《網梯科技:2024數智時代AI賦能教育教學的實踐與挑戰白皮書(24頁).pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《網梯科技:2024數智時代AI賦能教育教學的實踐與挑戰白皮書(24頁).pdf(24頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、數智時代AI 賦能教育教學的實踐與挑戰北京網梯科技發展有限公司編2024 年 8 月1目錄目錄第一章:技術革新與行業機遇.11.新的浪潮.12.AI 科技革命與教育的進化.13.網梯“靈豆”AI 教育應用基座.3第二章:AI 的落地需要與業務痛點結合,避免技術“自嗨”.51.AI 讓因材施教成為可能.51.1 讓 AI“主動”給學習者建議.61.2 用 AI 構筑啟發式學習環境.72.AI 助教讓老師的教研負擔大幅降低.103.1 老師需要適應 AI 輔助教研.103.2 AI 可以滲透教學設計的所有環節.113.AI 可以做管理決策的“副駕駛”.123.1 讓 AI 識別數據資產風險并預警.
2、133.2 讓 AI 監測教學紀律與學術倫理.133.3 讓 AI 輔助行政審批事務.14第三章:AI 和教育行業融合的未來挑戰與展望.151.帶來的挑戰.151.1 數據安全與隱私保護.151.2 技術與資源限制.161.3 技術倫理與安全管理.161.4 算法黑箱、算法偏見與公平性.161.5 教師對智能化數字化的適應能力.171.6 教育內容與技術整合的挑戰.172.未來展望.182.1 教育專有大模型的能力提升.182.2 更加全面的個性化教學能力建設.182.3 對數據安全與隱私保護的合理關切得到滿足.182.4 AI 為內核的數智化教育時代,技術祛魅回歸教育本質.19第四章:結語.
3、191版權聲明版權聲明本白皮書版權屬于本白皮書版權屬于北京網梯科技發展有限公司北京網梯科技發展有限公司,并受法律并受法律保護保護。轉載轉載、摘編摘編或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點,應注明或利用其它方式使用本白皮書文字或者觀點,應注明“來源來源:北京網梯科技北京網梯科技發展有限公司發展有限公司”。違反上述聲明者,本違反上述聲明者,本司司將追究其相關法律責任。將追究其相關法律責任。1第一章:技術革新與行業機遇第一章:技術革新與行業機遇1.1.新的浪潮新的浪潮“教育是國之大計,黨之大計。在新時代背景下,我們必須積極擁抱科技,特別是人工智能技教育是國之大計,黨之大計。在新時代背景下,我們必須積
4、極擁抱科技,特別是人工智能技術術,以推動教育的現代化進程以推動教育的現代化進程?!苯逃坎块L懷進鵬關于人工智能的觀點,強調了 AI 在教育領域的重要性,為我們指明了教育行業在人工智能引領的新一輪技術革新形勢下的工作方向?!巴苿尤斯ぶ悄馨l展的核心在人才推動人工智能發展的核心在人才,根本在教育根本在教育;人工智能是一把金鑰匙人工智能是一把金鑰匙,它正深刻它正深刻地影響著世界和中國教育的未來走向和發展地影響著世界和中國教育的未來走向和發展?!苯逃奎h組成員、副部長吳巖在日前舉辦的 2024 世界人工智能大會暨人工智能全球治理高級別會議上表示。這一觀點進一步闡釋了人工智能對于教育的重要影響,對我們既是
5、挑戰也是巨大的機遇。2024 年 3 月,國務院發布政府工作報告提及深化大數據、人工智能等研發應用,開展“人工智能+”行動;并要求加強高質量教育體系建設,其中包含要求大力發展數字教育。4 月,教育部公布首批 18 個“人工智能+高等教育”應用場景典型案例。7 月,懷部長再次在中共中央新聞發布會上表示將大力推進智慧校園建設,打造中國版人工智能教育大模型。政策層面整體利好我國 AI+教育的發展。市場層面,2023 年在線教育規模約 2600 億,其中 AI 貢獻規模約 7%,至 2027 年,AI 的貢獻率將攀升至 15%以上。同時資本市場,對于 AI+教育的相關投資逐步回暖,投資輪次也愈加豐富,
6、為大量AI 在教育領域落地的產品和服務的出現提供了優良的市場和融資環境。技術層面,AI+教育垂類大模型陸續出現,在民營機構率先領跑,國家隊增加投入的大背景下,國產大模型的底層能力、開放程度和成本優勢不斷提高,AI+教育產品和服務所依賴的技術環境也愈加成熟,相關產品和服務正瘋狂涌現,呈現垂直領域滲透率高、細分場景覆蓋面廣的態勢。AI 正在教育領域掀起巨大的革新浪潮,為從業者帶來顛覆性創新、突破性發展的全新機遇!2.2.AIAI 科技革命與教育的進化科技革命與教育的進化和業內各個組織和相關專家的觀點一致,網梯認為人工智能是繼蒸汽革命、電氣革命及信息技術革命之后的第四次工業革命,即人工智能革命。其核
