人工智能(néng)+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(néng)輔導系統，人工智能(néng)徹底改變了教育，爲學(xué)生提供量身定制的學(xué)習體驗，并爲教育工作者提供了強大的數據分析工具。

人工智能(néng)在教育中的影響是不可否認的，它將(jiāng)傳統教室轉變爲動态和自适應的學(xué)習環境。随著(zhe)人工智能(néng)技術的迅猛發(fā)展，教育進(jìn)入了創新和有效性的新時代，爲更光明的學(xué)習未來鋪平了道(dào)路。

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院

部署AI助教Jill Watson

美國(guó)佐治亞理工學(xué)院Jill Watson是教育界最著名的AI助教，她于2016年推出，部署到基于知識的人工智能(néng)計算機科學(xué)課程的在線論壇上，和一群人類助教一起(qǐ)回答學(xué)生提出的問題。部署後(hòu)的整個學(xué)期中，學(xué)生甚至沒(méi)有意識到Jill Watson是位AI助教。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，Jill Watson版本不斷強化，可以迅速設置，配備給不同年級或學(xué)科領域的班級，回答學(xué)生有關課程的特定問題。Jill Watson還(hái)發(fā)展了連接在線學(xué)生與課堂學(xué)生的功能(néng)，幫助解決在線學(xué)生虛拟課堂的社交障礙，輔助建立起(qǐ)學(xué)生之間相互支持的、富有活力的學(xué)習社群。

美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院

運用AI沉浸式教授漢語

美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院認知和沉浸式系統實驗室（CISL）的研究人員將(jiāng)AI助手與沉浸式教室環境相結合，開(kāi)發(fā)出了幫助學(xué)生學(xué)習漢語的智能(néng)教室。學(xué)生置身于360度的餐廳、花園、市場等場景中，與AI驅動的虛拟形象進(jìn)行漢語口語練習。學(xué)生可以向(xiàng)服務員點餐，與北京市場的小販聊天，模仿導師練習太極拳等。同時，AI可以解釋學(xué)生的言語和手勢，讓對(duì)話進(jìn)行下去。課程以遊戲或任務的形式呈現。認知和沉浸式系統實驗室是一項倫斯勒理工學(xué)院和IBM研究院多年的合作項目，旨在引領沉浸式認知系統的研究和開(kāi)發(fā)前沿。

美國(guó)佛羅裡(lǐ)達國(guó)際大學(xué)

運用AI監控和識别辍學(xué)風險學(xué)生

美國(guó)佛羅裡(lǐ)達國(guó)際大學(xué)使用DataRobot AI平台識别有辍學(xué)風險的學(xué)生。佛羅裡(lǐ)達國(guó)際大學(xué)許多學(xué)生來自低收入地區，或者是家族中的第一代大學(xué)生。學(xué)校利用AI平台縮短建模時間，將(jiāng)學(xué)生所修學(xué)分的數量、成(chéng)績、财務挑戰等諸多變量納入模型中，利用模型對(duì)學(xué)生數據進(jìn)行分析，不斷更新對(duì)辍學(xué)風險學(xué)生的預測。學(xué)校得以及時發(fā)現問題學(xué)生，主動爲學(xué)生提供學(xué)術幫助，或者尋找經(jīng)濟援助解決方案，幫助學(xué)生留在學(xué)校，提高了學(xué)生的成(chéng)功率和畢業率。

美國(guó)佐治亞州立大學(xué)

推出招生AI助理

美國(guó)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”指未來的大學(xué)生上大學(xué)的動機在高中結束和大學(xué)開(kāi)始之間的暑假“消融”的現象，這(zhè)對(duì)于缺乏資源、支持、指導和鼓勵的低收入少數族裔學(xué)生最爲普遍。佐治亞州立大學(xué)确定學(xué)生面(miàn)臨的常見入學(xué)問題，包括經(jīng)濟援助申請、分班考試和班級注冊等，將(jiāng)相關的信息和答案輸入Pounce，學(xué)生可以通過(guò)智能(néng)設備上的短信全天候向(xiàng)Pounce詢問問題。入學(xué)率連續第四年被(bèi)美國(guó)學(xué)院和大學(xué)列爲最大風險，美國(guó)學(xué)院和大學(xué)需要利用人工智能(néng)工具應對(duì)這(zhè)個迫在眉睫的威脅。

