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人工(gōng)智能(néng)+教育有哪些(xiē)應用(yòng)場景？

2024/2/7 11:31:43

導語：從(cóng)個性化學習到(dào)智能(néng)輔導系統，人工(gōng)智能(néng)徹底改變了(le)教育，爲學生提供量身定制的學習體驗，并爲教育工(gōng)作(zuò)者提供了(le)強大(dà)的數據分析工(gōng)具。


人工(gōng)智能(néng)在教育中的影響是不可否認的，它将傳統教室轉變爲動态和(hé)自(zì)适應的學習環境。随着人工(gōng)智能(néng)技術的迅猛發展，教育進入了(le)創新和(hé)有效性的新時(shí)代，爲更光明(míng)的學習未來(lái)鋪平了(le)道(dào)路。



01

美(měi)國佐治亞理(lǐ)工(gōng)學院
部署AI助教Jill Watson
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美(měi)國佐治亞理(lǐ)工(gōng)學院Jill Watson是教育界最著名的AI助教，她(tā)于2016年推出，部署到(dào)基于知(zhī)識的人工(gōng)智能(néng)計(jì)算(suàn)機科學課程的在線論壇上(shàng)，和(hé)一群人類助教一起回答(dá)學生提出的問題。部署後的整個學期中，學生甚至沒有意識到(dào)Jill Watson是位AI助教。經過多年發展，Jill Watson版本不斷強化，可以迅速設置，配備給不同年級或學科領域的班級，回答(dá)學生有關課程的特定問題。Jill Watson還發展了(le)連接在線學生與課堂學生的功能(néng)，幫助解決在線學生虛拟課堂的社交障礙，輔助建立起學生之間相互支持的、富有活力的學習社群。

02
美(měi)國倫斯勒理(lǐ)工(gōng)學院
運用(yòng)AI沉浸式教授漢語

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美(měi)國倫斯勒理(lǐ)工(gōng)學院認知(zhī)和(hé)沉浸式系統實驗室（CISL）的研究人員将AI助手與沉浸式教室環境相結合，開(kāi)發出了(le)幫助學生學習漢語的智能(néng)教室。學生置身于360度的餐廳、花(huā)園、市場等場景中，與AI驅動的虛拟形象進行漢語口語練習。學生可以向服務員點餐，與北京市場的小(xiǎo)販聊天，模仿導師練習太極拳等。同時(shí)，AI可以解釋學生的言語和(hé)手勢，讓對(duì)話(huà)進行下(xià)去。課程以遊戲或任務的形式呈現(xiàn)。認知(zhī)和(hé)沉浸式系統實驗室是一項倫斯勒理(lǐ)工(gōng)學院和(hé)IBM研究院多年的合作(zuò)項目，旨在引領沉浸式認知(zhī)系統的研究和(hé)開(kāi)發前沿。

03
美(měi)國佛羅裏達國際大(dà)學
運用(yòng)AI監控和(hé)識别辍學風(fēng)險學生

美(měi)國佛羅裏達國際大(dà)學使用(yòng)DataRobot AI平台識别有辍學風(fēng)險的學生。佛羅裏達國際大(dà)學許多學生來(lái)自(zì)低(dī)收入地區(qū)，或者是家族中的第一代大(dà)學生。學校利用(yòng)AI平台縮短建模時(shí)間，将學生所修學分的數量、成績、财務挑戰等諸多變量納入模型中，利用(yòng)模型對(duì)學生數據進行分析，不斷更新對(duì)辍學風(fēng)險學生的預測。學校得以及時(shí)發現(xiàn)問題學生，主動爲學生提供學術幫助，或者尋找經濟援助解決方案，幫助學生留在學校，提高(gāo)了(le)學生的成功率和(hé)畢業率。

04
美(měi)國佐治亞州立大(dà)學
推出招生AI助理(lǐ)

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美(měi)國佐治亞州立大(dà)學推出AI聊天機器人Pounce，有效減少了(le)“夏季消融”現(xiàn)象。“夏季消融”指未來(lái)的大(dà)學生上(shàng)大(dà)學的動機在高(gāo)中結束和(hé)大(dà)學開(kāi)始之間的暑假“消融”的現(xiàn)象，這(zhè)對(duì)于缺乏資源、支持、指導和(hé)鼓勵的低(dī)收入少數族裔學生最爲普遍。佐治亞州立大(dà)學确定學生面臨的常見入學問題，包括經濟援助申請(qǐng)、分班考試和(hé)班級注冊等，将相關的信息和(hé)答(dá)案輸入Pounce，學生可以通過智能(néng)設備上(shàng)的短信全天候向Pounce詢問問題。入學率連續第四年被美(měi)國學院和(hé)大(dà)學列爲最大(dà)風(fēng)險，美(měi)國學院和(hé)大(dà)學需要利用(yòng)人工(gōng)智能(néng)工(gōng)具應對(duì)這(zhè)個迫在眉睫的威脅。