7、心是技術進步再一次大規模解放人類生產力和創造力,再一次大幅度提升人類社會的生產效率。2圖:四次工業革命來源:網梯科技我們認為,在線教育的演進是有規律的,整體可劃分為四個階段:第一個階段是“資源”階段,這個階段行業上下游都在做一件事數字資源的積累。第二階段是“流程”做業務流程的閉環,教學和教務管理在這個階段成為教育從業者的工作重心,各類的教育信息化產品和服務是此階段的產物。第三個階段則是“社群”,社群化學習環境,教育服務商在此階段開始在新的平臺或者產品上搭建社群,建立學習共同體,依托社群力量滿足共性需要,解決共性問題;明星學員、知識分享者及 KOL是本階段的增長引擎;翻轉課堂、MOOC 社區、社
8、群培訓、行業高階論壇都是該階段教育服務的主流形式。第四個階段則是個性化,行業需要關注并滿足受教育者的個性化定制服務需求,追求實現“因材施教”。3圖:在線教育四個進化階段來源:網梯科技網梯科技深耕教育行業 24 年,一直是先進技術與教育行業融合的先行者,我們認為此輪人工智能技術革命下 AI 能力的巨大進步,將重塑上述在線教育的四個階段。即在資源建設、教學教務流程信息化、社群化學習環境打造、個性化服務四個階段均帶來顯著改變。AI 將在個性化教學、教研備課、教育教學管理方面帶來海量的場景應用及服務,形成 AI 時代的全流程教育教學新范式即“數智化”教育。3.3.網梯網梯“靈豆靈豆”AIAI 教育應用
9、基座教育應用基座以上我們闡述了 AI 對于教育的四個進化階段帶來的巨大賦能加持,因為各類 AI+教育應用和服務的出現使得個性化教學、服務于教育成效本身的高質量高效率的教研備課、智能化的教育教學管理成為可能,由點及面,由場景拓展至整個教育體系,正促成以智能為基座的全新全流程教育教學范式。本節我們將視野從 AI+教育各類產品和服務暫時移開,向下收束,繼續探討,他們所依賴的更底層的基座部分。自大模型出現以來,以 GPTS、Kimi+、Coze 等模型場景化應用聚合平臺先后出現。我們驚奇地發4現,要完成一項任務,需要從數萬 AI 應用中尋找合適的服務或應用才可做到。為了便捷和省心出現的 AI 場景應用
10、,因為數量本身過多,帶來選擇困難。結合海量的第三方 API、工作流服務等,讓擁有更強能力的 AI 智能體或應用服務的打造變得復雜且低效。網梯作為教育行業技術領先的企業,一直致力于用前沿技術提高教育智能化水平,讓每個客戶及終端用戶都能享受技術進步帶來的全新教育體驗。對于上述痛點,網梯創建了“靈豆”AI 教育應用基座,將大模型基礎對話能力、大模型基礎上衍生的各種垂直領域場景應用、工作流程引擎、第三方應用 API 針對教育場景進行了精選和整合,使得技術原理復雜但用戶體驗更佳、用戶使用門檻更低的具備多維度能力的 AI 應用的構建變得簡單、專業、高效。未來教育細分場景的產品應用將會更加專業和聚焦,與此同
11、時各類細分場景應用如何高效地實現系統化聚合,真正變成好用易用的產品或服務本身,將會是教育軟硬件行業企業研發能力的分水嶺。對各類 AI 工具的組合銜接、低成本調度、以及與業務痛點深度耦合的硬編碼開發,將成為 AI 時代,一家技術類應用開發機構的核心競爭力。在這個背景下,網梯科技打造了自己的 AIGC 產品基座:靈豆。靈豆是對技術團隊的一次賦能,是讓 AI 編程人員可以高效的,圍繞大模型+提示工程+智能體+知識庫框架,展開業務、視覺、交互體驗維度的,產品開發與深度定制的,代碼開發底座與資源調度中臺。靈豆用一個統一的封裝策略,把多模態大模型、各種工具引擎(搜素、office、PDF、圖像編輯等),與
12、分層自定義的行業知識庫相結合,根據用戶的業務場景,進行模型選型與工作流組合,最終給出盡可能貼合用戶需求與業務場景的答案。5圖:網梯 AIGC 產品基座-靈豆來源:網梯科技第二章:第二章:AIAI 的落地需要與業務痛點結合,避免技術的落地需要與業務痛點結合,避免技術“自嗨自嗨”1.1.AIAI 讓因材施教成為可能讓因材施教成為可能人工智能在個性化學習中的應用已逐漸成為當下教育領域的焦點。它不僅能夠幫助學生根據其獨特的需求定制學習計劃,還能通過實時分析和反饋,確保每個學生都能在最佳的學習狀態下進步。各類 AI 加持的全新形態的智能輔導系統,使用人工智能,可根據每個學生的學習進度和理解水平,提供個性
