摘要： 人工智能技術(shù)正在教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。當(dāng)前，教育領(lǐng)域的人工智能關(guān)鍵技術(shù)主要有機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人與智能控制等，其典型應(yīng)用場(chǎng)景包括智能教育環(huán)境、智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持、智能教育評(píng)價(jià)、智能教師助理、教育智能管理與服務(wù)等。人工智能在教育中的應(yīng)用極大提升了教育基礎(chǔ)設(shè)施、學(xué)習(xí)過(guò)程、評(píng)價(jià)手段、輔助方法、管理能力等領(lǐng)域的智能化與科學(xué)化水平。

關(guān)鍵詞：人工智能;智能教育;人工智能教育應(yīng)用;關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用場(chǎng)景

2017年7月，國(guó)務(wù)院正式印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革和教學(xué)方法改革，構(gòu)建包括智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)在內(nèi)的新型教育體系^[1]。2018年4月，教育部出臺(tái)了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》，倡導(dǎo)推進(jìn)智能教育發(fā)展，探索基于人工智能的新教學(xué)模式，重構(gòu)教學(xué)流程，并運(yùn)用人工智能開(kāi)展教學(xué)過(guò)程監(jiān)測(cè)、學(xué)情分析和學(xué)業(yè)水平診斷^[2]。

近年來(lái)，人工智能技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，尤其在計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方向與教育的結(jié)合日趨緊密，人工智能在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。特別是在2015年之后，人工智能的各類(lèi)教育應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，也催生了一批致力于以人工智能賦能教育的企業(yè)。在國(guó)家政策和產(chǎn)業(yè)界雙重推動(dòng)的背景下，人工智能的多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)正在教育領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，并逐步得到廣泛應(yīng)用。

一、人工智能教育應(yīng)用的內(nèi)涵與關(guān)鍵技術(shù)

對(duì)于人工智能本身，學(xué)術(shù)界的定義并不統(tǒng)一，但公認(rèn)的基本思想是利用智能機(jī)器來(lái)模擬人的智能，感知、學(xué)習(xí)、理解并最終解決生活中和某個(gè)領(lǐng)域中的實(shí)際問(wèn)題。人工智能的教育應(yīng)用可以理解為將人工智能技術(shù)融入教育核心業(yè)務(wù)與場(chǎng)景，促進(jìn)關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化與關(guān)鍵教育場(chǎng)景的智能化，從而大幅提高教育工作者和學(xué)習(xí)者的效率，創(chuàng)新教育教學(xué)生態(tài)。

當(dāng)前，多項(xiàng)人工智能技術(shù)正逐步在教育領(lǐng)域開(kāi)展應(yīng)用，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)圖譜、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人與智能控制等（如圖1）。每項(xiàng)技術(shù)都具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值與豐富的教育應(yīng)用方式。

（一）機(jī)器學(xué)習(xí)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，機(jī)器學(xué)習(xí)是指機(jī)器通過(guò)對(duì)客觀世界的觀察獲得經(jīng)驗(yàn)，再利用經(jīng)驗(yàn)改善自身性能的過(guò)程。典型的機(jī)器學(xué)習(xí)包括監(jiān)督式學(xué)習(xí)、非監(jiān)督式學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等。其中，監(jiān)督式學(xué)習(xí)是較為常用的一種，其工作原理是，機(jī)器基于一定規(guī)模的客觀數(shù)據(jù)，利用特定的算法和模型，自動(dòng)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中所蘊(yùn)含的規(guī)律性信息，從而幫助人們解決實(shí)際問(wèn)題。如果模型是基于多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的，那么這一類(lèi)監(jiān)督式學(xué)習(xí)通常被稱(chēng)為深度學(xué)習(xí)。深度學(xué)習(xí)也是當(dāng)前人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，大量相關(guān)的技術(shù)和模型已經(jīng)被應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。機(jī)器學(xué)習(xí)在教育中也已有較為廣泛的應(yīng)用。例如，基于所采集的學(xué)生多維度數(shù)據(jù)，學(xué)校和教師可以對(duì)學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)做出預(yù)測(cè)，對(duì)其可能的學(xué)習(xí)障礙和困難進(jìn)行分析，對(duì)其退學(xué)（尤其在慕課學(xué)習(xí)環(huán)境中）的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警等。

