轻人工智能:聚焦中小学生的智能教育

当前,义务教育阶段尚未出台人工智能课程标准,中小学人工智能教育缺乏统一的课程资源,大部分人工智能读物中的技术复杂难懂,让学生敬而远之。"轻人工智能"理念即为改变这一现状而提出的,它以智能感知为主要研究对象,以计算机视觉与图像处理作为课程的主体内容,并通过设计轻人工智能课程框架、梳理轻人工智能知识图谱、与生活与学习深度融合等策略,降低中小学生学习人工智能的难度。     

人工智能特色教育装备的系统设计研究

近年来,中小学人工智能教育蓬勃发展。中小学人工智能课程是一门具有实践性、综合性、发展性特点的技术类综合性课程。人工智能教育装备是开设人工智能课程的基础,人工智能教育装备的特色和水平决定了人工智能教育课程的教学效果。文中提出人工智能特色教育装备应包含智能软件或智能系统,智能编程工具和智能硬件三大基本部分,三者共同构成系统的人工智能体验和实践条件,为学生全面学习人工智能提供支撑。在此基础上,还对上述特色装备的基本要求设计原则进行了分析,对人工智能特色教育装备的配备和应用提出了建议。     

人工智能教育的顶层设计:共识、差异与问题--基于4套标准文件的内容分析北大核心CSSCI

当前,人工智能教育在全球范围内受到高度重视,各国虽然对于如何开展人工智能教育达成诸多共识,但仍未形成统一方案。对国内外发布的促进人工智能教育的顶层设计文件进行内容分析,挖掘其共识、明确其差异,有助于为持续优化我国中小学人工智能教育的设计蓝图和实施路径提供参考。通过对4套具有代表性的人工智能教育顶层设计文件进行分析发现,4份文件均包容了“人工智能与社会发展”“人工智能与人类智能”和“人工智能技术”三大主题,但各文件聚焦的培养目标和学段要求既有共识,也体现出一定差异:在培养目标方面,4份文件在总体目标上有着高度共识,但具体内容维度呈现多元化特色;在学段要求方面,部分文件存在起点时间设置不一、难度递进程度各异的特点。未来在推进人工智能教育在中小学落地实施的过程中,不仅需重新审视学段内容的设置方式和人工智能课程的设置模式,还需充分考量幼儿园开展人工智能教育的适切性,人文主义在人工智能教育中的重要性,中小学生学习人工智能系统开发的必要性,以及人工智能课程学习评价的创新性等问题。     

人工智能背景下深度学习的发生机制与优化路径

人工智能与教育的结合推动了智能教育的发展,促进了课堂教学和学习方式的深刻变革。基于深度学习的内涵与认知,人工智能在学习文化、学习空间以及学习技术上对深度学习的发生产生了重要影响。人工智能背景下优化深度学习需做到:通过整合课程资源,重构学生知识体系;明晰认知目标,培养学生高阶思维;创设真实情境,构建学习实践共同体;提供智能评价反馈,诊断学生学习行为。     

人工智能教育现状如何？——中小学人工智能教育竞赛结果的证据回应

把握人工智能教育现状,关乎人工智能教育应用能否持续有效地发展,而人工智能教育竞赛是观察人工智能教育发展现状的重要途径。基于此,本研究采用中小学人工智能教育竞赛测评模型,遵循公平公开、高影响力和可操作性原则,选取教育部认定的全国青年科普创新实验暨作品大赛、全国中学生信息学奥林匹克竞赛和全国青少年科技创新大赛三项竞赛活动结果作为数据来源,以地区、年份、学段为调节变量,系统考察我国中小学人工智能教育水平。研究发现,影响我国人工智能教育的因素包括传统学科教学和人工智能教育的差异、参与人员和活动机制的交互作用,以及区域组织与经费分配的叠加辐射。我国中小学人工智能教育的优化方向：均衡实践环境,构建多元的人工智能教育育人模式;重视区域活动,打造合理的人工智能教育实践场景;强化资源流通,建设优质的人工智能教育学习环境。     

深度学习理念下人工智能课程单元教学设计与实践

随着人工智能的发展,以“课程”形态推进落实人工智能教育逐渐进入中小学教育领域并具有独特的育人功能。针对目前高中人工智能课程教学存在的教学目标浅表化、教学内容碎片化、教学模式单一化、教学评价简单化等问题,指向核心素养培养的深度学习提供了改进的新视角。基于深度学习的思路,人工智能课程的教学单元需体现智能工具解决问题的知识结构,教学活动需强调智能社会真实情境的参与,教学目标需指向智能工具解决问题的关键能力和品质的提升,学习成果需产出智能工具解决问题的方案或物化成品,教学过程需渗透智能社会责任的引导。由此,从单元学习主题、单元学习目标、单元学习活动和单元学习评价四个方面探索指向深度学习的高中人工智能课程单元教学设计,并以“走进人工智能”单元教学实践为例加以详细阐释,彰显人工智能教育的独特育人价值。     

学段贯通视角下市域中小学创新教育路径探析——以安徽省铜陵市STEAM创新教育实验学校建设为例

人工智能与STEAM作为创新教育的基础学科与教学支架之一,在中小学校实施中一定程度地存在着建设投入不足,实施模式单调,形式大于内容、各学段缺乏有机衔接等问题.本文从构建学段贯通培养模式的视角,根据人工智能学科特点与STEAM教育规律,结合中小学创新教育实施现状,浅谈市域中小学创新教育在学段贯通、阶梯式课程、项目式教学中...     