13、化的學習計劃和反饋。以此為代表的相關新技術在數學、科學等各學科中廣泛應用,通過與虛擬實驗室和模擬器等教育教學工具進一步融合,為學生提供個性化教育教學的軟硬件環境,使學生能夠進行獨特、深入、安全的學習、模擬、實操訓練,并獲得針對性的評估反饋,直至掌握學習內容。人工智能技術不僅限于一般學生的個性化學習支持,還對殘障學生提供了更多的學習機會和支持工具。語音識別和生成技術幫助視力障礙學生進行閱讀和寫作,人工智能驅動的學習平臺可以根據學生的特殊需求進行個性化調整,使他們能夠更有效地學習。促進教育普惠和教育公平。6整體而言,人工智能技術能夠主導或輔助生成適應不同學生需求的全鏈條教學計劃和評估方案,實現因材
14、施教,滿足教育的個性化和高頻迭代需求。傳統的教育模式正在因人工智能的介入而發生變革,從“滿堂灌”走向“智適應”,使得優質教育資源得以更加廣泛地傳播和共享。1.1 讓讓 AIAI“主動主動”給學習者建議給學習者建議智能輔導系統即利用人工智能技術,根據每個學生的學習進度和理解水平,提供個性化的學習計劃和反饋的教學系統。這些系統能夠實時分析學生的表現,調整教學內容和難度,從而確保每個學生都能在最佳的學習狀態下進步。這種個性化的學習方式不僅提高了學生的學習效率,還增強了學習的針對性和有效性。AI 加持的學生工作室,能通過深度學習算法和大數據分析,構建出高度個性化的學習模型,這些模型不僅能夠識別學生的學
15、習習慣、強項和弱點,還能預測學習趨勢,為學生規劃最優學習路徑。選課引導:通過智能算法分析學員的興趣、基礎水平及培訓目標,為每位學員推薦最適合其個人發展的課程列表,這些課程不僅覆蓋基礎知識,還涉及進階技能和專業方向,確保學員能夠系統地提升自我。智能培養計劃:根據學員已選課程和歷史學習數據,AI 可以精準推送個性化的學習計劃,包括課程學習、考試測驗、心得報告等,確保學習進度與效果,結合學員的學習習慣和能力,優化學習路徑,推薦最佳學習順序,確保學習既具有挑戰性又保持在“最近發展區”內,促進最大化的學習成效。離開學生工作室,AI 助教類產品和應用,因其可嵌入各類教學場景因而具備極高的應用價值。網梯科技
16、的 AI 學習輔助系統,可以根據每個學生的學習進度自動定位至上次離開的位置,提供定制化的學習路徑和資源,讓學生快速進入到學習狀態,AI 學習助手可以監控學生的學習進度和表現,及時提醒學生注意未完成的作業或即將到來的考試。7圖:AI 學生工作室來源:網梯科技AI 學習助手還支持在線答疑,利用自然語言處理技術,AI 可以構建實時問答系統,學生可以直接向系統提問,AI 即時提供答案或相關解釋,同時還支持將 AI 系統與學校的知識庫、教材、課程資料等進行整合,確保提供的信息是準確和最新的;在回答學生問題的同時,AI 學習助手可以推薦相關的學習資源、進一步閱讀材料或相似問題的解答,拓寬學生的知識面。1.
17、2 用用 AIAI 構筑啟發式學習環境構筑啟發式學習環境AI 驅動的探索性學習環境通過提供開放式問題和情境,讓學生自主探索和發現知識。這一環境的構造,在傳統教育模式之下,需要巨大的資金成本和專業且多角色的教師團隊,AI 助手的引入則能很好地解決這一問題??啥嘟巧珓偃蔚?AI 助手能夠通過跟蹤個人學習記錄,推薦相關課程和資源,支持學生在整個職業生涯中的持續學習和發展。AI 助手無視時空環境限制,隨時可交互,無人際關系依賴的特性,更適合作為終身學習的老師、助教、學伴。網梯科技的 AI 問答系統基于知識庫上傳的文件和直播內容,利用 AI 能力,讓機器人幫助用戶答疑解惑,支持應用在學生看錄課、看直播和
18、學習教材等多個環節,既能解答本場直播相關的學習問題,8也可以發散性地擴展學習。圖:AI 助手的智能問答功能來源:網梯科技AI 助手代表的自然語言智能交互學習系統的核心優勢在于其能夠理解和處理自然語言,允許學生以日常對話的方式提出問題。系統首先解析問題,識別關鍵信息和查詢意圖,然后在知識庫中搜索引用相關信息,結合模型的分析、提煉、推理等專業能力,生成合適的回答。不會讓學生被困在嚴謹準確但是抽象、晦澀、難懂的知識概念海洋中不知所措。1.2.1讓教學素材讓教學素材“活起來活起來”視頻智能總結功能根據視頻字幕快速提取視頻中的關鍵信息和主要觀點,幫助學員形成更加系統化的知識結構,使學員更清晰地理解視頻內
