教育学人工智能教学应用研究综述.docx

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1、人工智能教学应用研究综述批注IH1:摘要中要清是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.【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，使理了人工智能在课堂教学行为、教育应用的相关研究明晰了人工智能在教学中的研究现状及应用。【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

2、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。批注H2: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，综述的范用。前者部分需说明你的文献来源近年来，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，人工智能在教行领域中的应用呈现出快速增长的趋势。I二、人工智能教学应用研究(-)

3、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A1在教学领域的应用，并取得了丰富的研究成果。研究者们将A1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

4、个互相促进的目标，即开发基于A1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

5、”、“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。(=)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M(M)C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

6、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

7、和人机接口模型。学者Hi11es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。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“匕智能机器人作为STEM教具能够有效培养学生的高阶思维能力和实践操作能力)。接春霞等利用智慧学伴对学生的数学学科能力进行测评、诊断并实施精准干预，以推进学生数学学科能力的持续进阶。3 .智慧教室智慧教室(SmartCIaSSrooms)是在先进信息技术支持下构建的个性化、数字化、智能化的新型学习环境g,具有主动感知教学情境、自幼采集分析数据、适配性推送学习资源、学习工具

8、多样化等特征。智慧教室为教师的教学决策和学生的学习机会提供了多元化的、多维度的数据支持，是学生素质培养和能力发展的智能化空间。学者AngeIi等在课堂中利用数据挖掘方法对不同认知风格的学习者的问题解决过程进行了对比分析，该方法可为课堂教学的研究和教学设计的优化提供支持山：。学者HoIStein等给K12任课教师佩戴混合现实的智能眼镜，以增强教师对学生的学习情况、元认知及行为的感知，便于教师对学生进行实时监控并提供针对性指导“，国内学者张假等基于心理学、神经科学、信息科学等学科理论设计了融合多模态数据的“智能课堂”，以此为科学的教学评价提供实证基础，从而能提升教师的课堂表现，推动教师教育的变革陈

9、靓影等基于多模态自然感知技术，探究课堂上学生学习兴趣的智能化分析方法，该方法能真实反映学生的学习兴趣状态，为教师改进教学方法、提高教学效果提供了可靠依据及手段叫4 .智能校园智能校园是以网络化信息流转为基础，以人工智能技术为手段，以集成化教学资源及应用为依托，实现了校园中师生教学、管理决策的智能化和科学化I。美国布拉德利大学的USkoV教授对智慧大学的概念模型进行了系统化的设计，他认为智慧大学是由具有一定智能水平的智慧教室、智慧学院、智慧课程、智慧教学、智慧技术和其他特殊组件构成的个智慧系统，并以布拉德利大学为例介绍了智慧大学的建设情况网。同时，USkoV教授还设计了智能学习分析系统，以提升智

10、慧大学的智能水平。综合以上研究可以发现，随着信息技术的发展，在线学习平台、智慧教室、智能校园等学习环境的建设，为人工智能技术渗入日常教学创造了条件。在线学习平台能较为详实的记录学习者的行为数据及输入信息，因其数据的易获取性及结构化程度较高，这为学习分析带来了便利。在课堂教学方面，数字摄像、语音识别、电子书包、BYOD等技术的使用，使课堂教学数据的采集实现了伴随式、自动化和多源化。三、总结人工智能的发展使得学习环境设计从工具性思维转向人工智能思维，人工智能提供的逼真、丰富的学习环境,促使学习从知识学习走向知识应用场景的学习；人机协同智能结构的形成将分担原本全部由学习者大脑完成的认知活动，形成融合

11、智能，改变信息加工过程;人工智能延展了效应器官与外部信息交流的可达性，支持多路径的信息输入，诱发多重学习表现，全方位、全过程采集学习者在体验、实践、交互中的过程数据，促进学习者自我认知发展，提供实时的个性化反馈与评估。而教育问题的复杂性，决定了人工智能应用不是简单的技术问题，不同教育目标的可量化程度使得人工智能应用面临的问题存在差异性。目前人工智能教育的应用过程中,不管是教师、学生还是人工智能都存在一些问题,我们应该不断进行分析研究，从而发现问题，解决问题，推动教育和技术的深度融合，使得每个独立的个体都能成为最符合其个性发展的创造型人才。参考文献1张志祯，张玲玲，罗琼菱子，郑箴.人工智能教育应

12、用的实然分析:教学自动化的方法与限度J中国远程教育，2019(03):1-13+92.DOI:10.13541/ki.chinade.2019.03.002.2曾海,王竹青,邱崇光.基于元模块法构建人工智能教学应用模型的研究J.中国电化教,2023(11):71-76+87.3王正青,但金凤.人工智能技术在美国学校教学中的应用领域与推进策略J.比较教育研究,2023,42(06):43-49.郭炯，荣乾，郝建江.国外人工智能教学应用研究综述J.电化教育研究，2023,41(02):91-98+107.DOI:10.13811ki.eer.2023.02.013.5Macfadyen1P.Daw

13、soS.Minin1MSda1atodeve1opan,cariyWarmingSySICfrTforCdUCators:AproofofconceptJ.Computers8Education,201054(2):588-599.6李爽，李荣芹等.基于1MS数据的远程学习者学习投入评测模型U1开放教育研究，2018,(1):91-102.7费积有.人工智能赋能教育与学习口.远程教育杂志，2018,(1):39-47.8刘德建，杜静等.人工智能融入学校教育的发展趋势U1开放教育研究，2018,(4):33-42.9ti11sMMANascrSSA.Know1edge-brascdItc1iCn

14、tTutoringSystemforTeachingMongoDatabaseJ.EuropeanAcademicResearch,2017,4(10):8783-8794.10孙波，刘永嫄等.智慧学习环境中基于面部表情的情感分析J.现代远程教育研究，2015(2):96-103.11 A1tnH.PedasteM1eamingAproachestoApp1yingRoboticsinScienceEducation1Journa1OfBa1ticScienceEducation,2013,12(3):365-377.2若春霞，何声清.基于“智慈学伴”的数学学科能力诊断及提升研究J.中国电化教

15、育，2019,(1):41-47.13唐馋伟，庞敬文等,信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究J.中国电化教育，2014,(11):23-29.14Ane11,HowarS.eta.DataminingindUcationa1eohno1ogycassrmresearch.Canitmakeacontribution7JJ.Computcrs&Education,2017,113(5);226-242.15HoseiKtHtongGetaThec1essoomasadashboardco-designingwearab1ecogntiveaugmentationforK-12tcachers

16、A.Abc1ardoPardo.Procecdingsofthe8thInternationa1Conferenceon1earningAna1yticsandKnow1edge(CJ.NewYork:ACMPress,2018.79-88.16张浪，任友群.教师教育的智能变革何以可能:智能课堂及其意义J.现代远程教育研究,2018,(4):15-21.1738陈靓影，罗珍珍等.课堂教学环境下学生学习兴趣智能化分析J.电化教育研究，2018,(8):91-96.18吴永和，刘博文等.构筑人工智能+教育”的生态系统J.远程教育杂志，2017,(5):27-39.19UskovV.1.eta1.SmartUn