（二）知識(shí)圖譜

知識(shí)圖譜是基于圖的一種結(jié)構(gòu)化的知識(shí)表示方式，本質(zhì)上是一種大規(guī)模語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)，包含較大數(shù)量的實(shí)體以及實(shí)體之間的多種語(yǔ)義關(guān)系。它可以較為高效地對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)與檢索。知識(shí)圖譜最早被用于網(wǎng)絡(luò)搜索引擎技術(shù)中，以幫助用戶(hù)從搜索中直接得到所需的答案。這類(lèi)知識(shí)圖譜通常涵蓋大量的常識(shí)性信息，其實(shí)體與實(shí)體間關(guān)系的數(shù)量規(guī)模通常也較大，一般有千萬(wàn)個(gè)實(shí)體與上億個(gè)實(shí)體間關(guān)系的規(guī)模。

教育領(lǐng)域有構(gòu)建簡(jiǎn)單知識(shí)地圖與思維導(dǎo)圖的傳統(tǒng)，但建立知識(shí)地圖與思維導(dǎo)圖的主要目的是促進(jìn)教學(xué)，從嚴(yán)格意義上說(shuō)并不屬于知識(shí)圖譜的范疇。近年來(lái)，教育知識(shí)圖譜的構(gòu)建逐漸活躍，尤其是相繼建立了針對(duì)慕課平臺(tái)上的課程類(lèi)知識(shí)圖譜以及針對(duì)中小學(xué)學(xué)科類(lèi)的知識(shí)圖譜，但在總體規(guī)模上，這兩類(lèi)圖譜與通用知識(shí)圖譜相比要小得多?；谒鶚?gòu)建的教育知識(shí)圖譜，智能化教育系統(tǒng)可以自動(dòng)解答學(xué)生所提出的學(xué)科知識(shí)類(lèi)的問(wèn)題。另外，基于教育知識(shí)圖譜，系統(tǒng)還可以進(jìn)行相關(guān)教學(xué)資源與課程的個(gè)性化、精準(zhǔn)化推薦。

（三）自然語(yǔ)言處理

自然語(yǔ)言處理技術(shù)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)人與智能機(jī)器之間通過(guò)自然語(yǔ)言進(jìn)行有效交互。人類(lèi)所使用的自然語(yǔ)言，通常其語(yǔ)言結(jié)構(gòu)與語(yǔ)義信息較為復(fù)雜。因此，自然語(yǔ)言處理技術(shù)是人工智能領(lǐng)域難度較大的技術(shù)之一，目前仍處于較為初級(jí)的階段。簡(jiǎn)單而言，自然語(yǔ)言處理技術(shù)可分為基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)兩類(lèi)?；A(chǔ)技術(shù)包括詞法與句法分析、語(yǔ)義分析、語(yǔ)篇分析等，應(yīng)用技術(shù)包括機(jī)器翻譯、信息檢索、情感分析、文字識(shí)別等。當(dāng)前，自然語(yǔ)言處理技術(shù)在教育中也有諸多應(yīng)用。例如，短文自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)已經(jīng)在GMAT和TOFEL考試中使用多年，并被不斷改進(jìn)以接近人類(lèi)的評(píng)分水平?？谡Z(yǔ)自動(dòng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)也已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于中考等關(guān)鍵性考試，并已被嵌入各類(lèi)語(yǔ)言學(xué)習(xí)軟件中應(yīng)用。

（四）機(jī)器人與智能控制

機(jī)器人作為人工智能技術(shù)的主要載體之一，涵蓋了智能感知與推理、規(guī)劃與決策、控制與交互等。機(jī)器人當(dāng)前在無(wú)人駕駛、室內(nèi)服務(wù)、物流運(yùn)輸、極端環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域均有運(yùn)用。教育領(lǐng)域的機(jī)器人可以簡(jiǎn)單分為教育服務(wù)類(lèi)機(jī)器人與教學(xué)用途類(lèi)機(jī)器人。教育服務(wù)類(lèi)機(jī)器人通常作為不可拆分的軟硬件整體，直接服務(wù)于教學(xué)過(guò)程，完成特定的教學(xué)任務(wù)，如通過(guò)與學(xué)生的互動(dòng)完成知識(shí)傳授或情感陪伴。教學(xué)用途類(lèi)機(jī)器人則通常由可拆分組合的硬件以及可編程的軟件組成，作為機(jī)器人教育的載體或STEM、創(chuàng)客課程的教學(xué)輔助工具。

