人工智能給教育技術帶來的變革
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：人工智能技術的蓬勃發展，必定會對教育產生極大影響。教育技術學作為教育學下的二級學科，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，從教育技術學所受到的三個方面影響進行了闡述，分別是具體的應用-微課，遠程教育，課程。最后，對教育技術學與人工智能的融合進行展望。
關鍵詞：人工智能教育;微課;遠程教育;教育技術
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）發源于20世紀50年代，于1956年的美國達特茅斯學院會議上正式提出，發展至今已經成為一門涉及計算機科學、教育學、信息科學、心理學、哲學、認知神經科學、生理學等眾多領域的交叉學科[1]。
高婷婷[2]的研究認為：“人工智能既具有學科屬性又同時具有技術屬性，其學科屬性體現在研究和模擬人類智能，其技術屬性體現在模擬、延展和擴展人的智能”。賈積有[3]教授從人工智能與教育學習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的人類教育，或者對機器實施教育。通過對國內的諸多學者關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人類智能。
1.2 人工智能教育
人工智能在教育領域的應用被稱為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和自適應學習環境在教育領域之中高效運作。其二是用易于表達的方式表達教育學、心理學等學科中含糊不清的知識。王亞飛等[4]研究認為：智能教育應用是聚焦于人工智能在教育領域中創新應用的技術、模式和實踐的集合。將智能教育應用劃分為淺層（計算智能+教育）、中層（感知智能+教育）和較深層（特定領域認知智能+教育）三個層次。
1.3 人工智能教育應用現狀
人工智能在教育領域的應用的學術成果主要有三類：第一類是信息技術領域研究者對人工智能的科普。第二類是教育技術學領域研究者對人工智能教育應用的美好理性與理論套索。第三類是系統開發或者實證研究。
目前，人工智能在教育領域的主要應用有：機器人學習、深度學習，個性化學習、自適應學習、學習分析、情感計算、智慧教育、大數據等等。但在教育領域應用的最多的還是在學校教學和學校管理之中，如教育機器人、智能測評系統、Z+Z智能教學系統、智能導師系統、智能自適應學習系統等在教育中的應用，充分考慮了因材施教的教學方法，是每個學生有著個性化的發展，減輕教師的教學壓力，達到科學的教育目的。
2 人工智能與教育技術
2.1 微課的改變
微課（Microlecture），是指運用信息技術按照認知規律，呈現碎片化學習內容、過程及擴展素材的結構化數字資源。傳統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、打包發布。其中最耗費時間的是錄制視頻和后期剪輯兩個環節，一段5分鐘的微課視頻，要經過繁瑣的錄制與剪輯環節，大大降低工作效率。
2010年以后，人工智能取得了更好的發展。微課的自動生成已經不再是一種假設。科大訊飛就基于人工智能技術開發了微課自動生成系統——智慧微課[5]。該系統的微課自動生成主要有五個環節：（1）視頻錄制環節;（2）視頻分割環節;（3）視頻標注環節;（4）視頻重組環節;（5）資源結構化環節。
2.1.1 視頻錄制環節
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，運動自動錄播技術已經能夠達成視頻錄制環節的自動化。該環節的優點是不需要專業的環境，專業的器材，很大程度上節約了器材的經費。 2.1.2 視頻分割環節
使用一定的規則或者方法進行視頻的分割。該環節主要使用視頻關鍵幀打點技術、視頻鏡頭聚類技術和視頻畫面智能分析技術三種。這三種技術中比較難以實現的是視頻鏡頭聚類技術，雖然以目前的理論來說沒有問題，但實際效果還有待檢驗。另外兩項技術即視頻關鍵幀打點技術與視頻畫面智能分析技術通過比較成熟的錄屏技術和基于PPT翻頁的關鍵幀打點技術以及圖像識別技術還是可以實現的。
2.1.3 視頻標注環節
在理解視頻的基礎上對分割的視頻進行語義說明，采用語義技術進行視頻的自動標注。目前語義技術有兩種：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，將教師的講解內容自動轉化為文字。
2.1.4 視頻重組環節
利用成熟的語音關聯技術，將分割的視頻片段進行關聯，在現有的條件下，語義本體庫健全的情況下，該環節基本可以實現自動化。
2.1.5 資源結構化環節
在之前的四個環節基礎上，利用語音關聯技術，將知識點相同視頻片段與文字、圖片進行關聯。該環節改變了傳統的視頻單一的不足，幫助學生更快更準確的定位學習重難點。
2.2 遠程教育
