引言
在人工智能日益發(fā)展的背景下,教育領域必須緊跟時代潮流,通過深度融合人工智能,推動教育創(chuàng)新,更好地適應未來社會對人才的需求,實現(xiàn)教育的高質量發(fā)展。
教育是一個系統(tǒng)化的過程,旨在提升受教育者的自然智能,幫助他們在知識、技能、思維能力和人格方面得到全面發(fā)展[]。人工智能是指通過人工方法在機器(主要是計算機)上模擬人類或某些生物自然智能的一個學科領域,也就是在機器上實現(xiàn)的教育。自1956年被首次提出這一概念以來,人工智能與教育便密不可分,逐漸成為推動教育變革的重要力量[2。融合(Fusion)的物理意義是指熔成或如熔化那樣融成一體,引申含義為將不同的實體、元素、文化、媒介等結合在一起,構成一個新的、統(tǒng)一的整體。深度融合是指將不同實體、元素、文化、媒介等更加緊密地融為不可分割的整體。具體在教育的應用場景下,人工智能和教育的深度融合不僅僅指將人工智能技術與教育結合起來使用,更是指二者在教學模式、學習過程、教育評估等多個維度的深度協(xié)同和重構。
深度融合強調了人工智能與教育之間更為緊密和深刻的相互作用,意味著技術不僅僅是教育的輔助工具,而是共同塑造和創(chuàng)新教育方式的關鍵力量。因此,有必要對人工智能與教育深度融合的相關成果進行研究,以確保其能夠真正推動教育變革,提升教育質量與效率。目前,人工智能與教育深度融合的研究仍處于初期階段,在基礎理論層面,人工智能與教育深度融合的內涵是什么?在實踐應用層面,人工智能如何在不同教育階段實現(xiàn)與教育的深度融合?這些關鍵問題仍待深入探討,需要一個統(tǒng)一且全面的解答。為此,我們通過在中國知網(wǎng)進行檢索,使用檢索式 SU% (“人工智能” + “AI”)*“教育” * “深度融合”,獲得165篇中文論文。經(jīng)過篩選,保留81篇核心文獻。剔除的無關文獻大多是在闡述基礎信息技術,但冠以“人工智能”的文獻。為進行更深入的探討,還關注了生成式人工智能(AIGC)的應用。使用檢索式SU%= (“生成式人工智能” + “AIGC”)*(“教育” + “教學”),獲得304篇論文。經(jīng)過篩選,最終選取26篇文獻,其中16篇為實證研究,以補充和擴展研究框架。選取的期刊范圍包括核心期刊、SCI及EI收錄期刊、CSSCI期刊、CSCD期刊,最終得到107篇相關文獻。本文將通過文獻梳理,探討基礎理論和實踐應用層面的相關內容,為進一步研究和實際應用提供參考。
一、人工智能與教育深度融合的內涵
內涵指的是某一事物或概念的核心意義、基本特征和深層次的含義。它描述了事物的本質、基本屬性和重要方面。本研究從核心理念、核心特征和價值取向這3個方面闡述人工智能與教育深度融合的內涵。
(一)核心理念
人工智能與教育的深度融合要求教育理念的革新,特別是在面對快速變化的社會需求時,教育系統(tǒng)必須具備更高的適應性和靈活性。相較于傳統(tǒng)的技術整合,深度融合強調的是教育系統(tǒng)從教學設計、課程內容、評價方式等多方面的全面變革[3]。
這一過程可以分為4個階段,即被動融合、主動融合、建構融合和交互融合[4。本研究認為,被動融合是指在教育過程中,人工智能技術作為一種輔助工具被引入,其作用主要是對現(xiàn)有教育方法和系統(tǒng)進行補充,而非對其進行根本性的改變或重構。在這一階段,技術的應用通常是附加性的,主要用于提升傳統(tǒng)教育的效果,而不是重新定義教育實踐。在主動融合階段,人工智能技術開始主動參與到教育過程的各個方面,包括個性化學習、智能推薦和實時反饋等。這一階段標志著技術不再只是輔助工具,而是成為教學與學習過程中不可或缺的部分。人工智能開始主動適應教育需求,促進了教育的個性化和智能化[5]。
隨著人工智能與教育的融合逐漸深入,進入了建構融合階段。在這一階段,人工智能技術與教育系統(tǒng)的結合變得更加緊密,不僅發(fā)揮了教育資源和工具的作用,還參與到課程設計、教學方法創(chuàng)新和教育評估等核心教育環(huán)節(jié)中。這一階段強調了技術與教育內容、結構及方法的深度融合。最終,在交互融合階段,人工智能與教育的結合達到了高度的互動和協(xié)同。此階段中,人工智能技術與教師、學生及教育管理者之間形成了動態(tài)的交互關系。這一階段體現(xiàn)了技術與教育的深度融合在促進教育模式變革方面的核心作用。