二、人工智能技術(shù)的典型應(yīng)用場(chǎng)景

基于上述關(guān)鍵技術(shù)，人工智能教育應(yīng)用有五個(gè)典型場(chǎng)景：智能教育環(huán)境、智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持、智能教育評(píng)價(jià)、智能教師助理、教育智能管理與服務(wù)^[3]，具體如圖2所示。

（一）智能教育環(huán)境

智能教育環(huán)境指具備智能感知和交互能力的教學(xué)環(huán)境，可以進(jìn)行多模態(tài)的教育信息采集，并滿(mǎn)足多樣化的學(xué)習(xí)需求?；谌斯ぶ悄艿母黜?xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，當(dāng)前教育環(huán)境中的典型應(yīng)用包括校園安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警、智能教室和智能圖書(shū)館等。

1.校園安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警

計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器人等技術(shù)的發(fā)展使得利用人工智能自動(dòng)維護(hù)校園安全成為可能。例如，智能校園巡邏安保機(jī)器人可以通過(guò)視覺(jué)傳感器采集進(jìn)入校園人員的面部信息，進(jìn)行身份驗(yàn)證，并記錄學(xué)生到校和離校的時(shí)間。校園安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合機(jī)器人技術(shù)，還可以進(jìn)行24小時(shí)不間斷巡邏，及時(shí)檢測(cè)校園中可能發(fā)生的異常情況并提醒安保人員。系統(tǒng)中還可以嵌入感煙、感溫、火焰、可燃?xì)怏w探測(cè)器等多種傳感器，做到校園安全的全面預(yù)警與防護(hù)。

2.智能教室

基于自然語(yǔ)言處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)等人工智能技術(shù)建設(shè)的智能教室，可以對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行深度分析與評(píng)價(jià)。在教師端，智能教室可以通過(guò)體態(tài)與語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，對(duì)教師的教態(tài)與教學(xué)模式進(jìn)行自動(dòng)分析;在學(xué)生端，智能教室可以通過(guò)情感計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)學(xué)生群體與個(gè)體的學(xué)習(xí)行為、情緒、專(zhuān)注度等進(jìn)行自動(dòng)分析。在此基礎(chǔ)上，它還可以進(jìn)一步對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行多維度、過(guò)程性評(píng)價(jià)，也有助于深入分析教師授課風(fēng)格及與學(xué)生的情緒契合度等。另外，智能教室不局限于傳統(tǒng)學(xué)校內(nèi)的物理空間，在線上學(xué)習(xí)空間中也可以構(gòu)建相似的智能教學(xué)環(huán)境。

3.智能圖書(shū)館

在圖書(shū)館藏書(shū)量不斷增加的現(xiàn)實(shí)情況下，日益繁重的圖書(shū)管理任務(wù)僅靠人工操作難以完成，圖書(shū)管理的智能化成為必然趨勢(shì)。在智能圖書(shū)館中，讀者自主借還、檢索、查詢(xún)、下載、復(fù)印、閱覽等多項(xiàng)服務(wù)已得到逐步實(shí)現(xiàn)?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的智能圖書(shū)盤(pán)點(diǎn)機(jī)器人可以對(duì)圖書(shū)館藏書(shū)進(jìn)行自動(dòng)化盤(pán)點(diǎn)，檢查是否發(fā)生了丟失、錯(cuò)架放置圖書(shū)等問(wèn)題，并實(shí)時(shí)更新圖書(shū)的位置信息。

（二）智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持

學(xué)習(xí)是學(xué)生通過(guò)教師或同伴的幫助和支持，獲得知識(shí)與技能的過(guò)程。學(xué)生通常需要在學(xué)習(xí)中得到科學(xué)、及時(shí)的支持，才能高效完成這一過(guò)程?；谌斯ぶ悄艿母黜?xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，現(xiàn)階段智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持系統(tǒng)的典型應(yīng)用有學(xué)習(xí)障礙智能診斷、教學(xué)資源智能推薦和智能學(xué)科工具使用等。

