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人工智能+教育有哪些应用场景？

2023-09-18 中国教育网络

　　从个性化学习到智能辅导系统，人工智能彻底改变了教育，为学生提供量身定制的学习体验，并为教育工作者提供了强大的数据分析工具。

　　人工智能在教育中的影响是不可否认的，它将传统教室转变为动态和自适应的学习环境。随着人工智能技术的迅猛发展，教育进入了创新和有效性的新时代，为更光明的学习未来铺平了道路。

　　美国佐治亚理工学院

　　部署AI助教Jill Watson

　　美国佐治亚理工学院Jill Watson是教育界最著名的AI助教，她于2016年推出，部署到基于知识的人工智能计算机科学课程的在线论坛上，和一群人类助教一起回答学生提出的问题。部署后的整个学期中，学生甚至没有意识到Jill Watson是位AI助教。经过多年发展，Jill Watson版本不断强化，可以迅速设置，配备给不同年级或学科领域的班级，回答学生有关课程的特定问题。Jill Watson还发展了连接在线学生与课堂学生的功能，帮助解决在线学生虚拟课堂的社交障碍，辅助建立起学生之间相互支持的、富有活力的学习社群。

　　美国伦斯勒理工学院

　　运用AI沉浸式教授汉语

　　美国伦斯勒理工学院认知和沉浸式系统实验室（CISL）的研究人员将AI助手与沉浸式教室环境相结合，开发出了帮助学生学习汉语的智能教室。学生置身于360度的餐厅、花园、市场等场景中，与AI驱动的虚拟形象进行汉语口语练习。学生可以向服务员点餐，与北京市场的小贩聊天，模仿导师练习太极拳等。同时，AI可以解释学生的言语和手势，让对话进行下去。课程以游戏或任务的形式呈现。认知和沉浸式系统实验室是一项伦斯勒理工学院和IBM研究院多年的合作项目，旨在引领沉浸式认知系统的研究和开发前沿。

　　美国佛罗里达国际大学

　　运用AI监控和识别辍学风险学生

　　美国佛罗里达国际大学使用DataRobot AI平台识别有辍学风险的学生。佛罗里达国际大学许多学生来自低收入地区，或者是家族中的第一代大学生。学校利用AI平台缩短建模时间，将学生所修学分的数量、成绩、财务挑战等诸多变量纳入模型中，利用模型对学生数据进行分析，不断更新对辍学风险学生的预测。学校得以及时发现问题学生，主动为学生提供学术帮助，或者寻找经济援助解决方案，帮助学生留在学校，提高了学生的成功率和毕业率。

　　美国佐治亚州立大学

　　推出招生AI助理

　　美国佐治亚州立大学推出AI聊天机器人Pounce，有效减少了“夏季消融”现象。“夏季消融”指未来的大学生上大学的动机在高中结束和大学开始之间的暑假“消融”的现象，这对于缺乏资源、支持、指导和鼓励的低收入少数族裔学生最为普遍。佐治亚州立大学确定学生面临的常见入学问题，包括经济援助申请、分班考试和班级注册等，将相关的信息和答案输入Pounce，学生可以通过智能设备上的短信全天候向Pounce询问问题。入学率连续第四年被美国学院和大学列为最大风险，美国学院和大学需要利用人工智能工具应对这个迫在眉睫的威胁。

　　北京大学

　　开发智慧场馆系统

　　北京大学开发智慧场馆系统，面向全校师生开放校内五大体育场馆的场地预约、装备租赁等服务，支持Web、App端访问及6种支付渠道，提供可视化健身指数，支撑数据分析与管理决策。以五四运动场为例，在智慧场馆系统建设之前，每月20多万的人员流量，靠人力统计任务量极大且极不精准；系统使用后，人员流量能实时呈现，为师生锻炼提供即时参考，避免场馆人员聚集，提升场馆使用体验感、安全性，同时也为管理服务决策提供准确依据。

　　美国卡内基梅隆大学

　　开展机器人代数项目

　　美国卡内基梅隆大学机器人代数项目重视培养学生的代数思维和工程设计技能，致力于提高机器人技术演示和教授STEM的能力（STEM是科学、技术、工程、数学结合的跨学科综合教育）。机器人代数项目开发了一套基于设计的学习单元，结合机器人、音乐、游戏等达成对学生的激励效果，利用机器人技术为学生创造CS-STEM环境，将学生置于技术丰富的问题解决情境中，学生必须找到数学规则或原理来解决问题。该项目工程设计部分的目标是教给学生一种基于研究的系统化方式来解决工程设计问题。

　　美国杜克大学

　　运用远程呈现机器人辅助教学

　　杜克大学使用远程呈现机器人作为教育工具，让护理本科生能与硕博学生互动，参与实时模拟。通过机器人远程呈现，硕博学生能够在本科生临床模拟期间提供辅导，帮助解决问题和提高沟通技能。在线学生可以通过使用自己的设备（可以是平板电脑、电脑或智能手机）远程控制“DUSON机器人”，并使用视频会议软件进行虚拟呈现。机器人可以从一个房间移动到另一个房间，也可以平移或倾斜显示器以从各个方向查看。使用远程呈现机器人的体验可与面对面的体验相媲美。当前远程呈现机器人正以多种方式应用于高等教育，如远程呈现机器人可以在图书馆中提供远程参观和展示服务。

