面向智能教育的三个基本计算问题

面向智能教育的三个基本计算问题

论文摘要

以人工智能为核心的智能技术正在推动整个社会转型,人类社会将迎来人机协同、跨界融合、共创分享为特征的智能时代,人们期待教育发生系统变革,向"智能教育"转型和演进。本文首先论述智能技术给教育带来的深刻影响,包括:1)新一轮科技革命与全球可持续发展目标正强化教育变革诉求; 2)社会信息化正"倒逼"学校课堂教学改革; 3)智能技术被期待破解课堂教学改革困境;4)智能教育作为未来教育的基本特征正逐渐形成共识。在综合分析当前教育需要解决的主要矛盾和智能教育关键特征的基础上,本文提出了智能教育的三个基本计算问题,即认知计算、行为计算和环境计算,并深度剖析了面向学习绩效提升的认知计算、面向教学过程重构的行为计算和面向学习环境优化的环境计算的缘起及待研究的问题。文章最后提出了融合认知计算、行为计算、环境计算的"计算教育学"要素模型,期待人们对面向智能教育的基本计算问题展开广泛而深入的研究,推进人工智能与教育的共存共生,推动教育变革健康有序和促进人类社会可持续发展。

论文目录

  • 一、新一轮科技革命与智能教育
  •   (一)新一轮科技革命与全球可持续发展目标正强化教育变革诉求
  •   (二)社会信息化及盛行的课外辅导正“倒逼”学校课堂教学改革
  •   (三)以人工智能为支撑的智能教育被期待破解课堂教学改革困境
  •   (四)智能教育作为未来教育的基本特征正成为人们的普遍共识
  • 二、智能教育的服务与计算
  •   (一)规模化教育与个性化培养是智能教育需要解决的主要矛盾
  •   (二)数据驱动、个性化、情境化和新教育生态是智能教育的主要特征
  •   (三)认知计算、行为计算和环境计算是智能教育的基础
  • 三、面向学习绩效提升的认知计算
  •   (一)从计算机辅助教学到智能教学系统
  •   (二)基于认知建模的学习支持服务
  •   (三)认知计算驱动的超大规模智能教学系统
  •     1.基于过程数据挖掘“认知模板”
  •     2.基于神经科学发现学习与认知规律
  •     3.基于认知规律建构“类脑认知系统”
  •     4.基于“类脑认知系统”进行教学验证
  • 四、面向教学过程重构的行为计算
  •   (一)课堂教学分析法
  •   (二)基于计算行为科学的学习活动分析
  •   (三)学习行为的计算与分析
  •     1.学习者与参与者的互动行为
  •     2.学习者与环境的交互行为
  •     3.参与者对学习成就的影响
  •     4.学习环境对学习成就的影响
  • 五、面向学习环境优化的环境计算
  •   (一)学习环境设计与学习情境建模
  •   (二)整合学习情境的学习环境计算
  •   (三)学习环境计算的典型研究问题
  •     1.保障数字隐私的可信学习环境安全体系
  •     2.复杂场景下的基于多模态信息融合的学习支持服务机制
  •     3.基于边云协同计算的学习环境计算模型
  •     4.课堂教学支持系统的有效关联协同
  • 六、结 语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 黄荣怀,周伟,杜静,孙飞鹏,王欢欢,曾海军,刘德建

    关键词: 智能教育,认知计算,行为计算,环境计算,计算教育学,人工智能

    来源: 开放教育研究 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 社会科学Ⅱ辑,信息科技

    专业: 教育理论与教育管理,计算机软件及计算机应用

    单位: 北京师范大学智慧学习研究院,北京师范大学教育学部

    基金: 全国教育科学“十三五”规划2019年度国家重点课题“人工智能与未来教育发展研究”(ACA190006)

    分类号: G434

    DOI: 10.13966/j.cnki.kfjyyj.2019.05.002

    页码: 11-22

    总页数: 12

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