北京大學(xué)

開(kāi)發(fā)智慧場館系統

北京大學(xué)開(kāi)發(fā)智慧場館系統，面(miàn)向(xiàng)全校師生開(kāi)放校内五大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(zhǒng)支付渠道(dào)，提供可視化健身指數，支撐數據分析與管理決策。以五四運動場爲例，在智慧場館系統建設之前，每月20多萬的人員流量，靠人力統計任務量極大且極不精準；系統使用後(hòu)，人員流量能(néng)實時呈現，爲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，同時也爲管理服務決策提供準确依據。

美國(guó)卡内基梅隆大學(xué)

開(kāi)展機器人代數項目

美國(guó)卡内基梅隆大學(xué)機器人代數項目重視培養學(xué)生的代數思維和工程設計技能(néng)，緻力于提高機器人技術演示和教授STEM的能(néng)力（STEM是科學(xué)、技術、工程、數學(xué)結合的跨學(xué)科綜合教育）。機器人代數項目開(kāi)發(fā)了一套基于設計的學(xué)習單元，結合機器人、音樂、遊戲等達成(chéng)對(duì)學(xué)生的激勵效果，利用機器人技術爲學(xué)生創造CS-STEM環境，將(jiāng)學(xué)生置于技術豐富的問題解決情境中，學(xué)生必須找到數學(xué)規則或原理來解決問題。該項目工程設計部分的目标是教給學(xué)生一種(zhǒng)基于研究的系統化方式來解決工程設計問題。

美國(guó)杜克大學(xué)

運用遠程呈現機器人輔助教學(xué)

杜克大學(xué)使用遠程呈現機器人作爲教育工具，讓護理本科生能(néng)與碩博學(xué)生互動，參與實時模拟。通過(guò)機器人遠程呈現，碩博學(xué)生能(néng)夠在本科生臨床模拟期間提供輔導，幫助解決問題和提高溝通技能(néng)。在線學(xué)生可以通過(guò)使用自己的設備（可以是平闆電腦、電腦或智能(néng)手機）遠程控制“DUSON機器人”，并使用視頻會議軟件進(jìn)行虛拟呈現。機器人可以從一個房間移動到另一個房間，也可以平移或傾斜顯示器以從各個方向(xiàng)查看。使用遠程呈現機器人的體驗可與面(miàn)對(duì)面(miàn)的體驗相媲美。當前遠程呈現機器人正以多種(zhǒng)方式應用于高等教育，如遠程呈現機器人可以在圖書館中提供遠程參觀和展示服務。

美國(guó)斯坦福大學(xué)

開(kāi)發(fā)測試智能(néng)教科書

斯坦福大學(xué)的研究人員一直在開(kāi)發(fā)和測試名爲“Inquire（詢問）”的“智能(néng)教科書”原型。大學(xué)科學(xué)教科書複雜到令人生畏，典型的大學(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關系，Inquire正是試圖解決這(zhè)個問題。Inquire是一本與人工智能(néng)技術深度融合、内容豐富、交互功能(néng)多樣(yàng)的智能(néng)教科書，運載在一款iPad應用程序上，通過(guò)關注學(xué)生與應用程序的交互來監控學(xué)生閱讀時的注意力。當學(xué)生閱讀時，Inquire通過(guò)定義關鍵術語和提出問題來鼓勵“主動閱讀”，針對(duì)每個人閱讀水平和未來探究方向(xiàng)提出不同問題，促使學(xué)生思考。Inquire還(hái)可以鏈接書中的相關内容，補充照片、視頻和材料，幫助學(xué)生理解他們正在學(xué)習的内容。

美國(guó)瓦爾登大學(xué)

