?。?）教育領(lǐng)域中采用的人工智能' target='_blank'>人工智能技術(shù)——6 個(gè)聚類
　　
　　#0 人工智能聚類下提取出的特征詞有人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維建模等。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的實(shí)時(shí)三維逼真圖像，能高度模擬人在環(huán)境中的各種感知行為，讓觀察者有身臨其境的感受，并很好地感知和研究客觀事物的變化規(guī)律。尹偉等從警務(wù)實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的角度，探索了VR的教學(xué)模式，如在公安現(xiàn)場執(zhí)法教學(xué)中，教師可通過 VR 技術(shù)構(gòu)建案件場景，讓學(xué)員的語言控制、動作技能、武力使用在虛擬現(xiàn)實(shí)中最大限度地得到訓(xùn)練。由于VR技術(shù)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，各高校也陸續(xù)開始研發(fā)相關(guān)課程并予以實(shí)施。盧梅麗等對VR技術(shù)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了研究，通過講授 VR 技術(shù)來培養(yǎng)高精尖職業(yè)技能型人才。
　　
　　#1 本體聚類下提取出的特征詞有本體、個(gè)性化學(xué)習(xí)、Agent、智能教學(xué)系統(tǒng)等。人工智能領(lǐng)域的學(xué)者 Neches 等最早提出本體（Ontology）一詞，認(rèn)為本體是構(gòu)成相關(guān)領(lǐng)域詞匯的基本術(shù)語和關(guān)系，以及利用這些術(shù)語和關(guān)系構(gòu)成的、規(guī)定這些詞匯外延的規(guī)則。Jiang 等 通過本體來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的個(gè)性化需求。Agent 一詞在國內(nèi)通常被翻譯為智能體或艾真體，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化智能教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用提供幫助 ?；?Agent 的分布式和集中式網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，可以針對不同的學(xué)生個(gè)體提出相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，較好地解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的一些問題。
　　
　　#5 學(xué)習(xí)分析聚類下提取出的特征詞有學(xué)習(xí)分析、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間、自適應(yīng)學(xué)習(xí)等。美國普渡大學(xué)構(gòu)建的名為課程信號（Course Signals）的教師教學(xué)支持與學(xué)習(xí)干預(yù)系統(tǒng)，就是利用學(xué)習(xí)分析的各種技術(shù)手段幫助教師了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，并為學(xué)習(xí)者提供及時(shí)且具有針對性的反饋 。賀相春等在明確網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)的功能演變，提出人工智能驅(qū)動大數(shù)據(jù)分析、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、可穿戴技術(shù)的交叉融合，使得原有的學(xué)習(xí)環(huán)境可以借助智能代理、智能導(dǎo)師、智能學(xué)伴等，為學(xué)習(xí)者提供智能化的學(xué)習(xí)服務(wù)。
　　
　　#6 專家系統(tǒng)聚類下提取出的特征詞有專家系統(tǒng)、推理機(jī)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，CAI）等。專家系統(tǒng)可以在程序系統(tǒng)中存儲某個(gè)專門領(lǐng)域的專家知識（知識庫），并且擁有類似領(lǐng)域?qū)＜医鉀Q實(shí)際問題的推理機(jī)制（推理機(jī)），最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)的互動（人機(jī)接口）。方利偉等利用機(jī)器人語言設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)時(shí)專家系統(tǒng)，它可以自動獲取傳感器信號，根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的規(guī)則庫進(jìn)行推理，得到下一步執(zhí)行的指令，從而控制機(jī)器人的行動。推理機(jī)一般在專家系統(tǒng)中用來控制、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)。這些技術(shù)將人工智能理論變成實(shí)踐并應(yīng)用于 CAI 系統(tǒng)中，形成智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，可以幫助學(xué)生對大量知識進(jìn)行選擇、判斷、處理。
　　
　　#10 關(guān)聯(lián)規(guī)則聚類下提取出的特征詞有關(guān)聯(lián)規(guī)則、遺傳算法、試題庫、智能組卷等。關(guān)聯(lián)規(guī)則的挖掘算法被應(yīng)用于包括教育在內(nèi)的很多行業(yè)和研究領(lǐng)域。例如，通過改進(jìn)的 Apriori 關(guān)聯(lián)算法挖掘出高職院校教務(wù)信息中的規(guī)則，用于構(gòu)建學(xué)生培養(yǎng)模型、成績預(yù)警模型、教學(xué)質(zhì)量評估模型等。此外，關(guān)聯(lián)規(guī)則也可以對基于遺傳算法的智能組卷系統(tǒng)進(jìn)行考試數(shù)據(jù)的挖掘與分析。余紅朝在分析傳統(tǒng)的組卷算法和策略的基礎(chǔ)上，結(jié)合遺傳算法，以知識點(diǎn)為基本的考查點(diǎn)，把試題個(gè)數(shù)作為試卷最重要的約束目標(biāo)，提出了改進(jìn)的自動組卷算法，并在實(shí)際運(yùn)行中證明自動組卷算法能快速生成質(zhì)量相對較好的試卷。
　　
　　#11 媒體融合聚類下提取出的特征詞有媒體融合、科技革命、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。電子和信息技術(shù)的普及應(yīng)用開啟了第五次科技革命。媒體融合指的是各種媒介呈現(xiàn)多功能一體化的趨勢，信息傳輸通道變得多元化，報(bào)紙、電視等傳統(tǒng)媒體與互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)、智能終端等新媒體結(jié)合起來，為信息、知識的傳播提供了不同形式、不同平臺。如賈寧基于物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)校園教育互聯(lián)系統(tǒng)，充分利用手機(jī)短信、定位、攝像頭服務(wù)、射頻識別等功能，使學(xué)生、家長、老師之間可以無縫連接溝通。 　　 　?。?）人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域中應(yīng)用的產(chǎn)物——3 個(gè)聚類
　　
　　#2 智能機(jī)器人聚類下提取出的特征詞有智能機(jī)器人、機(jī)器人教學(xué)、智能制造等。隨著人工智能越來越多地被應(yīng)用于教育教學(xué)中，類似朗讀課文、點(diǎn)名、監(jiān)考、收發(fā)試卷等這樣的輔助性或重復(fù)性勞動可以由人工智能替代老師完成。東京理科大學(xué)小林宏教授制造的仿人機(jī)器教師薩亞可以在面部呈現(xiàn) 6 種表情，會講大約 700 個(gè)單詞、300 個(gè)短語，并且可以對一些詞語和問題做出回應(yīng)，還可以學(xué)會講各種語言。除此之外，周蘭菊等從智能制造企業(yè)的崗位能力需求出發(fā)，分析了智能制造的特點(diǎn)和技術(shù)技能人才崗位能力需求的變化，并結(jié)合學(xué)校的實(shí)踐，探索并提出了適合智能制造企業(yè)人才需求的高職人才培養(yǎng)的一些新舉措。
　　
　　#3 高考狀元聚類下提取出的特征詞有高考狀元、語音識別、科大訊飛等。2017 年，學(xué)霸君公司研發(fā)的智能教育機(jī)器人 Aidam 與兩人一組的 6 名高考狀元同臺挑戰(zhàn)了 2017 年高考數(shù)學(xué)試題，完成了整張?jiān)嚲淼慕獯?，并按照評分標(biāo)準(zhǔn)得到了 134 分的最終成績，三組高考狀元分別得到146分、140分、119分?？拼笥嶏w是國內(nèi)最大的智能語音技術(shù)提供商，廣東高考英語的口語環(huán)節(jié)目前由科大訊飛提供的計(jì)算機(jī)語音技術(shù)完成考核，不需要再投入任何師資；在與廣東省考生經(jīng)過幾年磨合后，2015 年即實(shí)現(xiàn)以機(jī)器評閱為主、人工審核為輔的全新評閱方式。另外，科大訊飛還推出了一款叫e 天說的英語學(xué)習(xí)應(yīng)用，用于學(xué)生口語訓(xùn)練。
　　
　　#8 人類智能聚類下提取出的特征詞有人類智能、李世石、谷歌公司、技術(shù)浪潮等。2016 年3月5日，谷歌公司的圍棋人工智能 AlphaGo 在與韓國棋手李世石的一場轟動全球的人機(jī)大戰(zhàn)中，以總比分 4:1 獲勝，AlphaGo 的圍棋世界排名由此躍升至世界第二。2017 年 5 月，中國棋王柯潔向 AlphaGo 發(fā)出了挑戰(zhàn)，最終結(jié)果是 AlphaGo 獲勝。雖然代表人類智慧的柯潔在比賽中以失敗告終，但是這場比賽本身的歷史意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其結(jié)果的勝負(fù)。大家的討論也使教育領(lǐng)域掀起了一股人工智能技術(shù)浪潮，為此，奚駿提出教師要關(guān)注技術(shù)、辨別技術(shù)、引領(lǐng)技術(shù)，從而促進(jìn)教育公平、助力教育創(chuàng)新、實(shí)現(xiàn)教育與技術(shù)的雙贏發(fā)展。
　　
　?。?）人工智能技術(shù)對教育理論的影響——3 個(gè)聚類
　　
　　這 3 個(gè)聚類分別是#4 教育理念、#7 創(chuàng)客教育和#9 高等教育，而該大類下提取出的特征詞有教育理念、創(chuàng)客教育、高等教育、遠(yuǎn)程教育等。由此可知，這三個(gè)聚類都側(cè)重教育理論，涉及教育理念的轉(zhuǎn)變。隨著創(chuàng)客教育的興起和教育信息化進(jìn)程的加快，基于遠(yuǎn)程教學(xué)方式的個(gè)性化教育在教育人工智能領(lǐng)域占據(jù)重要地位。如在睿易云教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者課前自主學(xué)習(xí)和課后系統(tǒng)根據(jù)學(xué)習(xí)者的反饋重新制定課堂設(shè)計(jì)，通過這樣的課堂設(shè)計(jì)理念，大大提高了教學(xué)效果。國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中指出，為了推進(jìn)我國人工智能技術(shù)的發(fā)展，要大力推進(jìn)編程教育并且設(shè)置人工智能相關(guān)學(xué)科，在教育中融入更多信息化元素，創(chuàng)客教育為國家培養(yǎng)信息化創(chuàng)新型人才提供了一種有效的教育模式。如清華大學(xué)以創(chuàng)意、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)三創(chuàng)融合的核心理念打造三創(chuàng)創(chuàng)客空間、開發(fā)多維立體化課程、開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)位教育、舉辦各類賽事及活動，為在全國高等院校中實(shí)行創(chuàng)客教育起到了引領(lǐng)示范的作用。創(chuàng)客教育在高等教育中的應(yīng)用使學(xué)生成為知識生態(tài)系統(tǒng)中的積極貢獻(xiàn)者，使他們能夠創(chuàng)造性地思考問題、實(shí)踐創(chuàng)新過程。
　　
　　三、研究討論
　　
　　1 人工智能對教育的影響
　　
　　通過上述 CiteSpace 對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的可視化分析以及對于聚類后的文獻(xiàn)分析，可以了解到人工智能對教育的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　
　　①人工智能作為教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。目前，我國在中小學(xué)教學(xué)中設(shè)置編程課程來為學(xué)生的計(jì)算機(jī)編程能力打下基礎(chǔ)。此外，人工智能是涉及機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理等許多復(fù)雜技術(shù)的學(xué)科，所以在高等教育中，許多院校已經(jīng)開設(shè)了人工智能學(xué)院、人工智能相關(guān)專業(yè)，以系統(tǒng)地培養(yǎng)專業(yè)性與研究性人才。
　　
　　②人工智能增進(jìn)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度理解。教育信息化的發(fā)展使許多數(shù)字化的新媒體進(jìn)入教室，教學(xué)內(nèi)容通過多種方式呈現(xiàn)出來，幫助教師和學(xué)生更方便、更有效地進(jìn)行傳授和學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)出現(xiàn)后，課程內(nèi)容發(fā)生了很大變化，不再是單純的文字或者二維幻燈片，而是通過三維的物體、動畫、視頻等形式呈現(xiàn)，甚至現(xiàn)實(shí)中無法通過肉眼觀看的內(nèi)容（如電流的走向、人體血液的流動等）都可以在虛擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，并生動直觀地給學(xué)習(xí)者展現(xiàn)出來，從而增進(jìn)學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度理解。
　　
　?、廴斯ぶ悄苤虒W(xué)評估。智能測評系統(tǒng)在全程參與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程后，對學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價(jià)、測試和分析，并反饋結(jié)果，從而達(dá)到完善方案的目的。例如，目前國內(nèi)外一些相對有影響力的智能導(dǎo)師系統(tǒng)都擁有測試和評估的功能，它們能記錄并評價(jià)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，并在這個(gè)過程中達(dá)到不斷優(yōu)化教學(xué)的目的；在英語教學(xué)中，智能測評系統(tǒng)可以診斷學(xué)習(xí)者在英語寫作中存在的錯誤，分析原因并采取糾正和指導(dǎo)措施，可以使用智能語音識別技術(shù)，代替人工進(jìn)行口語考試等。 　　 　　2 人工智能在我國教育領(lǐng)域中的反思
　　
　　基于上述可視化結(jié)果和內(nèi)容分析，對人工智能在我國教育領(lǐng)域中的研究反思如下：
　　
　?、偌訌?qiáng)人工智能背景下教師和技術(shù)人員的培養(yǎng)和深度合作。教師在教學(xué)活動中發(fā)揮著非常重要的作用，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用程度離不開教師對人工智能技術(shù)的理解。然而與人工智能中的技術(shù)發(fā)展相比，人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用存在一定的滯后性。究其原因，主要是人工智能涉及的技術(shù)非常復(fù)雜，實(shí)際應(yīng)用中需要具有一定專業(yè)背景知識的人來實(shí)現(xiàn)其功能，而具有這種背景知識的專業(yè)人士又往往缺乏教育理論基礎(chǔ)，因此應(yīng)加強(qiáng)兩個(gè)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的溝通合作，才能開發(fā)出更智能化的教育產(chǎn)品。
　　
　?、谪瀼芈鋵?shí)政府對人工智能的支持政策。自 2014 年以來，我國政府部門先后在各種場合和重要政府文件中強(qiáng)調(diào)人工智能發(fā)展的重要性。2018 年4月2日，教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計(jì)劃》，引導(dǎo)高校以世界科技前沿為目標(biāo)，強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，實(shí)現(xiàn)前瞻性基礎(chǔ)研究和引領(lǐng)性原創(chuàng)成果的重大突破，進(jìn)一步提升高校人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)和服務(wù)國家需求的能力。在未來的幾年中，要將優(yōu)化高校人工智能領(lǐng)域科技創(chuàng)新體系、完善人工智能領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系、推動高校人工智能領(lǐng)域科技成果轉(zhuǎn)化與示范應(yīng)用作為教育發(fā)展重點(diǎn)任務(wù)。
　　
　?、壑匾暼斯ぶ悄芙逃龓淼碾[私和歧視問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)是學(xué)生的隱私，在未來否可以嘗試讓學(xué)生擁有自己的數(shù)據(jù)，并有權(quán)決定是否將其交給學(xué)校或其它教育機(jī)構(gòu)來分析使用。另外，在智能教育平臺的產(chǎn)業(yè)中要制定相應(yīng)的隱私標(biāo)準(zhǔn)，讓行業(yè)中的開發(fā)者和運(yùn)營者有標(biāo)準(zhǔn)可循。此外，人工智能條件下的預(yù)測算法可能會產(chǎn)生不同程度的歧視。比如，學(xué)校非公開地嘗試用機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)分析、預(yù)測學(xué)生的成績，并通過這個(gè)結(jié)果來挑選或決定是否錄取學(xué)生。當(dāng)然我們不能說這樣的方式是完全有偏見的歧視行為，但是相應(yīng)的解釋性工具是必須的，我們需要令人信服的理由來解釋機(jī)器決策的結(jié)果。
　　
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