人工(gōng)智能+教育有哪些應用場景？

2024/2/7 11:31:43

導語：從個性化學習到智能輔導系統，人工(gōng)智能徹底改變了教育，爲學生(shēng)提供量身定制的學習體(tǐ)驗，并爲教育工(gōng)作者提供了強大(dà)的數據分(fēn)析工(gōng)具。

人工(gōng)智能在教育中(zhōng)的影響是不可否認的，它将傳統教室轉變爲動态和自适應的學習環境。随着人工(gōng)智能技術的迅猛發展，教育進入了創新和有效性的新時代，爲更光明的學習未來鋪平了道路。

美國佐治亞理工(gōng)學院

部署AI助教Jill Watson

美國佐治亞理工(gōng)學院Jill Watson是教育界最著名的AI助教，她于2016年推出，部署到基于知(zhī)識的人工(gōng)智能計算機科學課程的在線論壇上，和一(yī)群人類助教一(yī)起回答學生(shēng)提出的問題。部署後的整個學期中(zhōng)，學生(shēng)甚至沒有意識到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，回答學生(shēng)有關課程的特定問題。Jill Watson還發展了連接在線學生(shēng)與課堂學生(shēng)的功能，幫助解決在線學生(shēng)虛拟課堂的社交障礙，輔助建立起學生(shēng)之間相互支持的、富有活力的學習社群。

美國倫斯勒理工(gōng)學院

運用AI沉浸式教授漢語

美國倫斯勒理工(gōng)學院認知(zhī)和沉浸式系統實驗室（CISL）的研究人員(yuán)将AI助手與沉浸式教室環境相結合，開(kāi)發出了幫助學生(shēng)學習漢語的智能教室。學生(shēng)置身于360度的餐廳、花園、市場等場景中(zhōng)，與AI驅動的虛拟形象進行漢語口語練習。學生(shēng)可以向服務員(yuán)點餐，與北(běi)京市場的小(xiǎo)販聊天，模仿導師練習太極拳等。同時，AI可以解釋學生(shēng)的言語和手勢，讓對話(huà)進行下(xià)去(qù)。課程以遊戲或任務的形式呈現。認知(zhī)和沉浸式系統實驗室是一(yī)項倫斯勒理工(gōng)學院和IBM研究院多年的合作項目，旨在引領沉浸式認知(zhī)系統的研究和開(kāi)發前沿。

美國佛羅裏達國際大(dà)學

運用AI監控和識别辍學風險學生(shēng)

美國佛羅裏達國際大(dà)學使用DataRobot AI平台識别有辍學風險的學生(shēng)。佛羅裏達國際大(dà)學許多學生(shēng)來自低收入地區，或者是家族中(zhōng)的第一(yī)代大(dà)學生(shēng)。學校利用AI平台縮短建模時間，将學生(shēng)所修學分(fēn)的數量、成績、财務挑戰等諸多變量納入模型中(zhōng)，利用模型對學生(shēng)數據進行分(fēn)析，不斷更新對辍學風險學生(shēng)的預測。學校得以及時發現問題學生(shēng)，主動爲學生(shēng)提供學術幫助，或者尋找經濟援助解決方案，幫助學生(shēng)留在學校，提高了學生(shēng)的成功率和畢業率。

美國佐治亞州立大(dà)學

推出招生(shēng)AI助理

美國佐治亞州立大(dà)學推出AI聊天機器人Pounce，有效減少了“夏季消融”現象。“夏季消融”指未來的大(dà)學生(shēng)上大(dà)學的動機在高中(zhōng)結束和大(dà)學開(kāi)始之間的暑假“消融”的現象，這對于缺乏資(zī)源、支持、指導和鼓勵的低收入少數族裔學生(shēng)最爲普遍。佐治亞州立大(dà)學确定學生(shēng)面臨的常見入學問題，包括經濟援助申請、分(fēn)班考試和班級注冊等，将相關的信息和答案輸入Pounce，學生(shēng)可以通過智能設備上的短信全天候向Pounce詢問問題。入學率連續第四年被美國學院和大(dà)學列爲最大(dà)風險，美國學院和大(dà)學需要利用人工(gōng)智能工(gōng)具應對這個迫在眉睫的威脅。