綜上所述,人工智能與教育深度融合的核心理念推動了人工智能對教育各方面進行全面重構。這種深度融合不僅推動了教育形式和方法的多樣化,還促使教育在內容和結構上實現(xiàn)深層次的創(chuàng)新。
(二)核心特征
從教學模式、學習過程和教育評估這3個教育中的重要環(huán)節(jié)來闡述人工智能與教育深度融合的核心特征。教學模式?jīng)Q定了學習過程的結構,而學習過程的有效性又影響了教育評估的結果。人工智能與教育的深度融合,促進了教學模式的優(yōu)化和精準評估可以更好地支持學習過程和反饋教學模式的效果,從而實現(xiàn)教學、學習和評估的閉環(huán)改進。
1.教學模式多樣化,提升教學的靈活性和適應性
人工智能與教育的深度融合,推動了教學模式的多元化,提升了教育的靈活性和適應性。智能教學系統(tǒng)、自適應學習系統(tǒng)、虛擬課堂等新型教學方式的出現(xiàn),使得教育不再局限于傳統(tǒng)的課堂授課。隨著人工智能與教育的逐步融合,教學從單一的、固定的課堂模式轉向了多元化的教育形式。這一過程強調了從“轉識為智”到“智能高效”的理念轉變[。例如,生成式人工智能支持的智能教學系統(tǒng),可以為學生提供個性化對話和引導。動態(tài)智能教學體是另一個重要的應用,集成了多模態(tài)感知、推理與規(guī)劃等能力,在項目式學習任務中,智能體可以充當“助教”和“同伴”,參與任務規(guī)劃與互動[]。教學活動分析模型展示了個性化教學的全面重塑,AIGC通過優(yōu)化生產(chǎn)、交流、消耗和分配等多個教學子系統(tǒng),重新定義了教學活動的各個環(huán)節(jié)。這種重新設計使得個性化教學理念能夠深人教學過程的每個階段,確保教學模式的多樣性和靈活性[。這不僅是技術手段的創(chuàng)新,更是教學模式的深層次重構。
2.學習過程個性化,優(yōu)化學習路徑的精準性和定制性
人工智能技術增強了基于數(shù)據(jù)的學習分析的精確性,從而顯著提升了學習過程的個性化水平以及學習路徑的精準性與定制性。通過人工智能的強大數(shù)據(jù)處理能力,教學系統(tǒng)能夠總結、評估并預測學習過程中的多種因素,如學生的學習模式、學習效果以及教師的教學互動,從而優(yōu)化學習路徑。這種基于數(shù)據(jù)驅動的學習分析,不僅提高了教育的精準性和實時反饋效果,還支持了教育決策的科學性。學生積極利用ChatGPT進行個性化的探索和反饋,不僅提升了學習效率,還通過動態(tài)交互滿足了在不同階段的學習需求]。
3.教育評估精準化,提高評估的全面性和實時性
人工智能技術的應用使得教育評估更加精準化,顯著提升了評估的全面性和實時性。人工智能不僅優(yōu)化了課堂教學和課程設計,還在教育管理和學生發(fā)展評估方面展現(xiàn)出強大潛力。智能化評估模式推動了教育模式的創(chuàng)新,確保了學生對學生需求的全面理解和快速響應。在精準化的基礎上,人工智能進一步提升了教育評估的全面性和實時性。通過數(shù)據(jù)驅動的動態(tài)評價,學生的自我調節(jié)學習得到了更精確的反饋[10]。數(shù)據(jù)驅動的評估方式不僅拓展了評估的深度和廣度,獲得了多維度的評估結果[,還使教育服務能夠靈活地適應不同教育階段和層次的需求,從而全面提升教育質量和效果。
(三)價值取向
人工智能與教育的深度融合不僅是技術發(fā)展的結果,更是教育公平、資源共享、個性化與創(chuàng)新發(fā)展的關鍵推動力。這種精準教學的實現(xiàn),標志著教育朝著更加科學、系統(tǒng)的方向邁進。
在價值取向中,教育公平可以進行再定義,體現(xiàn)為個性化公平、機會與結果雙重公平和數(shù)據(jù)驅動的公平。個性化公平是指不僅提供平等的教育機會,還通過個性化的教育支持和資源分配,滿足學生的不同需求。機會與結果雙重公平則強調在教育過程中不僅提供機會,還要確保所有學生都能發(fā)展他們的能力,從而實現(xiàn)公平的教育成果。
盡管人工智能給教育模式帶來了深刻變革,在推動教育公平、個性化和創(chuàng)新的過程中,仍需堅守教育的本質與規(guī)律,注重人與人的互動,確保技術變革的生命力。