智能化时代国外人工智能教育战略和启示

目前,人工智能教育成为教育技术领域关注的热点之一。文章对国外典型国家人工智能教育进行了研究,发现在人工智能教育应用方面,应用模式有智能导师系统、个性化学习、精准诊断、辍学预测工具、教师分配自动化、符合个性化需求的教师专业发展课程等;同时,通过多种方式(例如在线课程、开设通识类课程、设置更多的研究生培养人数等),大力推进人工智能知识的普及和人工智能人才的培养。文章以此为鉴,得到启示,提出了加快我国人工智能教育发展的对策建议。     

深度学习云服务适配问题研究

深度学习技术是支撑众多人工智能应用的基础，云服务是当今主流的计算能力供给模式。以云服务方式提供深度学习能力广受关注，构建这类服务的关键在于深度学习业务向云服务模式适配，具体涉及作业调度、存储接入和资源管理等方面的兼容性问题与适配型特性研发。OMAI 深度学习平台将深度学习业务云服务化，通过作业调度中间层抽象、异构存储容器内挂载、资源表达式匹配等机制，有效解决了深度学习业务的云服务适配问题。OMAI 为人工智能云服务研发提供指导路。     

“认识人脸识别”教学实施与反思

我们努力为人工智能教育提供人才培养,让孩子们为智能时代的到来做好生活、就业和能力的准备是当今教育的重要命题。在中小学设置人工智能相关课程,推进普及教育,大力实施全民智能教育,是当今教育改革和发展的必然趋势。随着人工智能技术的发展,现今众多领域已经开始应用人脸识别技术,这些应用大大方便了人们的生活。本文通过课程实例详细阐述了中小学人工智能课程内容的设计,并提出课程目标及实施策略。     

人工智能赋能职业教育高质量发展：内在机理、现实挑战及创新路径

人工智能赋能职业教育转型升级,在智能化变革中推动教育与技术深度融合,在“智能+”职业教育中实现智慧生成的完满发展,在智能培养过程中带来复合型人才需求的“创造效应”。但在打造智能职业教育新范式的过程中,职业教育在教学模式、人才培养、评价体系建设等方面仍面临诸多挑战。为推动人工智能与职业教育深度融合,需探索基于人工智能的现代化职业教育教学模式与策略,推动构建“智慧课堂”;围绕学生主体开展新型职业教育教学实践活动,培养高素质技术技能人才;依托多元关联网络设置专门化的学习场域,实现学习资源的集成共享;研制人工智能促推职业教育高质量发展的评价体系与技术标准,形成“多维度”评价新格局,进一步助推职业教育向纵深发展。     

中小学人工智能教育中学生的必备品格培养与评价研究

人工智能教育是中小学信息科技课程的重要组成部分,贯穿全学段、全过程。必备品格是基础教育课程改革中的一个共识性观念,指向人的德性发展。遗憾的是,很多学校在开展人工智能教育的实践中,普遍存在重视“技”即技能和知识的传授,忽视“道”即中小学生的必备品格发展。为突出人工智能教育课程的育人属性,文章从“必备品格”的本质出发,结合智能时代下人类的品格发展需求,提出“人工智能与人类”“人工智能与社会”和“交流与合作”三类必备品格,并结合评价方法重新廓清人工智能教育的育人价值和实践路径。     

教育智能体的发展历程、应用现状与未来展望

教育智能体是人工智能领域的重要研究方向,可助力实现教育的智能化、精准化和个性化,其对学习者的学习动机、学习情感、学习效果等有着直接且显著的影响.人工智能与教育的结合愈加紧密,但教育智能体尚处于探索阶段,为使教育智能体更好地服务教与学,文章通过对既有文献的梳理和归纳,对教育智能体的发展历程和应用现状进行了总结,并进一步明确了教育智能体的内涵和特征.教育智能体已在支持个性化学习、扮演虚拟教学角色、实现人机情感交互等领域取得应用,但仍存在决策精度较弱、对话能力有限、外观设计简单、情感交互不足等问题.未来,教育智能体将与大数据、深度学习、情感计算等技术深度融合,以其"智能"促进学习者的"智慧"发展,赋能教与学的变革与重构.     

中小学人工智能课程学习平台建设现状与优化策略

在中小学人工智能教育过程中,人工智能课程学习平台是学习目标达成的重要支撑.对当前应用的几种人工智能课程学习平台进行比较分析后发现,当前的平台存在教学与现实脱节、理论与技术分离、协同与共享难以实现等问题.针对这些问题,基于建构主义学习环境(CLEs)设计模型,从课程学习中的关键问题、解决问题的具体案例、支持思维培养的信息资源、促进知识建构的认知工具、启迪学生思维的会话与协作、人工智能应用的社会境脉支持六个方面,提出了针对平台设计的优化策略,以帮助学生深化对人工智能技术的理解,提升学生应用相关技术的能力,促进学生建构人工智能思维.     

人工智能赋能网络教育：逻辑、机理与路径

发挥人工智能优势,赋能网络教育高质量发展,构建智慧网络教育新生态系统,实现网络教育转段升级,是当前网络教育的目标追求。人工智能给网络教育赋能,价值逻辑在于人工智能自身的技术优势及其与网络教育契合;目标逻辑在于构建“人工智能+网络教育”数字化新生态;实践逻辑在于以智能技术创新驱动网络教育高质量发展。人工智能作用于网络教育的机理在于智能技术创建智慧环境和优质资源,实现智能管理,助力个性化学习和科学评价。应着力推进人工智能与网络教育深度融合,构建基于人工智能关键技术的智能化综合业务平台,打造智慧网络教育生态系统,实现人工智能在网络教育教、学、管、评等方面的核心价值。     

国内人工智能教育应用:研究现状、热点主题和机遇挑战

人工智能与教育的深度融合对推进教育数字化转型、促进教育公平具有重要意义。国内人工智能教育应用在政策引领与新技术加持的双重驱动下曲折发展。通过文献计量法,总结出我国人工智能教育应用研究的五个主题：人工智能教育发展体系研究,人工智能辅助教学模式创新研究,人工智能教育应用政策演变研究,人工智能个性化学习实证研究,智能核心素养培养研究。当前,人工智能教育应用面临着赋能人才培养、教育发展与教学改革的机遇,同时面临伦理道德风险、教育人文缺失、数据安全隐患、理论供给不足等挑战。在此基础上,本文归纳了未来人工智能教育应用研究的四个方向与主题：一是重申人文主义教育方法,坚持立德树人的教育目标;二是大力推进智能技术和相关学习理论的研究,攻克未来教育可能面临的难题;三是积极促进智能技术与教育深度融合,全方位重塑教育过程;四是确立人工智能教育应用集体公约,为人工智能教育的可持续发展保驾护航。     

以课程群建设推动中小学人工智能教育普及

近年来,我国中小学人工智能普及教育取得了初步成果,但在课程体系建设、课程方案设计、教材内容研究、师资队伍培养等方面仍存在较大改进和提升空间。若要加快推动人工智能教育在全国的普及,中小学人工智能课程应与信息技术课程群深度融合,根据学生的认知能力划分核心课程和进阶课程,立体化建设中小学人工智能课程体系,并建设实践共同体,通过设计共建共享的教学实践平台,共建人工智能课程群。     

人工智能与教育深度融合发展:逻辑、困境与策略

人工智能与教育深度融合发展的目的在于通过高智能性的技术来不断提升教育的科学性和民主化。人工智能与教育深度融合发展的操作原理是通过技术、数据和算法的重组,推动教育走向智能化,具体表现为支持智能教育关键技术的高智能化(技术)、教育资源的整合与教育大数据的形成(数据)和教育供给的科学化(算法+服务)。就目前而言,人工智能与教育深度融合发展还存在技术基础不稳、教育数据缺陷、算法能力不足等现实问题。为此,要想实现人工智能与教育的深度融合发展,教育应尽早谋划,重新思考人工智能时代教育将如何存在,并从技术基础(改善技术的成熟度,重新思考技术世界中的教育)、数据驱动(加快教育数据资源的整合力度,提高教育数据单元质量)和算法服务(创新教育资源的有效供给方式)三个层面协同推进。     

指向计算思维发展的初中人工智能课堂教学研究——以“人脸识别”项目为例

本文结合计算思维的核心要素与基于问题解决的教学过程,构建了指向计算思维发展的人工智能课程教学实施模式,并以人工智能校本课程“人脸识别”一课为例,进行了教学实践探究,以期为中小学人工智能教育教学实践中培养计算思维提供参考。     

人工智能下中小学教学与管理的变革

随着人工智能等新兴技术的不断发展和教育信息化基础设施的不断完善,信息技术与教育融合将有效改善学校教学和管理,文章主要从当前中小学教学与管理中存在的问题着手,基于文献检索和中小学教学管理的现状,梳理了教、学、管三个方面存在的问题,重点阐述人工智能技术在教、学、管中发挥的优势,主要包括:一是从智能备课、智能测评、智能组卷阅卷、提供智能场景教学、给予教师智能帮助等五个方面优化教师教学;二是借助智能导学系统给予学生个性化辅导、智能学习软件给学生答疑解惑、人工智能帮助学生疏导心理问题和帮助学生评价等四方面促进学生学习;三是通过配置校园智能监控、宿舍无感考勤及班务智能管理设备助力学校管理。