19、容,并且通過重復觀看總結來加深記憶。AI 技術的應用在視頻學習領域為學員提供了顯著的時間節省和效率提升。通過智能算法,系統能夠快速提煉視頻中的關鍵信息和要點,使用戶無需觀看完整視頻即可迅速掌握核心內容。這種高效的9信息摘要不僅輔助學生快速回顧和鞏固課程重點,而且增強了他們與視頻內容的互動性,學員可以輕松定位到自己感興趣的部分進行深入學習。直播及會議場景中,AI 的引入,用于內容總結提煉,更是教育領域中的一項重要輔助工具。它通過深度學習和自然語言處理技術,能夠實時地分析直播內容和聊天區的互動,精準地捕捉到課堂中的關鍵信息和討論要點,并提供個性化的學習支撐服務。在課后復習階段,它根據提取的知識點,
20、為學生提供個性化的學習建議和復習計劃,使學生能夠有針對性地加強學習。系統還能根據學生的學習情況,推薦相應的課后學習資料和練習題,進一步鞏固和深化學生對課堂內容的理解和掌握,這種智能化的課后服務,不僅提高了學生的學習效率,也為學生提供了更加靈活和個性化的學習體驗。1.2.2AIAI 批改作業已經非常接近人類教師批改作業已經非常接近人類教師AI 批閱功能利用先進的自然語言處理和模式識別技術,為教師提供了一種自動化和高效率的評分解決方案。系統能夠快速準確地對標準化測試和客觀題進行評分,同時對于主觀題,通過深入的語義分析,AI 能夠理解學生答案的內容,與標準答案進行匹配,并給出合理的分值和個性化反饋。
21、AI 批閱的一致性和公正性確保了評分的透明度,減少了人為偏見和情緒的影響。此外,它還能處理大規模的試卷,釋放教師的時間,使他們能夠專注于課程設計和學生指導。圖:AI 批閱及寫評語來源:網梯科技102.2.AIAI 助教讓老師的教研負擔大幅降低助教讓老師的教研負擔大幅降低人工智能技術的興起可追溯至 20 世紀中期,但其對教育領域的影響特別是在教師教研與課程內容建設方面的深入應用,則是在最近幾年迅速發展起來的。2017 年 7 月 20 日,中國國務院發布了 新一代人工智能發展規劃,充分顯示了人工智能在國家戰略中的重要地位。這一規劃為推動人工智能在教育領域的應用奠定了基礎,開啟了人工智能賦能教師教
22、育與課程內容建設的新篇章。早期的人工智能技術主要集中在機械化、數據處理和模式識別等方面,但隨著自然語言處理(NLP)、計算機視覺和機器學習等技術的不斷成熟,人工智能在教育中的應用變得更加廣泛和深入。人工智能在教師教育中的應用,主要表現在教師角色的變遷、教育管理效率的提升以及對教師專業發展的促進等方面。人工智能不僅能夠輔助教師進行智能化教學和作業批改,減少教師的工作量,而且還能通過數據智能挖掘為教學設計提供支持,從而促進精準教學。余勝泉認為,未來將是教師與人工智能教師協同共存的時代,人類教師將更多地關注學生的心理發展和核心素養的培養。當然,人工智能在教師教研備課中的應用也面臨一些挑戰和困境。教師
23、教育課程體系難以迅速適應智能時代的需求,現有課程內容與智能教育素養之間存在脫節。人工智能的情感缺陷可能導致教師和學生之間的情感互動減弱,進而影響學生的情感成長等。因此,如何利用人工智能優化教師教育體系,提高教育的有效性和針對性,是當前 AI+教育研究的重要課題。人工智能賦能教師教育教研的發展歷程,是一段從技術萌芽到全面應用,再到面臨新挑戰不斷探索的過程。隨著技術的不斷進步,人工智能將在教師教研與課程內容建設中發揮越來越重要的作用,為教育的未來發展提供新的方向和動力。3.1 老師需要適應老師需要適應 AIAI 輔助教研輔助教研人工智能正在改變教師的角色,促進教師從知識傳授者轉變為學生核心素養的培
24、養者。未來將是教師與人工智能教師協同共存的時代,人工智能教師可能扮演多個角色,如助教、分析師和教練等。盡管大部分專家學者認為人工智能不會取代教師,但其在某些特定應用上,如專家系統和智能導學等,完全可以勝任教師角色。教師的角色或許會變為“人工智能教師”的系統管理員,只需維持系統正常運轉。例如,基于大模型的通用人工智能面對部分細分領域可能并無法完全勝任教師角色,此時傳統專業教師的價值在于可介入和提前管理一個或多個人工智能教師的知識、情商和專業技能水平,以拓展其能力,滿足個性化、專業化的教學輔導需要。AI 時代,教師需要從信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個維度提升自己,同時也要保
25、持對法律和倫理道德的尊重,引導學生建立信息意識。隨著人工智能的介入,傳統的師生關系正在發生變化。人工智能的結論在一定程度上代替了教師11的“明智”,使教師在教育過程中的獨立判斷力受到削弱。AI 助教的廣泛引入,使得在線教育學習場景下,傳統的師生關系不再因為時空距離和成本分擔為題而難以建立或者維系。AI 助教一定程度上取代了教師,而且 AI 助教在處理個性化的問題上顯得更有耐心也更全面。各類教育軟件產品中,教師的概念被分解成了多個角色,講課教師、輔導教師等每個角色都可以由 AI 來承擔。有學者提出,AI 時代,教師應從繁雜的教學任務和傳統的師生關系中解放出來,構建“他-我”雙向共生的師生關系,強