二、不同教育階段人工智能與教育深度融合的研究進展
根據(jù)教育階段受教育者的成長年齡和特殊需求,我們選取基礎教育、高等教育、成人教育和特殊教育4個方面,對人工智能與教育深度融合的研究進行綜述。每個階段的教學內容和師生特點各異。下文將對基礎教育、高等教育、成人教育和特殊教育這4個階段的人工智能與教育深度融合的研究進行綜述。
(一)基礎教育
基礎教育階段人工智能與教育深度融合的研究顯示,人工智能與個性化學習融合、人工智能與在線學習融合、人工智能與課程融合及人工智能與教師專業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新應用在推動教育變革中發(fā)揮了重要作用。例如,人工智能支持的兒童分級閱讀平臺,通過個性化、自適應和智能化功能解決了兒童在閱讀選擇、方法和評價上遇到的問題,但技術應用仍面臨標準公信力和與課程體系對接的挑戰(zhàn)[12]。智能教學系統(tǒng)的實證研究表明,交互性與即時反饋顯著提升了學生的學習表現(xiàn),而個性化教學系統(tǒng)測評模型能夠有效區(qū)分不同學習風格的學習效果,為系統(tǒng)優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支持[13]。農(nóng)村地區(qū)的編程教育研究也顯示,智能教學系統(tǒng)與混合式教學方式在提高編程能力和推動教育公平方面發(fā)揮了積極作用[14]。此外,有研究通過采用眼動追蹤數(shù)據(jù)采集技術,并結合理論驅動的人工智能數(shù)據(jù)處理,為小學教師的專業(yè)發(fā)展提供了新思路[15]
(二)高等教育
人工智能與高等教育的深度融合在創(chuàng)新人才培養(yǎng)與教學質量提升等多個維度展現(xiàn)出顯著的影響力,推動了高等教育的整體轉型與發(fā)展。在創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面,通過利用人工智能技術,高等教育正從傳統(tǒng)的知識傳遞向創(chuàng)新發(fā)展轉變。這種轉變不僅契合了新時代的教育需求,還激發(fā)了學生的創(chuàng)造力[1];在教學質量提升方面,人工智能推動了教學方法和手段的全面革新。
人工智能與高等教育的深度融合,在多層面推動了教育的變革與創(chuàng)新,不僅提升了整體教育質量,也為實現(xiàn)更加公平的教育目標提供了有力保障。在具體的領域中,人工智能與高等教育的深度融合涵蓋了思想政治、新文科、口語教育等多個領域,推動了相應教育模式的變革。
在思想政治領域,人工智能不僅提升了思想政治教育的效率,還增強了教學的互動性和吸引力。以人工智能等技術為支撐,思想政治教育的教學內容、方法和形式得到了創(chuàng)新[17],教師能夠更精準地把握學生的思想動態(tài)并作出相應的引導。此外,基于智能分析的個性化學習路徑設計,使得思想政治教育更加符合學生的個體需求,豐富學生的學習體驗,完善了高校的育人機制。
在新文科領域,人工智能技術為新時代復合型人才的培養(yǎng)提供了新思路。將人工智能融入學校通識教育,推動了課程和教育模式的智能化轉型,實現(xiàn)了文科學生的科技素養(yǎng)與人文素養(yǎng)的平衡發(fā)展[18]。
在口語教育領域,人工智能與口語教育的深度融合拓展了學習資源,并創(chuàng)新了教學方式和評價體系。通過智能化、仿真化的技術支持,口語教學質量得到了顯著提升。未來,信息技術在口語教學中將進一步推動教學目標的優(yōu)化,實現(xiàn)更智能化的教學[9]。
(三)成人教育
人工智能與成人教育的深度融合推動了教育的智能化與個性化發(fā)展,滿足了新時代對創(chuàng)新辦學模式和教學模式的需求。通過引入人工智能,成人教育得以在教育資源利用、個性化學習方案設計等方面取得重大進展。人工智能技術不僅能夠重塑智慧型教育環(huán)境,還為解決當前成人教育中的資源不足和技術支持薄弱等問題提供了支持。此外,人工智能優(yōu)化了成人教育的教學與評估機制。傳統(tǒng)教學手段單一、效率低下的問題在智能化教學工具和動態(tài)評估系統(tǒng)的幫助下得以解決,教育者能夠實時了解學員進度并提供針對性支持。人工智能在老年教育中的應用模型同樣為成人教育提供了參考,通過強調全納教育、賦權增能和需求導向等原則,人工智能推動了成人教育的智能化轉型。