北(běi)京大(dà)學

開(kāi)發智慧場館系統

北(běi)京大(dà)學開(kāi)發智慧場館系統，面向全校師生(shēng)開(kāi)放(fàng)校内五大(dà)體(tǐ)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，提供可視化健身指數，支撐數據分(fēn)析與管理決策。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(yuán)流量，靠人力統計任務量極大(dà)且極不精準；系統使用後，人員(yuán)流量能實時呈現，爲師生(shēng)鍛煉提供即時參考，避免場館人員(yuán)聚集，提升場館使用體(tǐ)驗感、安全性，同時也爲管理服務決策提供準确依據。

美國卡内基梅隆大(dà)學

開(kāi)展機器人代數項目

美國卡内基梅隆大(dà)學機器人代數項目重視培養學生(shēng)的代數思維和工(gōng)程設計技能，緻力于提高機器人技術演示和教授STEM的能力（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)發了一(yī)套基于設計的學習單元，結合機器人、音樂、遊戲等達成對學生(shēng)的激勵效果，利用機器人技術爲學生(shēng)創造CS-STEM環境，将學生(shēng)置于技術豐富的問題解決情境中(zhōng)，學生(shēng)必須找到數學規則或原理來解決問題。該項目工(gōng)程設計部分(fēn)的目标是教給學生(shēng)一(yī)種基于研究的系統化方式來解決工(gōng)程設計問題。

美國杜克大(dà)學

運用遠程呈現機器人輔助教學

杜克大(dà)學使用遠程呈現機器人作爲教育工(gōng)具，讓護理本科生(shēng)能與碩博學生(shēng)互動，參與實時模拟。通過機器人遠程呈現，碩博學生(shēng)能夠在本科生(shēng)臨床模拟期間提供輔導，幫助解決問題和提高溝通技能。在線學生(shēng)可以通過使用自己的設備（可以是平闆電(diàn)腦、電(diàn)腦或智能手機）遠程控制“DUSON機器人”，并使用視頻(pín)會議軟件進行虛拟呈現。機器人可以從一(yī)個房間移動到另一(yī)個房間，也可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體(tǐ)驗可與面對面的體(tǐ)驗相媲美。當前遠程呈現機器人正以多種方式應用于高等教育，如遠程呈現機器人可以在圖書(shū)館中(zhōng)提供遠程參觀和展示服務。

美國斯坦福大(dà)學

開(kāi)發測試智能教科書(shū)

斯坦福大(dà)學的研究人員(yuán)一(yī)直在開(kāi)發和測試名爲“Inquire（詢問）”的“智能教科書(shū)”原型。大(dà)學科學教科書(shū)複雜(zá)到令人生(shēng)畏，典型的大(dà)學生(shēng)物(wù)學教科書(shū)介紹了數千個新概念以及概念間數以萬計的關系，Inquire正是試圖解決這個問題。Inquire是一(yī)本與人工(gōng)智能技術深度融合、内容豐富、交互功能多樣的智能教科書(shū)，運載在一(yī)款iPad應用程序上，通過關注學生(shēng)與應用程序的交互來監控學生(shēng)閱讀時的注意力。當學生(shēng)閱讀時，Inquire通過定義關鍵術語和提出問題來鼓勵“主動閱讀”，針對每個人閱讀水平和未來探究方向提出不同問題，促使學生(shēng)思考。Inquire還可以鏈接書(shū)中(zhōng)的相關内容，補充照片、視頻(pín)和材料，幫助學生(shēng)理解他們正在學習的内容。

美國瓦爾登大(dà)學

部署3個AI虛拟助教

美國瓦爾登大(dà)學部署了3個AI虛拟助教：Charlotte、Linda和Julian，使學生(shēng)與“數字人”合作，培養溝通和危機管理技能，爲就業做好準備。