1.學(xué)習(xí)障礙智能診斷

對(duì)于學(xué)生因領(lǐng)域知識(shí)缺失而產(chǎn)生的學(xué)習(xí)障礙，我們可通過(guò)構(gòu)建領(lǐng)域知識(shí)點(diǎn)間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系來(lái)進(jìn)行智能診斷?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)模型，智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持系統(tǒng)能夠構(gòu)建知識(shí)層面的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系以及不同知識(shí)點(diǎn)間的障礙依賴(lài)關(guān)系，從而精準(zhǔn)判斷每位學(xué)生薄弱知識(shí)點(diǎn)產(chǎn)生的原因。

2.教學(xué)資源智能推薦

運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持系統(tǒng)可以對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況、學(xué)習(xí)專(zhuān)注度等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，從而為學(xué)生精準(zhǔn)推薦相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源。例如，當(dāng)前多種智能學(xué)習(xí)平臺(tái)利用學(xué)生的過(guò)程性測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)分析并推薦符合其能力水平、學(xué)習(xí)狀態(tài)的學(xué)習(xí)內(nèi)容與練習(xí)題目。

3.智能學(xué)科工具使用

基于各類(lèi)人工智能技術(shù)，如語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等，人們已經(jīng)在智能學(xué)習(xí)過(guò)程支持系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)出了一系列可以輔助學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的智能學(xué)科工具。例如，運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，對(duì)自然界的植物進(jìn)行圖像識(shí)別，判斷其種類(lèi)，支持學(xué)生在生物學(xué)課堂上的自主探究性學(xué)習(xí);運(yùn)用自然語(yǔ)言處理技術(shù)，對(duì)中國(guó)古典文學(xué)語(yǔ)料進(jìn)行加工處理，自動(dòng)創(chuàng)作詩(shī)詞，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)語(yǔ)文的興趣。

（三）智能教育評(píng)價(jià)

教育評(píng)價(jià)是運(yùn)用科學(xué)的方法與技術(shù)手段，對(duì)教育活動(dòng)滿(mǎn)足社會(huì)與個(gè)體需要的程度做出判斷的活動(dòng)。目前，智能教育評(píng)價(jià)有智能課堂評(píng)價(jià)、口語(yǔ)自動(dòng)測(cè)評(píng)、心理健康監(jiān)測(cè)和體質(zhì)健康評(píng)價(jià)四個(gè)方面的典型應(yīng)用。

1.智能課堂評(píng)價(jià)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)可以通過(guò)學(xué)生面部表情識(shí)別其基本情緒，幫助教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)與專(zhuān)注程度，從而進(jìn)行教學(xué)干預(yù)或調(diào)整自身教學(xué)策略。自然語(yǔ)言處理技術(shù)可以對(duì)學(xué)生的課堂作答情況進(jìn)行及時(shí)標(biāo)記與反饋，同時(shí)可以將相關(guān)信息反饋給任課教師，從而提高教學(xué)效率與效果。

2.口語(yǔ)自動(dòng)測(cè)評(píng)

通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別等自然語(yǔ)言處理技術(shù)，人們得以提取語(yǔ)音及語(yǔ)義層面的完整特征，并以專(zhuān)家評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)訓(xùn)練自動(dòng)評(píng)分模型，實(shí)現(xiàn)外語(yǔ)或普通話(huà)口語(yǔ)測(cè)試的自動(dòng)評(píng)分。隨著口語(yǔ)自動(dòng)測(cè)評(píng)技術(shù)的逐步成熟，其在教學(xué)和測(cè)評(píng)中的應(yīng)用不僅節(jié)省了大量人力資源，還較好地排除了個(gè)人的主觀因素，提高了測(cè)評(píng)的客觀性與可靠性。

3.心理健康監(jiān)測(cè)

人工智能技術(shù)能夠早期識(shí)別有潛在心理問(wèn)題的學(xué)生并給出預(yù)警?；谏缃痪W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的用戶(hù)語(yǔ)言、交互行為和情緒表達(dá)，人們可以建立相應(yīng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，用于分析未成年人的心理健康狀態(tài)，并及時(shí)提示其心理健康問(wèn)題和潛在的高風(fēng)險(xiǎn)行為。

4.體質(zhì)健康評(píng)價(jià)