26、調師生之間的責任、關懷與人格感召,從而促進師生主體性的共同發展。3.2 AIAI 可以滲透可以滲透教學設計的所有環節教學設計的所有環節在人工智能技術迅猛發展的背景下,課程內容建設迎來了全新的變革和優化機遇。人工智能通過智能生成、個性化推薦、科學評估等方式,為課程內容的設計與實施提供了強有力的支持。2.2.1教學教學素材素材的的“初稿初稿”應該用應該用 AIAI 來做來做生成式人工智能在課程內容生成方面表現出色。它通過人機互動對話,在教學過程中動態生成學習內容和資源,具有生成性、不確定性和豐富性等特點。這種智能生成方式顛覆了傳統的課程編制與紙質教材出版模式,使課程內容更加靈活、貼近學生需求。知識
27、圖譜和 AI 能力的結合,可實現備課環節基礎素材內容的智能生成。同時在視頻、音頻或動畫等“元素材”的生成上,數字人結合 LLM 課程腳本生成、PPT 制作、公式識別、概念圖生成等能力,可對傳統的課程制作進行效率顛覆。據網梯人工智能研究院統計數據顯示,AI 加持下,一門課程制作效率提升 10 倍以上,成本節省 80%以上。圖:AI 時代的智能課程建設流程12來源:網梯科技在教師構建題庫環節,AI 出題技術可以根據教學大綱和學習目標自動生成多樣化的練習題目,節省教師的時間和精力。針對數學、化學和物理等學科,AI 圖像識別技術可以自動識別并提取圖片中的公式到題目中,提高出題的效率和準確性。AI 出題
28、系統通過靈活的出題模式極大地簡化了教師構建題庫的過程,提高了教學資源的質量和生產效率。AI 出題系統通過采用智能算法,實現了出題的多樣性和科學性,滿足了從基礎到高級不同難度和深度的教學需求,教師能夠根據教學目標和學生的實際水平,定制題目的難度和風格,以實現真正個性化的教學體驗。2.2.2教學設計的教學設計的“終稿終稿”應該由應該由 AIAI 把關把關在教師備課和教學設計環節,AI 智能審核技術可以幫助教師快速識別教學材料中可能存在的問題,確保內容的準確性和適當性。AI 智能審核系統可以幫助教師快速識別上傳內容中是否包含涉黃、違禁、廣告、欺詐等各類風險內容,并及時發現潛在問題和風險。同時,智能審
29、核技術還能夠為用戶提供多維度的鑒別,確保審核結果更加準確、全面,從而提高審核效率和質量。內容質量智能審核平臺的工作原理。即首先對這些文件進行一系列視頻截幀、語音識別、文本切割等預處理,隨即進入“智能審核”階段,該階段包括 NLP 自然語言處理、圖片識別、內容鑒黃鑒暴、風控安全組件等 AI 評判環節,各自得出結論。最后,所有這些結論都會匯聚到一個“審核結果”節點,根據這個節點的狀態,整個流程可能會結束,或者進入人工復審或等待確認的環節。3.3.AIAI 可以做管理決策的可以做管理決策的“副駕駛副駕駛”人工智能技術在教育領域的應用日益廣泛,尤其在教學管理中展現出巨大的價值和潛力。隨著生成式人工智能
30、技術的發展,其強大的自然語言理解和生成能力被廣泛應用于教育治理,豐富了教育管理工具,為推進教育數字化治理帶來重大契機,為創新教育治理理念和方式,支撐教育決策科學化、教育管理精準化、教育服務便捷化,全面提升教育管理服務能力和水平提供新的手段和方向。教育部部長懷進鵬在“2024 世界數字教育大會”上強調了智能技術在教育治理中的應用,提出建設智能工具如人口預測、資源配置和決策支持系統,以提升教育治理體系和治理能力的現代化水平。此外,學校在智能管理、智能評教、數智教材和 AI+X 課程等方面的探索,也顯示了人工智能在提高教育教學質量和管理效率方面的積極作用。人工智能不僅在資源分配上具有優勢,還能通過普
31、及 AI 教育和促進算法決策透明化來減少技術差距和信息不對稱,增強各方對教育系統的信任感。在具體應用方面,人工智能正在改變教務管理者的工作方式,包括課程安排、教學評估、學生成績分析以及教師教學效果監測等。13人工智能推動了教育生態的升級與未來學校的建設。未來學校將整合校外學習資源和線上學習場所,形成全新的育人環境。新技術如數字孿生促進了現實空間與虛擬空間的交互融合,使教育系統更好地與社會領域銜接,提供適應未來生活和工作的創新人才成長場所。3.1 讓讓 AIAI 識別數據資產風險并預警識別數據資產風險并預警人工智能還能夠精簡教務管理者的日常事務工作,提高工作效率。例如幫助管理人員快速了解異常信息