目前，我國的遠程教育正處于高速發展的階段，人工智能技術作為一門當下十分火熱的研究方向，在各個領域有著十分廣闊的應用前景。在現代遠程教育方面，也扮演者重要的角色，“人工智能技術+遠程教育”之間產生的“化學反應”是1+1>2。
由于人工智能技術的跨學科的性質，人工智能技術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用方面的成果都比較少。筆者通過CNKI文獻檢索發現，研究人工智能技術與遠程教育結合的文章有66篇，主要集中研究智能Agent、智能答疑、智能數據管理。
吳吉義等[6]著重研究了遠程教育智能網絡教學平臺、遠程教育教學資源智能教學系統、智能仿真遠程實驗教學系統、遠程教育智能化評測。高光來等[7]主要在基于智能技術的遠程教育答疑系統進行了深度研究。李鳴華等[8]對遠程教育的智能虛擬教室的設計展開了相應的理論研究。從以上等學者的研究來看，國內對于“遠程教育的智能化”研究主要還是偏向于智能教育教學系統設計的理論研究，在實際教育教學中開展應用的少之又少。
2.3 課程的改變
教育技術學是一門涉及教育學、心理學、計算機科學的交叉學科，同時它也是一門不斷汲取其他學科先進思想促進自身全方位發展的學科。人工智能技術的發展對教育技術這門學科來說，又是一次飛躍提升的契機。
目前我國的教育從業人員，對于人工智能技術大都一知半解，懂技術的人不懂教育，懂教育的人不懂技術。這造成我國的中小學的人工智能的普及很難落到實處，相對于西方發達國家中小學人工智能教育的普及，我國就顯得比較不足。
教育技術學專業的學生恰巧涉及計算機學科和教育學科，這無疑是一個好消息。教育技術學培養課程的改變就顯得尤為重要。目前大多數高校教育技術學主要設教育學理論、教學設計、數據庫、編程語言等課程。但很少有學校開設人工智能的相關課程，根據樸姬順教授研究得知教育技術學開設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）課程的設計是純粹的理論性，沒有實踐內容。（3）教學方法單一化。（4）院校認識度不夠。
當前高校畢業生逐年增多，就業前景更加嚴峻，復合型的人才就顯得尤為重要，人工智能技術人才的需求缺口達到1000萬，教育技術學開設人工智能課程百利而無一害，一方面可以為中小學培養更專業的信息技術老師，為中小學開設人工智能課程提供師資力量，拉近我國當前中小學人工智能課程與歐美發達國家的差距，另一方面，滿足社會人才需要，提供復合型的人才，減輕教育技術學畢業生的就業壓力。
3 展望教育技術變革
教育技術學的培養方向將會從五個方面突破到六個方面：教育技術、信息技術教育、教育媒體技術、教育軟件與知識工程、遠程教育、人工智能教育相關開發。前五個方向已經是極為成熟的培養方向，人工智能教育相關開發是筆者經過思考之后得出的，人工智能教育相關開發它既是一個獨立的培養方向，也是一個融入于之前五個培養方向的培養方向。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揮作用，例如遠程評測問題，數據分析優化教學設計等等。
成熟的新培養方向，將會使本學科研究人員具有更加全面的能力研究我國教育教學中所面臨的問題，開發出適應我國不同地區不同民族的智能教學系統。解決懂人工智能技術的，不懂教育，懂教育的不懂技術的尷尬局面。
4 結束語
人工智能技術在未來的二十年間將會迎來又一次的飛躍發展，也會間接的影響諸多學科的發展，影響最大的還是教育行業。人工智能技術自誕生之日就與教育結下了不解之緣。教育技術學作為教育學下的二級學科，一門跨領域的學科，更會在這次飛躍的發展之中，迎來新的一次突破。
參考文獻：
[1]閆志明，唐夏夏，秦旋，等.教育人工智能（EAI）的內涵、關鍵技術與應用趨勢：美國《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研發戰略規劃》報告解析[J].遠程教育雜志，2017（1）：28-30.
[2]高婷婷，郭炯，等.人工智能教育應用研究綜述[J].現代教育技術，2019（1）：11-17.
[3]賈積有.人工智能賦能教育與學習[J].遠程教育雜志，2018（1）：39-47.
[4]王亞飛，劉邦奇，等.智能教育應用研究概述[J].現代教育技術，2018（1）：5-11.
[5]樂會進，賀勝，王麗紅，等.智慧微課：基于人工智能的微課自動生成系統[J].現代教育技術，2018（11）：5-11.
[6]吳吉義，平玲娣，等.人工智能在現代遠程教育中的應用研究[J].中國遠程教育，2008（12）：66-69.
[7]高光來，王玉峰，等.基于智能技術的遠程教育答疑系統研究[J].中文信息學報，2003（6）：53-59.
[8]李鳴華.面向遠程教育的智能虛擬教室的設計[J].中國電化教育，2008（6）：97-101.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14852668.htm
