)避，通過教育方式的調(diào)整也更好地防止出現(xiàn)教育粗泛化[12]。因此更要提高人工智能在教育領(lǐng)域的重視度。

4.2 規(guī)范人工智能在教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理標(biāo)準

人工智能以大數(shù)據(jù)為依托，但數(shù)據(jù)處理效率較低，數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險大[12]。大數(shù)據(jù)技術(shù)將對大量信息進行處理，簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使處理效率持續(xù)提升。因此，為防止數(shù)據(jù)泄露，學(xué)校的數(shù)據(jù)管理應(yīng)形成統(tǒng)一的標(biāo)準，給人工智能教育發(fā)展和研究提供支持。

4.3 深入挖掘教育與人工智能兩者的結(jié)合點

兩者之間的結(jié)合點并不容易找到，所以僅依靠傳統(tǒng)教師通過人工智能技術(shù)提高教育質(zhì)量是難以實現(xiàn)的?？梢园l(fā)現(xiàn)，校企合作是人工智能技術(shù)促進教育發(fā)展的重要途徑之一。企業(yè)要為高校開展人工智能研究提供充足的資金，高校通過研究人工智能技術(shù)進行知識重組，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)雙方共贏。強化企業(yè)與高校的合作，并且構(gòu)建共同體能夠促進人工智能教育的發(fā)展。

4.4 人才培養(yǎng)制度優(yōu)化要符合人工智能發(fā)展

對人工智能教育進行有效地設(shè)計，開發(fā)出全新的教材和資源，開設(shè)人工智能教育學(xué)科或?qū)I(yè)，積極開展人工智能科普與教學(xué)改革。如對教師進行人工智能培訓(xùn)，提高其應(yīng)用人工智能的意識與能力。