(四)特殊教育
人工智能與特殊教育的深度融合已成為推動特殊教育改革的關鍵力量。雖然人工智能技術已逐步應用于視覺、聽覺障礙、自閉癥及肢體殘疾等群體的教育,但目前仍主要停留在障礙補償層面,尚未解決特殊教育的系統(tǒng)性問題。
特殊教育的信息化建設經(jīng)歷了硬件配置、技術應用到深度融合的歷程,但其革命性影響尚未完全顯現(xiàn)。人工智能的應用可推動多學科融合,促進無障礙校園建設,創(chuàng)新教學方法,并推動智慧化教育環(huán)境的構建。雖然人工智能技術為特殊群體提供了便利,但教學方法仍需進一步適應學生的身心需求,教師的專業(yè)化水平也亟待提升[20]。未來,隨著技術的發(fā)展和應用的深化,人工智能將在特殊教育中發(fā)揮更大作用,推動教育質量的全面提升,實現(xiàn)特殊教育的系統(tǒng)性變革。
三、人工智能與教育深度融合的建議
人工智能與教育的深度融合為教育帶來了諸多機遇,其核心特征體現(xiàn)在多樣化教學模式、個性化學習過程和精準化評估上。這些特征不僅能夠提升教育的靈活性和適應性,還能通過個性化的手段和精準化的評估顯著提高教育質量。然而,盡管人工智能技術在教育領域展現(xiàn)出巨大的潛力,但在應用過程中仍面臨著諸多挑戰(zhàn),尤其是技術適配性不足和教育工作者對技術理解有限的問題。為了解決這些問題,抓住人工智能與教育深度融合的機遇,本研究提出以下3點針對性建議:
第一,加強對教育工作者的技術培訓與支持。人工智能技術的有效應用離不開教育工作者對技術的充分理解和掌握,因此,需加強對教育工作者的技術培訓。人工智能這一新興技術具有較高的復雜性,且其在教育中的應用場景和方式多樣。如果教育工作者對這些技術缺乏全面的認知和運用能力,其潛在價值就難以充分發(fā)揮。為此,建議開展系統(tǒng)性、持續(xù)性的培訓項目,幫助教育工作者全面掌握人工智能技術的應用方法。培訓內容應結合理論與實踐,注重技術在具體教學場景中的實際應用。
第二,推動人工智能技術與教學需求的深度融合。人工智能在教育中的應用,不能只停留在技術引入上,更關鍵的是要實現(xiàn)技術與教學需求的深度融合。當前技術適配性不足的問題,往往在于技術與教育的實際需求不夠匹配,導致技術的應用效果低于預期。因此,推動技術與教學的深度融合,確保技術能夠滿足教育目標,是解決這一問題的關鍵。在引入新技術時,建議首先評估教育的實際需求和教學環(huán)境的特點。這是因為每個教育場景的需求不同,比如基礎教育階段的課堂管理需求與高等教育階段的個性化學習需求存在顯著差異,如果在這些差異性上未進行充分的考慮,技術可能會脫離實際,無法有效支持教學活動。因此,需確保技術能夠與當前的教學目標、教學內容和學生需求相契合。
第三,加強人工智能技術在教育實踐中的應用并構建反饋機制。為了確保人工智能技術在教育中的持續(xù)改進,必須建立完善的反饋機制,通過定期的數(shù)據(jù)收集與分析,評估人工智能技術的實際應用效果。人工智能與教育深度融合并不是一蹴而就的過程,需要在不斷的實踐中進行調整和優(yōu)化,才能使其在教育中的效益最大化。為此,建議推動人工智能技術在教育中的實踐研究,并通過數(shù)據(jù)驅動的方式形成反饋機制。通過數(shù)據(jù)收集,能夠全面評估人工智能技術在提升教學質量和學生學習效果方面的實際作用。
四、總結與展望
人工智能與教育的深度融合預示著教育領域即將進入一個智能化、個性化和公平化的新階段。人工智能的引入使得教學模式變得更加多樣化,極大地提升了教學的靈活性和適應性。通過人工智能技術,學生可以獲得個性化的學習體驗。同時,人工智能還能幫助學生實現(xiàn)學習路徑的精準性和定制性。此外,在教育評估方面,人工智能的應用使得評估過程變得更加精準和全面,實時跟蹤學生的學習進展并提供即時反饋。
人工智能的深度融合不僅適用于基礎教育、高等教育、成人教育,還在特殊教育中展現(xiàn)了巨大潛力。它可以助力基礎教育的個性化學習、高等教育的創(chuàng)新人才培養(yǎng)、成人教育的終身學習以及特殊教育的個性化學習,為不同教育階段和群體提供更加優(yōu)質和公平的教育資源。