05
北京大(dà)學
開(kāi)發智慧場館系統

北京大(dà)學開(kāi)發智慧場館系統，面向全校師生開(kāi)放(fàng)校内五大(dà)體育場館的場地預約、裝備租賃等服務，支持Web、App端訪問及6種支付渠道(dào)，提供可視(shì)化健身指數，支撐數據分析與管理(lǐ)決策。以五四運動場爲例，在智慧場館系統建設之前，每月20多萬的人員流量，靠人力統計(jì)任務量極大(dà)且極不精準；系統使用(yòng)後，人員流量能(néng)實時(shí)呈現(xiàn)，爲師生鍛煉提供即時(shí)參考，避免場館人員聚集，提升場館使用(yòng)體驗感、安全性，同時(shí)也(yě)爲管理(lǐ)服務決策提供準确依據。

06
美(měi)國卡内基梅隆大(dà)學
開(kāi)展機器人代數項目

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美(měi)國卡内基梅隆大(dà)學機器人代數項目重視(shì)培養學生的代數思維和(hé)工(gōng)程設計(jì)技能(néng)，緻力于提高(gāo)機器人技術演示和(hé)教授STEM的能(néng)力（STEM是科學、技術、工(gōng)程、數學結合的跨學科綜合教育）。機器人代數項目開(kāi)發了(le)一套基于設計(jì)的學習單元，結合機器人、音(yīn)樂、遊戲等達成對(duì)學生的激勵效果，利用(yòng)機器人技術爲學生創造CS-STEM環境，将學生置于技術豐富的問題解決情境中，學生必須找到(dào)數學規則或原理(lǐ)來(lái)解決問題。該項目工(gōng)程設計(jì)部分的目标是教給學生一種基于研究的系統化方式來(lái)解決工(gōng)程設計(jì)問題。

07
美(měi)國杜克大(dà)學
運用(yòng)遠程呈現(xiàn)機器人輔助教學

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杜克大(dà)學使用(yòng)遠程呈現(xiàn)機器人作(zuò)爲教育工(gōng)具，讓護理(lǐ)本科生能(néng)與碩博學生互動，參與實時(shí)模拟。通過機器人遠程呈現(xiàn)，碩博學生能(néng)夠在本科生臨床模拟期間提供輔導，幫助解決問題和(hé)提高(gāo)溝通技能(néng)。在線學生可以通過使用(yòng)自(zì)己的設備（可以是平闆電腦(nǎo)、電腦(nǎo)或智能(néng)手機）遠程控制“DUSON機器人”，并使用(yòng)視(shì)頻會(huì)議(yì)軟件進行虛拟呈現(xiàn)。機器人可以從(cóng)一個房間移動到(dào)另一個房間，也(yě)可以平移或傾斜顯示器以從(cóng)各個方向查看(kàn)。使用(yòng)遠程呈現(xiàn)機器人的體驗可與面對(duì)面的體驗相媲美(měi)。當前遠程呈現(xiàn)機器人正以多種方式應用(yòng)于高(gāo)等教育，如遠程呈現(xiàn)機器人可以在圖書館中提供遠程參觀和(hé)展示服務。

08
美(měi)國斯坦福大(dà)學
開(kāi)發測試智能(néng)教科書

斯坦福大(dà)學的研究人員一直在開(kāi)發和(hé)測試名爲“Inquire（詢問）”的“智能(néng)教科書”原型。大(dà)學科學教科書複雜(zá)到(dào)令人生畏，典型的大(dà)學生物學教科書介紹了(le)數千個新概念以及概念間數以萬計(jì)的關系，Inquire正是試圖解決這(zhè)個問題。Inquire是一本與人工(gōng)智能(néng)技術深度融合、内容豐富、交互功能(néng)多樣的智能(néng)教科書，運載在一款iPad應用(yòng)程序上(shàng)，通過關注學生與應用(yòng)程序的交互來(lái)監控學生閱讀時(shí)的注意力。當學生閱讀時(shí)，Inquire通過定義關鍵術語和(hé)提出問題來(lái)鼓勵“主動閱讀”，針對(duì)每個人閱讀水(shuǐ)平和(hé)未來(lái)探究方向提出不同問題，促使學生思考。Inquire還可以鏈接書中的相關内容，補充照片、視(shì)頻和(hé)材料，幫助學生理(lǐ)解他(tā)們正在學習的内容。

09
美(měi)國瓦爾登大(dà)學
部署3個AI虛拟助教

美(měi)國瓦爾登大(dà)學部署了(le)3個AI虛拟助教：Charlotte、Linda和(hé)Julian，使學生與“數字人”合作(zuò)，培養溝通和(hé)危機管理(lǐ)技能(néng)，爲就業做好(hǎo)準備。

Charlotte是一個數字助理(lǐ)聊天機器人，可以導航課程内容，幫助學生在課程中緊跟任務和(hé)作(zuò)業的進度。學生可以通過輸入問題與Charlotte互動，模型會(huì)處理(lǐ)、解釋并做出回應。據稱，成千上(shàng)萬的學生在全天候使用(yòng)該模型，問題解決率超過90%。