Charlotte是一(yī)個數字助理聊天機器人，可以導航課程内容，幫助學生(shēng)在課程中(zhōng)緊跟任務和作業的進度。學生(shēng)可以通過輸入問題與Charlotte互動，模型會處理、解釋并做出回應。據稱，成千上萬的學生(shēng)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”，她幫助學生(shēng)進行複雜(zá)的咨詢對話(huà)實踐，爲許多有志(zhì)從事社會工(gōng)作、咨詢和心理學職業的學生(shēng)提供虛拟模拟，讓他們能夠自測移情能力，幫助學生(shēng)完善實踐技巧。

Julian是由谷歌雲的AI和機器學習能力驅動的AI助教。Julian可以自動索引和鏈接課程學習内容，提供選擇事實、回答問題、釋義練習和知(zhī)識筆記等學習活動，并爲學生(shēng)提供反饋。學生(shēng)可以通過聊天功能與Julian對話(huà)，鞏固知(zhī)識，識别學習差距。AI助教能夠提供個性化的教學，滿足成年學習者的需求。

美國俄亥俄州立大(dà)學

引進送餐機器人

美國俄亥俄州立大(dà)學引進送餐機器人，實現從食品供應商(shāng)到校園宿舍最後一(yī)英裏的送貨服務。送餐機器人爲自動駕駛車(chē)輛，可以導航到用戶的位置并在無需人工(gōng)幹預的情況下(xià)交付訂單，并利用算法來優化路線，縮短送貨時間。除此以外(wài)，送餐機器人有隔熱功能，将食物(wù)保持在适當的溫度，方便用戶直接享用。對于師生(shēng)而言，相比于點外(wài)賣，送餐機器人幾乎使費(fèi)用減半，且縮短了送貨時間。在美國，已有十幾所大(dà)學校園使用機器人送餐。

中(zhōng)國人民大(dà)學

以大(dà)數據賦能智慧食堂

中(zhōng)國人民大(dà)學在采用智能結算台實現師生(shēng)按需取用食物(wù)之後，繼續升級師生(shēng)的用餐體(tǐ)驗，探索以大(dà)數據賦能，構建減少餐飲浪費(fèi)的長效機制。一(yī)方面，智慧食堂将學校各食堂、餐廳的菜品種類和風味等基礎信息錄入系統，作爲數據分(fēn)析的基礎；另一(yī)方面，智慧食堂将師生(shēng)個人的餐飲消費(fèi)習慣、消費(fèi)記錄和菜品銷售數據導入系統，通過大(dà)數據分(fēn)析得出每個食堂的熱門檔口、熱門菜品等信息，形成決策分(fēn)析報告，配合管理層面的菜品末位淘汰機制，助力食堂實現優質供給。

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

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，推出了“校園一(yī)掌通”服務。這項服務允許師生(shēng)通過掌紋識别進行支付，無需攜帶手機或校園卡。用戶隻需在餐廳的刷掌注冊機處錄入掌紋信息并綁定校園碼，即可使用刷掌支付功能。刷掌支付采用了先進的掌形、掌紋和掌靜脈識别技術，避免了隐私洩露和複制僞造的風險，比刷臉支付和指紋支付更快速、更安全，且可以實現無接觸支付。深圳大(dà)學是全國首家支持該服務的高校，未來還計劃在圖書(shū)館、門禁等其他場所試點推廣。

如今，在智慧校園的每一(yī)個角落，教育的變革正蓬勃發展，人工(gōng)智能前沿技術早已不動聲色地滲透教室、實驗室、食堂、體(tǐ)育館等。面向未來，随着人工(gōng)智能技術的不斷演進，更多令人興奮的應用場景将逐一(yī)顯現。從個性化教育到智能化校園管理，AI将爲學生(shēng)創造更智能、更便捷的生(shēng)活和學習環境，以助于充分(fēn)挖掘學生(shēng)潛能。

本文已刊登于《中(zhōng)國教育網絡》2023年6月刊

來源：MIT Technology Review、瓦爾登大(dà)學官網、EdTech 官網、深圳大(dà)學官網等網站

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