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人工智能+教育有哪些應用場景？

2024/2/7 11:31:43

導語：從個性化學(xué)習到智能輔導系統，人工智能徹底改變了教育，為(wèi)學(xué)生提供量身定制的(de)學(xué)習體驗，并為(wèi)教育工作者提供了強大的(de)數據分析工具。


人工智能在教育中的(de)影響是不可(kě)否認的(de)，它将傳統教室轉變為(wèi)動态和(hé)自(zì)适應的(de)學(xué)習環境。随着人工智能技術的(de)迅猛發展，教育進入了創新和(hé)有效性的(de)新時代，為(wèi)更光明的(de)學(xué)習未來鋪平了道(dào)路。



01

美國佐治亞理(lǐ)工學(xué)院
部署AI助教Jill Watson
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美國佐治亞理(lǐ)工學(xué)院Jill Watson是教育界最著名的(de)AI助教，她于2016年(nián)推出，部署到基于知識的(de)人工智能計算機科學(xué)課程的(de)在線論壇上，和(hé)一(yī)群人類助教一(yī)起回答學(xué)生提出的(de)問題。部署後的(de)整個學(xué)期中，學(xué)生甚至沒有意識到Jill Watson是位AI助教。經過多年(nián)發展，Jill Watson版本不斷強化，可(kě)以迅速設置，配備給不同年(nián)級或學(xué)科領域的(de)班級，回答學(xué)生有關課程的(de)特定問題。Jill Watson還發展了連接在線學(xué)生與課堂學(xué)生的(de)功能，幫助解決在線學(xué)生虛拟課堂的(de)社交障礙，輔助建立起學(xué)生之間相互支持的(de)、富有活力的(de)學(xué)習社群。

02
美國倫斯勒理(lǐ)工學(xué)院
運用AI沉浸式教授漢語

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美國倫斯勒理(lǐ)工學(xué)院認知和(hé)沉浸式系統實驗室（CISL）的(de)研究人員将AI助手與沉浸式教室環境相結合，開發出了幫助學(xué)生學(xué)習漢語的(de)智能教室。學(xué)生置身于360度的(de)餐廳、花園、市場等場景中，與AI驅動的(de)虛拟形象進行漢語口語練習。學(xué)生可(kě)以向服務員點餐，與北京市場的(de)小販聊天，模仿導師練習太極拳等。同時，AI可(kě)以解釋學(xué)生的(de)言語和(hé)手勢，讓對話進行下去(qù)。課程以遊戲或任務的(de)形式呈現。認知和(hé)沉浸式系統實驗室是一(yī)項倫斯勒理(lǐ)工學(xué)院和(hé)IBM研究院多年(nián)的(de)合作項目，旨在引領沉浸式認知系統的(de)研究和(hé)開發前沿。

03
美國佛羅裏達國際大學(xué)
運用AI監控和(hé)識别辍學(xué)風險學(xué)生

美國佛羅裏達國際大學(xué)使用DataRobot AI平台識别有辍學(xué)風險的(de)學(xué)生。佛羅裏達國際大學(xué)許多學(xué)生來自(zì)低(dī)收入地(dì)區，或者是家族中的(de)第一(yī)代大學(xué)生。學(xué)校利用AI平台縮短(duǎn)建模時間，将學(xué)生所修學(xué)分的(de)數量、成績、财務挑戰等諸多變量納入模型中，利用模型對學(xué)生數據進行分析，不斷更新對辍學(xué)風險學(xué)生的(de)預測。學(xué)校得以及時發現問題學(xué)生，主動為(wèi)學(xué)生提供學(xué)術幫助，或者尋找經濟援助解決方案，幫助學(xué)生留在學(xué)校，提高(gāo)了學(xué)生的(de)成功率和(hé)畢業率。

04
美國佐治亞州立大學(xué)
推出招生AI助理(lǐ)

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美國佐治亞州立大學(xué)推出AI聊天機器人Pounce，有效減少了“夏季消融”現象。“夏季消融”指未來的(de)大學(xué)生上大學(xué)的(de)動機在高(gāo)中結束和(hé)大學(xué)開始之間的(de)暑假“消融”的(de)現象，這對于缺乏資源、支持、指導和(hé)鼓勵的(de)低(dī)收入少數族裔學(xué)生最為(wèi)普遍。佐治亞州立大學(xué)确定學(xué)生面臨的(de)常見入學(xué)問題，包括經濟援助申請、分班考試和(hé)班級注冊等，将相關的(de)信息和(hé)答案輸入Pounce，學(xué)生可(kě)以通過智能設備上的(de)短(duǎn)信全天候向Pounce詢問問題。入學(xué)率連續第四年(nián)被美國學(xué)院和(hé)大學(xué)列為(wèi)最大風險，美國學(xué)院和(hé)大學(xué)需要利用人工智能工具應對這個迫在眉睫的(de)威脅。