32、報警,業務風險預警,比如教培機構運營財務風險識別、教學質量波動風險識別、學生整體成績下滑風險識別、平臺用戶情緒風險識別等等。管理人員借助人工智能迅速完成大量的事務性工作,便能將更多時間和精力投入到決策和戰略規劃中。在教學過程中,教師或管理者也可以托管 AI 助手讓其輔助自動完成一些事務性的工作,并對業務風險和遺產信息做出智能預判和及時預警。圖:培訓管理系統融合 AI 助手的管理工作臺來源:網梯科技3.2 讓讓 AIAI 監測監測教學紀律與學術倫理教學紀律與學術倫理在課堂教學評估方面,AI 技術顯著提高了評估的精確性和實時性。網梯科技的睿學系統案例展示了如何利用計算機視覺、自然語言處理等技術,實
33、時監測和分析教師和學生的課堂考試行為及其他過程化指標。在課程進行中實現人臉認證和防掛課實時監測,教務管理者可以通過查看學生課堂參與情況,掌握學生學習狀態,也可基于此數據的分析對課程內容進行調整優化。這些技術手段,可以全面、精確地評估課堂教學質量,降低人力成本,并為教師課后提供精細化的教研支持。14圖:課程空間課堂數據分析來源:網梯科技人臉識別及行為檢測技術在校園安全、課堂管理、考試服務中逐漸普及。例如,網梯科技的考試系統,借助人工智能技術,實時監測,還能監控學生在考試過程中的行為,幫助教務管理者更好地掌握學生的考試紀律情況。在課堂場景中,除學生行為外,AI 還可以通過統計學生互動情況、發言頻率
34、、課堂表現等內容,識別出需要幫助的學生提醒教師給予更多關注。3.3 讓讓 AIAI 輔助行政審批事務輔助行政審批事務教育培訓機構的數字化平臺中,一般都有大量的申報、立項、材料提交等事務性審批工作,需要基于大量的填報字段、申報材料進行復核與審批工作。有了 AI 工具的加持,審批人員可以不用再對每一個填報字段進行逐條核對,而是讓一個基于歷史審批經驗訓練的 AI,基于給定的審批規范,結合當前項目的填報材料,直接幫助人類識別申報風險,以字段為單位逐條給出審批輔助意見。15圖:AI 審批助手應用示例來源:網梯科技通過以上多種應用場景,可以看出人工智能為教務管理者提供了前所未有的工具和方法,提高了教育管理
35、的效率和質量,推動了教育數字化轉型。人工智能正逐步成為教務管理的重要工具,為教育管理者提供了更多的技術手段和數據支持,助力教育系統的現代化發展。第三章:第三章:AIAI 和教育行業融合的未來挑戰與展望和教育行業融合的未來挑戰與展望1.1.帶來的挑戰帶來的挑戰1.1 數據安全與隱私保護數據安全與隱私保護隨著人工智能在教育中的廣泛應用,大量的學生數據被收集用于個性化學習方案的制定。在教育領域中,所累積的數據不僅涵蓋了學生的基礎個人信息,更涉及他們學習過程中的重要記錄,如學習進度、學業成績以及行為模式等敏感數據。這類信息具有高度的隱私性和敏感性,若不慎泄露或被惡意利用,將對學生個體的安全構成嚴重威脅
36、,并可能對整體教育系統的穩定與健康運行產生不良影響。必須對數據收集、存儲和處理的過程進行更加透明、嚴格的安全管理,才可以贏得客戶與用戶的信任。161.2 技術與資源限制技術與資源限制人工智能的實施需要高處理能力和大量資源,當前大模型底層深度學習技術的應用尤其如此。對于資源有限的教育機構,高昂的算力基礎設施成本可能會限制人工智能系統的可擴展性。學校和教育管理者需要通過優化財政預算、設立專項資金等措施,確保必要的技術基礎設施。在不同地區及學校間在技術條件和教育資源方面存在差距,這導致偏遠地區或經濟條件較差的學??赡軣o法承擔高昂的技術成本,從而在人工智能教育資源配置方面面臨不同的境遇。政策制定者和相
37、關教育機構應努力消除這種不平等,確保所有學生都能享受到人工智能帶來的教育優勢。通過政策引導來優化教育資源配置是克服技術勢差的關鍵,可以通過設立專項資金等措施,改善偏遠地區和經濟條件較差學校的技術基礎設施。1.3 技術倫理與安全管理技術倫理與安全管理隨著智能技術的廣泛應用,教育倫理和技術應用的平衡問題也愈加重要。技術帶來確定性同時也可能會增加學生對技術的依賴程度,降低學生的想象力和獨立思考能力。知識生產方式的自動化和智能化雖然降低了知識獲取的門檻,但過度依賴人工智能生成的內容可能會形成學生在學習上的惰性,導致學生逐漸喪失自主尋找、篩選和整合信息的能力。學生在“人工智能+教育”場景下不僅需要具備良
38、好的自主學習能力,還要具備與人工智能技術進行有效互動的能力,這對在傳統學習模式下處于被動接受者的部分學生而言,自主學習將面臨前所未有的挑戰和困境。因此,在應用人工智能技術時,需充分考慮其可能帶來的負面影響,處理好倫理道德、個人隱私、數據安全等風險,避免技術濫用帶來的負面影響。需強調將倫理道德融入人工智能全生命周期,為從事人工智能相關活動的參與者等提供倫理指引。并加強對技術應用的監管,確保教育的本質與育人目標不變。在推廣人工智能的同時,需要建立完善的技術倫理規范和風險預警機制,加強對技術應用的監管。1.4 算法黑箱、算法偏見與公平性算法黑箱、算法偏見與公平性算法的內部邏輯和決策過程對用戶來說是不