部署3個AI虛拟助教

美國(guó)瓦爾登大學(xué)部署了3個AI虛拟助教：Charlotte、Linda和Julian，使學(xué)生與“數字人”合作，培養溝通和危機管理技能(néng)，爲就業做好(hǎo)準備。

Charlotte是一個數字助理聊天機器人，可以導航課程内容，幫助學(xué)生在課程中緊跟任務和作業的進(jìn)度。學(xué)生可以通過(guò)輸入問題與Charlotte互動，模型會處理、解釋并做出回應。據稱，成(chéng)千上萬的學(xué)生在全天候使用該模型，問題解決率超過(guò)90%。

Linda是一個“數字人”，她幫助學(xué)生進(jìn)行複雜的咨詢對(duì)話實踐，爲許多有志從事(shì)社會工作、咨詢和心理學(xué)職業的學(xué)生提供虛拟模拟，讓他們能(néng)夠自測移情能(néng)力，幫助學(xué)生完善實踐技巧。

Julian是由谷歌雲的AI和機器學(xué)習能(néng)力驅動的AI助教。Julian可以自動索引和鏈接課程學(xué)習内容，提供選擇事(shì)實、回答問題、釋義練習和知識筆記等學(xué)習活動，并爲學(xué)生提供反饋。學(xué)生可以通過(guò)聊天功能(néng)與Julian對(duì)話，鞏固知識，識别學(xué)習差距。AI助教能(néng)夠提供個性化的教學(xué)，滿足成(chéng)年學(xué)習者的需求。

美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)

引進(jìn)送餐機器人

美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)引進(jìn)送餐機器人，實現從食品供應商到校園宿舍最後(hòu)一英裡(lǐ)的送貨服務。送餐機器人爲自動駕駛車輛，可以導航到用戶的位置并在無需人工幹預的情況下交付訂單，并利用算法來優化路線，縮短送貨時間。除此以外，送餐機器人有隔熱功能(néng)，將(jiāng)食物保持在适當的溫度，方便用戶直接享用。對(duì)于師生而言，相比于點外賣，送餐機器人幾乎使費用減半，且縮短了送貨時間。在美國(guó)，已有十幾所大學(xué)校園使用機器人送餐。

中國(guó)人民大學(xué)

以大數據賦能(néng)智慧食堂

中國(guó)人民大學(xué)在采用智能(néng)結算台實現師生按需取用食物之後(hòu)，繼續升級師生的用餐體驗，探索以大數據賦能(néng)，構建減少餐飲浪費的長(cháng)效機制。一方面(miàn)，智慧食堂將(jiāng)學(xué)校各食堂、餐廳的菜品種(zhǒng)類和風味等基礎信息錄入系統，作爲數據分析的基礎；另一方面(miàn)，智慧食堂將(jiāng)師生個人的餐飲消費習慣、消費記錄和菜品銷售數據導入系統，通過(guò)大數據分析得出每個食堂的熱門檔口、熱門菜品等信息，形成(chéng)決策分析報告，配合管理層面(miàn)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(chéng)每一位師生實現“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告，設計獨一無二的餐飲定制服務，成(chéng)爲每個人健康飲食生活的管家。

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“校園一掌通”服務。這(zhè)項服務允許師生通過(guò)掌紋識别進(jìn)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(néng)。刷掌支付采用了先進(jìn)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。深圳大學(xué)是全國(guó)首家支持該服務的高校，未來還(hái)計劃在圖書館、門禁等其他場所試點推廣。

如今，在智慧校園的每一個角落，教育的變革正蓬勃發(fā)展，人工智能(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(miàn)向(xiàng)未來，随著(zhe)人工智能(néng)技術的不斷演進(jìn)，更多令人興奮的應用場景將(jiāng)逐一顯現。從個性化教育到智能(néng)化校園管理，AI將(jiāng)爲學(xué)生創造更智能(néng)、更便捷的生活和學(xué)習環境，以助于充分挖掘學(xué)生潛能(néng)。

本文已刊登于《中國(guó)教育網絡》2023年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

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