Linda是一個“數字人”，她(tā)幫助學生進行複雜(zá)的咨詢對(duì)話(huà)實踐，爲許多有志從(cóng)事(shì)社會(huì)工(gōng)作(zuò)、咨詢和(hé)心理(lǐ)學職業的學生提供虛拟模拟，讓他(tā)們能(néng)夠自(zì)測移情能(néng)力，幫助學生完善實踐技巧。

Julian是由谷歌雲的AI和(hé)機器學習能(néng)力驅動的AI助教。Julian可以自(zì)動索引和(hé)鏈接課程學習内容，提供選擇事(shì)實、回答(dá)問題、釋義練習和(hé)知(zhī)識筆(bǐ)記等學習活動，并爲學生提供反饋。學生可以通過聊天功能(néng)與Julian對(duì)話(huà)，鞏固知(zhī)識，識别學習差距。AI助教能(néng)夠提供個性化的教學，滿足成年學習者的需求。

10
美(měi)國俄亥俄州立大(dà)學
引進送餐機器人

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美(měi)國俄亥俄州立大(dà)學引進送餐機器人，實現(xiàn)從(cóng)食品供應商到(dào)校園宿舍最後一英裏的送貨服務。送餐機器人爲自(zì)動駕駛車輛，可以導航到(dào)用(yòng)戶的位置并在無需人工(gōng)幹預的情況下(xià)交付訂單，并利用(yòng)算(suàn)法來(lái)優化路線，縮短送貨時(shí)間。除此以外(wài)，送餐機器人有隔熱功能(néng)，将食物保持在适當的溫度，方便用(yòng)戶直接享用(yòng)。對(duì)于師生而言，相比于點外(wài)賣，送餐機器人幾乎使費用(yòng)減半，且縮短了(le)送貨時(shí)間。在美(měi)國，已有十幾所大(dà)學校園使用(yòng)機器人送餐。

11
中國人民大(dà)學
以大(dà)數據賦能(néng)智慧食堂

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中國人民大(dà)學在采用(yòng)智能(néng)結算(suàn)台實現(xiàn)師生按需取用(yòng)食物之後，繼續升級師生的用(yòng)餐體驗，探索以大(dà)數據賦能(néng)，構建減少餐飲浪費的長效機制。一方面，智慧食堂将學校各食堂、餐廳的菜品種類和(hé)風(fēng)味等基礎信息錄入系統，作(zuò)爲數據分析的基礎；另一方面，智慧食堂将師生個人的餐飲消費習慣、消費記錄和(hé)菜品銷售數據導入系統，通過大(dà)數據分析得出每個食堂的熱門(mén)檔口、熱門(mén)菜品等信息，形成決策分析報(bào)告，配合管理(lǐ)層面的菜品末位淘汰機制，助力食堂實現(xiàn)優質供給。

智慧食堂甚至可以變成每一位師生實現(xiàn)“私人訂制”的智慧食堂，爲每一位師生推送獨一無二的個人就餐數據報(bào)告，設計(jì)獨一無二的餐飲定制服務，成爲每個人健康飲食生活的管家。

12
深圳大(dà)學
推出刷掌支付

深圳大(dà)學與微信支付、騰訊微卡團隊合作(zuò)，推出了(le)“校園一掌通”服務。這(zhè)項服務允許師生通過掌紋識别進行支付，無需攜帶手機或校園卡。用(yòng)戶隻需在餐廳的刷掌注冊機處錄入掌紋信息并綁定校園碼，即可使用(yòng)刷掌支付功能(néng)。刷掌支付采用(yòng)了(le)先進的掌形、掌紋和(hé)掌靜脈識别技術，避免了(le)隐私洩露和(hé)複制僞造的風(fēng)險，比刷臉支付和(hé)指紋支付更快(kuài)速、更安全，且可以實現(xiàn)無接觸支付。深圳大(dà)學是全國首家支持該服務的高(gāo)校，未來(lái)還計(jì)劃在圖書館、門(mén)禁等其他(tā)場所試點推廣。

如今，在智慧校園的每一個角落，教育的變革正蓬勃發展，人工(gōng)智能(néng)前沿技術早已不動聲色地滲透教室、實驗室、食堂、體育館等。面向未來(lái)，随着人工(gōng)智能(néng)技術的不斷演進，更多令人興奮的應用(yòng)場景将逐一顯現(xiàn)。從(cóng)個性化教育到(dào)智能(néng)化校園管理(lǐ)，AI将爲學生創造更智能(néng)、更便捷的生活和(hé)學習環境，以助于充分挖掘學生潛能(néng)。
本文(wén)已刊登于《中國教育網絡》2023年6月刊
來(lái)源：MIT Technology Review、瓦爾登大(dà)學官網、EdTech 官網、深圳大(dà)學官網等網站(zhàn)