39、透明和難以理解的,這導致很難檢測和糾正其中的錯誤?;谶@些錯誤而作出的決策,可能對公平性產生負面影響。由于算法是基于大量數據進行學習和決策的,如果這些數據本身存在偏見,那么算法很可能會繼承并放大這些偏見,從而影響教育的嚴肅性與公平性。例如,不同背景的學生可能因算法的偏見而在評估中受到不公平的待遇。為了應對這一挑戰,需矯正算法偏見,促進算法決策透明化,并確保教育資源的公平分配。與此同時,基于對人類學習方式的科學見解,許多高等教育機構正在實施“通用學習設計”為所17有人提供改進和優化教學的框架。除了按框架開展教與學外,高等教育機構還需要關注數字鴻溝,并保障殘障學生和社會經濟地位較低的學生獲得高質量
40、、公平、無障礙的學習渠道。教育數字化治理是一項復雜的系統工程,面臨技術實施成本、用戶接受度、數據隱私和安全等挑戰。推進教育數字化治理工作必須統籌規劃、綜合施策,整合多方力量,創新推進工作機制。同時,為了應對技術勢差問題,政府也應通過政策引導優化教育資源配置,普及人工智能教育,促進算法決策透明化,以確保教育資源的公平分配。1.5 教師對智能化數字化的適應能力教師對智能化數字化的適應能力在“人工智能+教育”場景下,教師不再僅僅是知識的傳授者,而是要逐漸演變為學生學習過程中的引導者和輔助者。教師首先需要正確認識和掌握新技術,深入理解人工智能的特點、應用場景以及在教學中的潛力與價值。這不僅要求教師具備
41、扎實的專業知識,還要求他們掌握一系列新的教學工具和方法,這種轉變無疑對教師提出了更高的要求。教師對于人工智能技術的接受與整合能力是一大挑戰。教育管理者需要為教師提供全面的培訓,幫助他們熟悉和掌握新技術,在教學過程中有效應用人工智能??梢砸試壹壗處熃虒W發展中心為依托,開展前沿性、多維度、系列化的培訓活動,探索人工智能在教學中的應用與實踐。只有從國家法律的完善、學校規章制度的制定、教育工作者的實踐、產教融合等角度入手,不斷創新策略,切實做好人工智能和教育管理領域的人才培養,激發兩者的化學反應是人工智能背景下教育管理工作不斷發展的原生動力。通過應對這些挑戰,教育管理者能夠更好地利用人工智能技術,提
42、高教育管理的效率和公平性,為學生提供更優質的教育體驗。1.6 教育內容與技術整合的挑戰教育內容與技術整合的挑戰人工智能為教育內容的創新提供了新工具和方法,但同時也帶來了如何有效整合這些技術的挑戰。教育者面臨的是如何將人工智能等新興技術與教育內容有效結合,以培養能夠適應快速變化世界的人才,這不僅要求教育內容本身要反映最新的科技進展和社會需求,還要求教育者具備將 AI 技術融入教學設計的能力,以確保教學內容的相關性和前瞻性。綜上所述,人工智能在教育領域的應用既有顯著的優勢,也面臨諸多挑戰。為了充分發揮其潛力,我們需要在技術應用、數據安全、隱私保護等方面采取有效措施,確保人工智能真正服務于教育的本質
43、。182.2.未來展望未來展望2.1 教育專有大模型的能力提升教育專有大模型的能力提升通用大模型在專業場景的應用,目前仍處于能力適配欠佳的狀態。吳巖指出,人工智能對于教育而言不僅是一個策略性問題,更是決定教育高質量發展的戰略性、全局性問題。教育部在 2023 年 3月啟動實施了“LEAD 行動(人工智能大模型應用示范行動)”,并推動師生一同創造教育領域的專有大模型“GEST”,旨在利用生成式 AI 模型為教育賦能。這些大模型將優先在新工科、新文科、新醫科、新農科等 10 個學科推出垂直應用,并以教育專有大模型的整合來提升通用大模型的質量。2.2 更加全面的個性化教學能力建設更加全面的個性化教學
44、能力建設通過 AI 技術生成適應不同學生需求的教學計劃和題目,能在知識學習和技能掌握層面實現因材施教,滿足教育的個性化和高頻迭代需求。但是思維培養、人格塑造、交際能力建設等層面的個性化教育當前還未得到充分的重視。未來 AI+教育的領域需要向這些方面拓展,以使得個性化教育更加全面。在“人工智能+教育”場景下,學生不僅需要具備良好的自主學習能力,還要能夠與人工智能技術進行有效互動。這種轉變對傳統學習模式下的學生提出了新的要求,自控力訓練的缺乏使得個性化學習環境及服務可能會進一步拉大學業成績的差距。因此 AI+教育需要充分地考慮教育目標本身,不可走向更全面更自主更便捷但放任自學的“自由主義”方向,仍