05
北京大學(xué)
開發智慧場館系統

北京大學(xué)開發智慧場館系統，面向全校師生開放校內(nèi)五大體育場館的(de)場地(dì)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(kě)視(shì)化健身指數，支撐數據分析與管理(lǐ)決策。以五四運動場為(wèi)例，在智慧場館系統建設之前，每月20多萬的(de)人員流量，靠人力統計任務量極大且極不精準；系統使用後，人員流量能實時呈現，為(wèi)師生鍛煉提供即時參考，避免場館人員聚集，提升場館使用體驗感、安全性，同時也為(wèi)管理(lǐ)服務決策提供準确依據。

06
美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)
開展機器人代數項目

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美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機器人代數項目重視(shì)培養學(xué)生的(de)代數思維和(hé)工程設計技能，緻力于提高(gāo)機器人技術演示和(hé)教授STEM的(de)能力（STEM是科學(xué)、技術、工程、數學(xué)結合的(de)跨學(xué)科綜合教育）。機器人代數項目開發了一(yī)套基于設計的(de)學(xué)習單元，結合機器人、音樂(yuè)、遊戲等達成對學(xué)生的(de)激勵效果，利用機器人技術為(wèi)學(xué)生創造CS-STEM環境，将學(xué)生置于技術豐富的(de)問題解決情境中，學(xué)生必須找到數學(xué)規則或原理(lǐ)來解決問題。該項目工程設計部分的(de)目标是教給學(xué)生一(yī)種基于研究的(de)系統化方式來解決工程設計問題。

07
美國杜克大學(xué)
運用遠程呈現機器人輔助教學(xué)

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杜克大學(xué)使用遠程呈現機器人作為(wèi)教育工具，讓護理(lǐ)本科生能與碩博學(xué)生互動，參與實時模拟。通過機器人遠程呈現，碩博學(xué)生能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。在線學(xué)生可(kě)以通過使用自(zì)己的(de)設備（可(kě)以是平闆電腦、電腦或智能手機）遠程控制“DUSON機器人”，并使用視(shì)頻會議軟件進行虛拟呈現。機器人可(kě)以從一(yī)個房間移動到另一(yī)個房間，也可(kě)以平移或傾斜顯示器以從各個方向查看。使用遠程呈現機器人的(de)體驗可(kě)與面對面的(de)體驗相媲美。當前遠程呈現機器人正以多種方式應用于高(gāo)等教育，如(rú)遠程呈現機器人可(kě)以在圖書館中提供遠程參觀和(hé)展示服務。

08
美國斯坦福大學(xué)
開發測試智能教科書

斯坦福大學(xué)的(de)研究人員一(yī)直在開發和(hé)測試名為(wèi)“Inquire（詢問）”的(de)“智能教科書”原型。大學(xué)科學(xué)教科書複雜到令人生畏，典型的(de)大學(xué)生物學(xué)教科書介紹了數千個新概念以及概念間數以萬計的(de)關系，Inquire正是試圖解決這個問題。Inquire是一(yī)本與人工智能技術深度融合、內(nèi)容豐富、交互功能多樣的(de)智能教科書，運載在一(yī)款iPad應用程序上，通過關注學(xué)生與應用程序的(de)交互來監控學(xué)生閱讀時的(de)注意力。當學(xué)生閱讀時，Inquire通過定義關鍵術語和(hé)提出問題來鼓勵“主動閱讀”，針對每個人閱讀水平和(hé)未來探究方向提出不同問題，促使學(xué)生思考。Inquire還可(kě)以鏈接書中的(de)相關內(nèi)容，補充照片、視(shì)頻和(hé)材料，幫助學(xué)生理(lǐ)解他們正在學(xué)習的(de)內(nèi)容。

09
美國瓦爾登大學(xué)
部署3個AI虛拟助教

美國瓦爾登大學(xué)部署了3個AI虛拟助教：Charlotte、Linda和(hé)Julian，使學(xué)生與“數字人”合作，培養溝通和(hé)危機管理(lǐ)技能，為(wèi)就業做(zuò)好準備。

Charlotte是一(yī)個數字助理(lǐ)聊天機器人，可(kě)以導航課程內(nèi)容，幫助學(xué)生在課程中緊跟任務和(hé)作業的(de)進度。學(xué)生可(kě)以通過輸入問題與Charlotte互動，模型會處理(lǐ)、解釋并做(zuò)出回應。據稱，成千上萬的(de)學(xué)生在全天候使用該模型，問題解決率超過90%。

Linda是一(yī)個“數字人”，她幫助學(xué)生進行複雜的(de)咨詢對話實踐，為(wèi)許多有志從事社會工作、咨詢和(hé)心理(lǐ)學(xué)職業的(de)學(xué)生提供虛拟模拟，讓他們能夠自(zì)測移情能力，幫助學(xué)生完善實踐技巧。

Julian是由谷歌雲的(de)AI和(hé)機器學(xué)習能力驅動的(de)AI助教。Julian可(kě)以自(zì)動索引和(hé)鏈接課程學(xué)習內(nèi)容，提供選擇事實、回答問題、釋義練習和(hé)知識筆(bǐ)記等學(xué)習活動，并為(wèi)學(xué)生提供反饋。學(xué)生可(kě)以通過聊天功能與Julian對話，鞏固知識，識别學(xué)習差距。AI助教能夠提供個性化的(de)教學(xué)，滿足成年(nián)學(xué)習者的(de)需求。

10
美國俄亥俄州立大學(xué)
引進送餐機器人

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美國俄亥俄州立大學(xué)引進送餐機器人，實現從食品供應商到校園宿舍最後一(yī)英裏的(de)送貨服務。送餐機器人為(wèi)自(zì)動駕駛車輛，可(kě)以導航到用戶的(de)位置并在無需人工幹預的(de)情況下交付訂單，并利用算法來優化路線，縮短(duǎn)送貨時間。除此以外，送餐機器人有隔熱功能，将食物保持在适當的(de)溫度，方便用戶直接享用。對于師生而言，相比于點外賣，送餐機器人幾乎使費用減半，且縮短(duǎn)了送貨時間。在美國，已有十幾所大學(xué)校園使用機器人送餐。

11
中國人民大學(xué)
以大數據賦能智慧食堂

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中國人民大學(xué)在采用智能結算台實現師生按需取用食物之後，繼續升級師生的(de)用餐體驗，探索以大數據賦能，構建減少餐飲浪費的(de)長(cháng)效機制。一(yī)方面，智慧食堂将學(xué)校各食堂、餐廳的(de)菜品種類和(hé)風味等基礎信息錄入系統，作為(wèi)數據分析的(de)基礎；另一(yī)方面，智慧食堂将師生個人的(de)餐飲消費習慣、消費記錄和(hé)菜品銷售數據導入系統，通過大數據分析得出每個食堂的(de)熱門檔口、熱門菜品等信息，形成決策分析報告，配合管理(lǐ)層面的(de)菜品末位淘汰機制，助力食堂實現優質供給。

智慧食堂甚至可(kě)以變成每一(yī)位師生實現“私人訂制”的(de)智慧食堂，為(wèi)每一(yī)位師生推送獨一(yī)無二的(de)個人就餐數據報告，設計獨一(yī)無二的(de)餐飲定制服務，成為(wèi)每個人健康飲食生活的(de)管家。

12
深圳大學(xué)
推出刷掌支付

深圳大學(xué)與微信支付、騰訊微卡團隊合作，推出了“校園一(yī)掌通”服務。這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。用戶隻需在餐廳的(de)刷掌注冊機處錄入掌紋信息并綁定校園碼，即可(kě)使用刷掌支付功能。刷掌支付采用了先進的(de)掌形、掌紋和(hé)掌靜脈識别技術，避免了隐私洩露和(hé)複制僞造的(de)風險，比刷臉支付和(hé)指紋支付更快速、更安全，且可(kě)以實現無接觸支付。深圳大學(xué)是全國首家支持該服務的(de)高(gāo)校，未來還計劃在圖書館、門禁等其他場所試點推廣。

如(rú)今，在智慧校園的(de)每一(yī)個角落，教育的(de)變革正蓬勃發展，人工智能前沿技術早已不動聲色地(dì)滲透教室、實驗室、食堂、體育館等。面向未來，随着人工智能技術的(de)不斷演進，更多令人興奮的(de)應用場景将逐一(yī)顯現。從個性化教育到智能化校園管理(lǐ)，AI将為(wèi)學(xué)生創造更智能、更便捷的(de)生活和(hé)學(xué)習環境，以助于充分挖掘學(xué)生潛能。
本文已刊登于《中國教育網絡》2023年(nián)6月刊
來源：MIT Technology Review、瓦爾登大學(xué)官網、EdTech 官網、深圳大學(xué)官網等網站