　　美国斯坦福大学

　　开发测试智能教科书

　　斯坦福大学的研究人员一直在开发和测试名为“Inquire（询问）”的“智能教科书”原型。大学科学教科书复杂到令人生畏，典型的大学生物学教科书介绍了数千个新概念以及概念间数以万计的关系，Inquire正是试图解决这个问题。Inquire是一本与人工智能技术深度融合、内容丰富、交互功能多样的智能教科书，运载在一款iPad应用程序上，通过关注学生与应用程序的交互来监控学生阅读时的注意力。当学生阅读时，Inquire通过定义关键术语和提出问题来鼓励“主动阅读”，针对每个人阅读水平和未来探究方向提出不同问题，促使学生思考。Inquire还可以链接书中的相关内容，补充照片、视频和材料，帮助学生理解他们正在学习的内容。

　　美国瓦尔登大学

　　部署3个AI虚拟助教

　　美国瓦尔登大学部署了3个AI虚拟助教：Charlotte、Linda和Julian，使学生与“数字人”合作，培养沟通和危机管理技能，为就业做好准备。

　　Charlotte是一个数字助理聊天机器人，可以导航课程内容，帮助学生在课程中紧跟任务和作业的进度。学生可以通过输入问题与Charlotte互动，模型会处理、解释并做出回应。据称，成千上万的学生在全天候使用该模型，问题解决率超过90%。

　　Linda是一个“数字人”，她帮助学生进行复杂的咨询对话实践，为许多有志从事社会工作、咨询和心理学职业的学生提供虚拟模拟，让他们能够自测移情能力，帮助学生完善实践技巧。

　　Julian是由谷歌云的AI和机器学习能力驱动的AI助教。Julian可以自动索引和链接课程学习内容，提供选择事实、回答问题、释义练习和知识笔记等学习活动，并为学生提供反馈。学生可以通过聊天功能与Julian对话，巩固知识，识别学习差距。AI助教能够提供个性化的教学，满足成年学习者的需求。

　　美国俄亥俄州立大学

　　引进送餐机器人

　　美国俄亥俄州立大学引进送餐机器人，实现从食品供应商到校园宿舍最后一英里的送货服务。送餐机器人为自动驾驶车辆，可以导航到用户的位置并在无需人工干预的情况下交付订单，并利用算法来优化路线，缩短送货时间。除此以外，送餐机器人有隔热功能，将食物保持在适当的温度，方便用户直接享用。对于师生而言，相比于点外卖，送餐机器人几乎使费用减半，且缩短了送货时间。在美国，已有十几所大学校园使用机器人送餐。

　　中国人民大学

　　以大数据赋能智慧食堂

　　中国人民大学在采用智能结算台实现师生按需取用食物之后，继续升级师生的用餐体验，探索以大数据赋能，构建减少餐饮浪费的长效机制。一方面，智慧食堂将学校各食堂、餐厅的菜品种类和风味等基础信息录入系统，作为数据分析的基础；另一方面，智慧食堂将师生个人的餐饮消费习惯、消费记录和菜品销售数据导入系统，通过大数据分析得出每个食堂的热门档口、热门菜品等信息，形成决策分析报告，配合管理层面的菜品末位淘汰机制，助力食堂实现优质供给。

　　智慧食堂甚至可以变成每一位师生实现“私人订制”的智慧食堂，为每一位师生推送独一无二的个人就餐数据报告，设计独一无二的餐饮定制服务，成为每个人健康饮食生活的管家。

　　深圳大学

　　推出刷掌支付

　　深圳大学与微信支付、腾讯微卡团队合作，推出了“校园一掌通”服务。这项服务允许师生通过掌纹识别进行支付，无需携带手机或校园卡。用户只需在餐厅的刷掌注册机处录入掌纹信息并绑定校园码，即可使用刷掌支付功能。刷掌支付采用了先进的掌形、掌纹和掌静脉识别技术，避免了隐私泄露和复制伪造的风险，比刷脸支付和指纹支付更快速、更安全，且可以实现无接触支付。深圳大学是全国首家支持该服务的高校，未来还计划在图书馆、门禁等其他场所试点推广。

　　如今，在智慧校园的每一个角落，教育的变革正蓬勃发展，人工智能前沿技术早已不动声色地渗透教室、实验室、食堂、体育馆等。面向未来，随着人工智能技术的不断演进，更多令人兴奋的应用场景将逐一显现。从个性化教育到智能化校园管理，AI将为学生创造更智能、更便捷的生活和学习环境，以助于充分挖掘学生潜能。

　　本文已刊登于《中国教育网络》2023年6月刊

　　来源：MIT Technology Review、瓦尔登大学官网、EdTech 官网、深圳大学官网等网站

　　整理：余秀

　　责编：陈永杰

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