45、需強化“教”和“育”的屬性,引導、鼓勵受教育者達成目標。就 AI 幫助個性化教學能力層面,未來 AI 能做得更好的方向是情感識別與支持。當前的人工智能在情感理解方面取得了一定的進展,但仍然處于相對基礎的階段。AI 主要通過自然語言處理(NLP)、語音識別、面部表情分析等技術來識別和解析與情感相關的文本、聲音和視覺信息。這些技術允許 AI系統識別出一些基本的情感狀態,如快樂、悲傷、憤怒等。真正意義上“理解”人類情感遠比這復雜。人類的情感豐富多樣,且經常是多層次、微妙和情景依賴的,涉及到文化、個人經歷、語境等諸多因素。目前的 AI 缺乏人類的主觀體驗(即意識)和深層次的情感共鳴能力,因此難以全面、
46、準確地把握情感的細微差別和深層含義。期待未來 AI 在情感理解上獲得更大突破,補足教育過程中 AI 作為教師角色和學習者無法充分共情的缺陷。2.3 對數據安全與隱私保護的合理關切得到滿足對數據安全與隱私保護的合理關切得到滿足基于 LLM(大語言模型)的人工智能技術,因其原理依賴于大規模的數據和超大規模算力,因而數據安全和隱私保護問題始終是不可忽視的重要議題。教育數據不僅涵蓋學生的基礎個人信息,還涉19及他們的學習過程、學業成績和行為模式等敏感信息。這些數據一旦泄露,將對學生的安全和教育系統的穩定運行構成嚴重威脅。未來的基于 AI 能力的教育系統需要注重數據使用與規范管理相配合,結合法律法規、行
47、業標準、技術進步、公眾認知等多要素,滿足客戶及終端用戶對于數據安全和隱私保護的合理關切需要。2.4 AIAI 為內核的數智化教育時代,技術祛魅回歸教育本質為內核的數智化教育時代,技術祛魅回歸教育本質在“人工智能+教育”的發展過程中,我們必須堅持技術祛魅與技術化歸相結合的原則,以確保先進技術能夠真正服務于教育的本質。技術祛魅意味著打破對人工智能的過度神秘化和盲目崇拜,正視其作為一種工具的本質。技術化歸強調將人工智能技術恰當地融入教育內容和策略,使其成為提升教學效果、輔助教師工作、促進學生學習的有力工具,而不是完全替代教師的角色或傳統教育方式。未來的教育將在技術與人文、效率與公平之間找到平衡點,人
48、工智能與教育將繼續進行更深度的融合,為教育帶來真正的變革。第四章:結語第四章:結語人工智能正在迅速改變教育的方方面面,從根本上重塑教育觀念和實踐。正如瑪格麗特博登所述,人工智能不僅在技術層面上改善了人類社會實踐,還通過其概念和模型回答了有關人類的問題。這種雙重作用不僅為教育提供了超越人類固有局限的問題解決方案,提升了教育的質量和效率,還促使我們重新思考和重構教育的意義、豐富教育的想象和促進教育的創新。在對學習者個性化教學方面,人工智能技術通過生成適應不同學生需求的教學計劃和題目,實現了因材施教,滿足了學習者個性化和高頻迭代的需求。這種個性化教育產品的出現,使得教育不再是一個一刀切的過程,而是一
49、個高度定制化的體驗,有力解決了教育同質化和缺乏個性化的問題。在教師教研備課方面,人工智能技術借助其超強的計算能力,快速分析教學數據,自動生成教案,提升教學質量,減輕教學負擔,提高備課效率。人工智能高性能工具將教師從繁復的備課教案準備中解放出來,教師將更多地關注學生的心理發展和核心素養的培養。在教學管理方面,人工智能還能作為有力助手,輔助教育管理者完成教育過程中出現的諸多管理問題,提高了教育管理的效率和質量,推動了教育數字化轉型。讓教師不會因為行政和教育管理事務而不堪重負,從而更有時間和精力研究、調整和重塑教學方法,從而推動教育系統的革新。與此同時,類似“靈豆”AI 基座的技術與服務正充分和教育
50、進行整合,伴隨學習者和教學者的整個教學進程,隨時提供基于人工智能的支持,成為教育活動組織管理和教育教學過程中輔助的重要工具,為學習者和教學者在教育的大道上保駕護航。20盡管人工智能賦能教育的潛力巨大,我們也需要警惕其可能帶來的風險。比如人們對人工智能的過度尊崇,可能會得出一切教育都必須智能化的危險結論,導致人工智能對教育進行主導或壟斷。這不僅會減少教育的多樣性和選擇性,還可能遮蔽教育自身的意義和價值。我們需要在技術賦能與思想“智化”之間找到平衡,確保人工智能真正為教育服務,而不是讓教育淪為人工智能的附庸。通過科學的規劃和真正行之有效的策略實施,人工智能必將在教育領域創造出更多的價值和可能性。1總部地址:北京市海淀區知春路甲 48 號盈都大廈 C 座 4 單元 3 層郵編:100098研發基地:北京市海淀區中關村軟件園 5 號樓漢王大廈 2D郵編:100193電話:010-58731118網址:http:/郵箱: