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人工智能在个性化教育中的应用与挑战

赵晋鹤 万超 谢颖 王玮
  
文理媒体号
2023年5期
沈阳大学师范学院

摘要:本研究论文系统性地探讨了人工智能(AI)在个性化教育中的应用及其带来的挑战。我们详细阐述了AI的基本概念和在教育中的应用,尤其强调了其在个性化教育领域的创新应用。人工智能技术被发现能够提升教学质量和效果,但同时,也暴露出一系列挑战,包括技术接入和使用难度,教学质量和效果评估等。然而,我们认为人工智能对于个性化教育发展的积极推动作用是不容忽视的。我们预期,随着更深层次的个性化教育的实现以及教师角色的转变,未来教育领域将有更广阔的发展前景。在论文的最后,我们对教育工作者和政策制定者提出了一些建议,包括推动技术与教育的融合,提升数据分析能力,制定公平透明的政策,投入教育技术研发与应用的资金,以及关注教师的专业发展等。我们期待本文能对未来AI在个性化教育应用的研究提供启发和参考。

关键词:人工智能;个性化教育;教育质量评估;教育公平性;新技术融合

I. 研究背景

智能技术的飞速发展正在 逐步影响着社会、经济、生活等领域的业务形态,不断带来颠覆性、丰富性、创新性的新业态,并在很 大程度上重塑着人的认知与思维方式,甚至是人类文明。(顾小清,2022)[1]真正的人工智能时代必定是以多层次、全领域的 “人机协作”为基础(苗逢春,2022)[2]。伴随着人工智能、大数据、区块链等新技术的飞速发展,社会转型更加强调培养人才的核 心素养与关键能力,而传统教育体系已经无法满足新型人才培养需求,这就迫切需要人工智能 在人才培养“去标准化”进程中赋予重要新动能。(胡小勇,2022)[3]尤其是,在全球教育环境中,个性化教育正在被视为一种重要的方式来提高学习效果和学生满意度。个性化教育指的是一种以学生为中心的教学方式,这种方式将教学内容、方法、进度和环境等因素调整以适应每个学生的特定需要。在过去,由于各种资源和技术限制,实现真正的个性化教育是一项巨大的挑战。然而,随着人工智能等前沿科技的发展,这个目标现在看起来越来越可行。

人工智能通过模仿和增强人类智能,可以处理复杂的任务和数据,进而协助决策,提高效率,甚至创造新的可能性。在教育领域,AI技术被用于改善教学过程,提升教育质量,并最终实现个性化教育。然而,虽然人工智能带来了显著的机遇,它也带来了一些具有挑战性的问题,如技术使用的难度,以及如何评估其效果等。

基于以上研究背景本文旨在探索和深入理解人工智能在个性化教育中的应用及其带来的挑战。

II. 人工智能与个性化教育

A. 人工智能的基本概念和技术

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是一个跨学科的领域,涵盖了计算机科学、数学、统计学、心理学、哲学和其他许多领域,其目标是开发和使用能够模拟、增强或者扩展人类智能的技术。AI的核心是算法和数据,这两者互相影响,共同推动AI技术的发展。

在AI领域中,有几种关键的技术:机器学习、自然语言处理、深度学习。这些技术都已经被广泛应用于各种场合,包括商业、医疗、娱乐和教育。特别是在教育领域,人工智能以其强大的处理能力和灵活性,为个性化教育提供了巨大的可能性。

B. 人工智能在个性化教育中的具体应用

人工智能为个性化教育提供了强大的技术支持和新的可能性。具体来说,人工智能在个性化教育中的应用主要体现在以下几个方面:

个性化学习路径:通过机器学习和数据分析,AI可以分析每个学生的学习风格、速度和效果,然后根据这些数据生成个性化的学习路径。这种方式可以确保每个学生都能在他们自己的节奏和方式下学习,从而提高学习效果和学生的满意度。

动态调整教学策略:AI不仅可以根据学生的需要和反馈来调整学习路径,还可以根据他们的学习进度和效果来调整教学策略。例如,如果一个学生在某个主题上遇到了困难,AI可以提供额外的教学资源和练习,或者调整教学方法来帮助学生理解和掌握这个主题。

这些应用都展示了AI在个性化教育中的巨大潜力。然而,尽管AI为个性化教育提供了新的可能性,但同时也带来了一些挑战和问题。

III. 挑战与问题

A.技术接入和使用难度

在人工智能应用于个性化教育的过程中,技术接入和使用难度也是一项重要的挑战。这主要包括两个方面:一是技术接入难度,二是技术使用难度。

技术接入难度涉及到AI系统的部署和集成问题。虽然许多AI教育解决方案已经可用,但是如何将它们成功地接入到现有的教育环境中,往往需要相应的技术知识和资源。技术在教育中的价值彰显不在于技术本身,而 在于其教学实践应用。教师在运用各类智能技术 开展实践教学的过程中,需要充分发挥其主观能动性,做出合乎教育效益、伦理规范和技术效能的 教学安排与决策。(胡小勇,2022)[4]技术使用难度涉及到教师和学生如何有效地使用AI系统来支持教学和学习。对于教师来说,他们需要理解和适应AI系统。而对于学生来说,他们也需要理解和适应AI系统,例如,如何在系统的引导下学习,如何反馈和评价自己的学习进度等。所有这些都可能需要一定的学习和实践。

B.质量和效果的评估问题

AI在个性化教育中的实施不仅面临技术难题,同样关键的问题是如何评估其应用的质量和效果。评估是教学过程的核心组成部分,而在AI介入的背景下,传统的评估方式可能需要进行调整以应对新的挑战。

关于质量的评估。AI系统的有效性、适应性和安全性都是质量评估的重要指标。需要确保的是,AI系统能够按照预期的方式工作,能够根据学生的个别差异提供适合的学习路径,同时保护学生的数据隐私和安全。但如何进行这样的评估,并没有成熟和统一的标准。这使得对AI系统的质量进行评估变得具有挑战性。

关于效果的评估。评估AI在教学中的效果,需要收集和分析大量的数据,包括学生的学习成绩、学习行为、满意度和反馈等。然而,如何解读和使用这些数据,以及如何确保数据的有效性和可靠性,都是需要解决的问题。

IV. 未来趋势与机会

A.更深层次的个性化教育

在人工智能的推动下,个性化教育有望达到更深层次的实现。目前,大多数AI驱动的个性化教育主要关注的是学生的认知发展,例如,根据学生的学习进度和能力来个性化教学内容和速度。然而,随着AI技术的进步,我们有望看到更深层次的个性化教育,包括关注学生的情感、动机和社会情境等因素。AI系统可以通过分析学生的行为和反馈,来理解和适应他们的情感和动机。社会情境的个性化。AI系统可以考虑到学生的社会背景和文化差异,来提供更符合他们实际情况的学习资源和支持。

B.教师角色的转变

随着人工智能在个性化教育中的应用日益广泛,教师角色的定位也将发生显著转变。在这个转变中,教师不再只是知识的传授者,而是成为引导者和辅导员,更多地关注学生的个人发展和学习进程。

教师可以利用AI工具更深入地理解学生。通过分析由AI系统提供的学生数据,教师可以了解学生的学习风格、优点和不足,从而能够提供更为针对性的支持和指导。此外,教师也可以利用这些信息,更好地理解学生的需求和兴趣,从而提高教学质量。

教师的角色将从教授知识转变为培养技能。随着信息技术的发展,知识的获取变得越来越便捷,教师的角色将更多地关注于培养学生的批判性思维、创新能力和生活技能。这意味着,教师的工作将更加注重于引导学生学习,而不仅仅是传授知识。

V. 结论

A. 对人工智能在个性化教育中应用的总结

人工智能为个性化教育的实现提供了强大的工具和方法。通过数据驱动的决策和个性化的指导,AI系统已经在许多教育环境中显著提高了学习效果和教学质量。同时,AI系统也能够帮助教师更好地理解和支持学生,从而实现更以学生为中心的教学。

然而,人工智能在个性化教育中的应用也带来了一系列挑战和问题。这些包括技术接入和使用难度、质量和效果的评估问题,以及可能加剧的教育不公问题等。解决这些问题需要在政策、技术和实践等多个层面进行努力。

B. 对教育工作者和政策制定者的建议

1.教育工作者的建议:

尽早适应并接受人工智能及其带来的变化。尝试新的教育工具和方法,从而更好地满足学生的个性化学习需求。持续提升自身技术能力和数据分析能力,利用人工智能工具获取学生的学习数据,并据此进行个性化指导。具备开放和创新的心态,对教师角色的转变进行积极的思考和探索。将自己从单纯的知识传授者转变为学生的学习引导者和辅导员。

2.政策制定者的建议:

制定公平和透明的政策,保证所有学生都能公平地获取和利用教育资源,无论他们的背景或能力如何。投资于教育技术的研发和应用,以推动教育的创新和进步。同时,也要关注技术在实际应用中的效果和影响,保证其真正带来教育效果的提升。强调教师的专业发展,提供培训和支持,帮助他们适应新的教育环境和技术。

参考文献:

[1]顾小清,李世瑾.人工智能促进未来教育发展:本质内涵与应然路向[J].华东师范大学学报(教育科学版),2022,40(09):1-9.DOI:10.16382/j.cnki.1000-5560.2022.09.001.

[2]苗逢春.教育人工智能伦理的解析与治理——《人工智能伦理问题建议书》的教育解读[J].中国电化教育,2022,No.425(06):22-36.

[3]胡小勇,孙硕,杨文杰等.人工智能赋能教育高质量发展:需求、愿景与路径[J].现代教育技术,2022,32(01):5-15.

[4]胡小勇,黄婕,林梓柔等.教育人工智能伦理:内涵框架、认知现状与风险规避[J].现代远程教育研究,2022,34(02):21-28+36.

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