利用帶有多種智能傳感器的可穿戴設(shè)備，人們可以持續(xù)采集學(xué)生的體育運(yùn)動(dòng)和睡眠等數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展精準(zhǔn)分析與評(píng)價(jià)。例如，教師在體育課上可采集學(xué)生運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度、心率與血氧等多維度數(shù)據(jù)，并結(jié)合相關(guān)分析模型，對(duì)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)技能與體質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。同時(shí)，通過(guò)分析一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)（如一個(gè)學(xué)期或?qū)W年）的學(xué)生群體數(shù)據(jù)，學(xué)?？蓪?duì)體育課程的開(kāi)設(shè)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（四）智能教師助理

智能教師助理一般指那些能夠?qū)處熑粘５慕虒W(xué)、教研、專(zhuān)業(yè)發(fā)展等進(jìn)行輔助的人工智能應(yīng)用?，F(xiàn)階段，智能教師助理主要有自動(dòng)出題與批閱、課程輔導(dǎo)與答疑、智能教研等典型應(yīng)用。

1.自動(dòng)出題與批閱

在日常教學(xué)中，教師需要花費(fèi)較大精力命制和批閱學(xué)生的作業(yè)和試題。基于知識(shí)圖譜技術(shù)并通過(guò)構(gòu)建啟發(fā)式規(guī)則，人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了自動(dòng)出題與批閱系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成針對(duì)同一知識(shí)點(diǎn)但具有多種變式的個(gè)性化試題。此外，利用自然語(yǔ)言處理技術(shù)開(kāi)發(fā)的批閱系統(tǒng)，還可以對(duì)不同學(xué)科較為復(fù)雜的半開(kāi)放性主觀題自動(dòng)評(píng)分并給出合理的反饋建議，大大減輕了教師課后批閱作業(yè)的工作強(qiáng)度與負(fù)擔(dān)。

2.課程輔導(dǎo)與答疑

人工智能可以協(xié)助教師為學(xué)生提供定制化、個(gè)性化的課程指導(dǎo)與反饋意見(jiàn)?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)，智能系統(tǒng)可以自動(dòng)診斷學(xué)生對(duì)當(dāng)前知識(shí)的掌握狀態(tài)，并結(jié)合學(xué)科知識(shí)體系與結(jié)構(gòu)信息，精準(zhǔn)推薦微課、微測(cè)等相關(guān)課程資源。基于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中提出的問(wèn)題，智能系統(tǒng)還可以利用知識(shí)圖譜與自然語(yǔ)言處理等技術(shù)自動(dòng)答疑，并通過(guò)不斷采集相關(guān)信息，構(gòu)建學(xué)生意圖理解的答疑系統(tǒng)。

3.智能教研

教研是促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的重要手段。人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教師教學(xué)過(guò)程的自動(dòng)分析、教案的自動(dòng)設(shè)計(jì)與生成等，為教師教研減負(fù)提質(zhì)。例如，智能聽(tīng)評(píng)課系統(tǒng)可以記錄教師授課的音視頻，借助圖像處理和語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，分析課堂互動(dòng)情況并將其量化，用數(shù)據(jù)提升教研活動(dòng)的效能。教師也可通過(guò)查看教學(xué)回放以及課堂互動(dòng)情況的分析數(shù)據(jù)，更有針對(duì)性地開(kāi)展教學(xué)反思，從而優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量。此外，教案自動(dòng)設(shè)計(jì)與生成系統(tǒng)可以幫助教師分析教學(xué)情境，提取授課內(nèi)容，分析教學(xué)對(duì)象，并從數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取相應(yīng)的內(nèi)容生成教案，供教師借鑒與使用。

（五）教育智能管理與服務(wù)

教育智能管理與服務(wù)指管理者通過(guò)組織協(xié)調(diào)教育系統(tǒng)的內(nèi)部資源，充分利用智能關(guān)鍵技術(shù)和信息手段實(shí)現(xiàn)高效率、高水平的教育管理目標(biāo)與教育公共服務(wù)。當(dāng)前，教育智能管理與服務(wù)的典型應(yīng)用包括輔助教育決策、促進(jìn)教育公平、提供定制化教育服務(wù)等。

1.輔助教育決策

在宏觀層面，國(guó)家教育主管部門(mén)及各地方教育主管部門(mén)可以采集并匯總各層級(jí)、多維度的教育數(shù)據(jù)，借助人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)分析及可視化方法，發(fā)現(xiàn)影響區(qū)域教育發(fā)展的顯性與隱性關(guān)鍵問(wèn)題，從而輔助決策與政策制定。

2.促進(jìn)教育公平

借助人工智能技術(shù)，各地方教育主管部門(mén)可打破地區(qū)和學(xué)校之間在地理上的資源壁壘，在線流轉(zhuǎn)優(yōu)質(zhì)師資，提供精準(zhǔn)化資源供給等服務(wù)。例如，智能公共服務(wù)平臺(tái)可以通過(guò)人工智能算法分析學(xué)生的優(yōu)勢(shì)和不足，并使用智能推薦技術(shù)為其匹配一對(duì)一線上輔導(dǎo)教師，展開(kāi)“雙師”教學(xué)，從而促進(jìn)教育公平，加快教育供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革。

3.提供定制化教育服務(wù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，教育公共服務(wù)的需求越來(lái)越強(qiáng)調(diào)個(gè)性化與定制化?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)，教育主管部門(mén)能夠采集海量學(xué)生多維度的過(guò)程性與測(cè)評(píng)性數(shù)據(jù)，包括學(xué)科核心素養(yǎng)類(lèi)、領(lǐng)域知識(shí)類(lèi)、心理認(rèn)知類(lèi)以及體質(zhì)健康類(lèi)數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，教育主管部門(mén)可構(gòu)建個(gè)性化教育公共服務(wù)平臺(tái)，為個(gè)體與群體學(xué)生提供學(xué)科能力與素養(yǎng)診斷、專(zhuān)業(yè)與職業(yè)發(fā)展規(guī)劃等一系列智能化服務(wù)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)其個(gè)體問(wèn)題與優(yōu)勢(shì)，從而建立教育公共服務(wù)新模式。

四、結(jié)語(yǔ)與展望

人工智能的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟，形成了一批典型的教學(xué)應(yīng)用場(chǎng)景與模式，為教師與學(xué)生提供了有效的學(xué)習(xí)支撐、精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容以及多元化的教育服務(wù)。人工智能技術(shù)還可以幫助學(xué)生連接正式學(xué)習(xí)和非正式學(xué)習(xí)的環(huán)境，使他們更加高效地獲取知識(shí)，獲得及時(shí)的學(xué)業(yè)診斷和高質(zhì)量的反饋指導(dǎo)。人工智能技術(shù)也可以將教師從煩瑣的事務(wù)性工作中解放出來(lái)，減輕教師的工作負(fù)擔(dān)。

當(dāng)然，我們也要認(rèn)識(shí)到，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用仍處于起步階段。例如，在學(xué)生意圖理解、情感交互、自動(dòng)批閱等方面還存在較多的技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)階段，人工智能教育應(yīng)用對(duì)學(xué)生綜合能力發(fā)展等方面的關(guān)注也較少。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步及其與教育融合程度的加深，我們相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，師生將開(kāi)始運(yùn)用人機(jī)結(jié)合的思維方式，實(shí)現(xiàn)與個(gè)人能力相匹配的個(gè)性化發(fā)展;教育管理者將更多地依據(jù)教育數(shù)據(jù)挖掘與分析的結(jié)果，進(jìn)行教育管理、教育監(jiān)測(cè)、教育決策等活動(dòng)。最終，技術(shù)將助力教育實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)導(dǎo)向的人才培養(yǎng)，邁向人機(jī)協(xié)作的高質(zhì)量教育教學(xué)新時(shí)代。

參考文獻(xiàn)

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[2] 中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》的通知[EB/OL].（2018-04-03）[2021-07-23].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s7062/201804/t20180410_332722.html.

[3] 余勝泉，盧宇，陳晨.人工智能+教育藍(lán)皮書(shū)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2020.

（作者盧宇系北京師范大學(xué)教育學(xué)部副教授、博士生導(dǎo)師，未來(lái)教育高精尖創(chuàng)新中心人工智能實(shí)驗(yàn)室主任;馬安瑤系北京師范大學(xué)教育學(xué)部教育技術(shù)學(xué)院本科生;陳鵬鶴系北京師范大學(xué)未來(lái)教育高精尖創(chuàng)新中心研究員）

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