為了確保人工智能技術的應用能夠真正促進教育目標的實現(xiàn),應對人工智能與教育深度融合中的技術適配性和教育工作者對技術的理解不足這一主要挑戰(zhàn),本研究提出了加強對教育工作者的技術培訓與支持、推動人工智能技術與教學需求的深度融合、加強人工智能技術在教育實踐中的應用并構建反饋機制這3點建議。
展望未來,人工智能將在推動教育系統(tǒng)創(chuàng)新與進化中發(fā)揮不可替代的作用。教育模式將從傳統(tǒng)的“以教師為中心”轉向“人機協(xié)作”,形成更加多元化、個性化的教育生態(tài)系統(tǒng)。在教學實踐中,需要綜合考慮各學段的具體需求,推動人工智能與不同教育階段的深度融合,提升教育質量和公平性。此外,未來的研究應注重嚴謹?shù)膶嶒灪蛯嵶C數(shù)據(jù)收集,以準確評估人工智能與教育深度融合的應用效果。
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(責任編輯 孫興麗)
The Deep Integration of Al and Education: Connotation, Application and Suggestions
Jia Jiyou,Liu Huaiya (GraduateSchoolofEducation,PekingUniversity,Beijing,China l00871)
Abstract: Under the backgroundof rapid development ofAI technology,the education field must deeply integrateAItechnologytopromote educationinnovation,soas tomeet thedemandfor high-qualitytalents inthe futuresocietyandcontributetothehigh-qualitydevelopmentofeducation.Atthebasictheoreticallevel,what is the connotationof thedeep integrationof AIand education?Atthepractical application level, howcanAI realize thedeep integrationwith educationatdifferent educational stages?Thesekey questions stillneed tobe exploredindepth,andaunifiedandcomprehensiveanswerisneeded.Tothisend,thispapercombs therelevant literature on China Knowledge Network and explores the connotation of the deep integration ofAI and education, specificallyfromthree aspects,namelythecoreconcept,core featuresand value orientation; itanalyzes in detail thedeepintegrationandapplicationofAIwithfour majoreducationstages,namelybasiceducation, higher education,adult educationand special education.Inaddition,this paper puts forward suggestionsfor the developmentof thedeep integrationofAIandeducation,withaview toprovidingreferencefor furtherresearch andpractical applicationinrelated fields.
Keywords:Education;AI;Deep integration