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人(rén)工智能(néng)+教育有哪些(xiē)應用場景？

2024/2/7 11:31:43

導語：從個性化(huà)學習到智能(néng)輔導系統，人(rén)工智能(néng)徹底改變了(le)教育，爲學生(shēng)提供量身(shēn)定制的學習體驗，并爲教育工作(zuò)者提供了(le)強大的數據分(fēn)析工具。


人(rén)工智能(néng)在教育中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(rén)工智能(néng)技術的迅猛發展，教育進入了(le)創新(xīn)和有效性的新(xīn)時代，爲更光明的學習未來鋪平了(le)道路(lù)。



01

美國佐治亞理(lǐ)工學院
部署AI助教Jill Watson
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美國佐治亞理(lǐ)工學院Jill Watson是教育界最著名的AI助教，她于2016年推出，部署到基于知識的人(rén)工智能(néng)計算(suàn)機科學課程的在線論壇上(shàng)，和一(yī)群人(rén)類助教一(yī)起回答(dá)學生(shēng)提出的問題。部署後的整個學期中，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(huà)，可以迅速設置，配備給不同年級或學科領域的班級，回答(dá)學生(shēng)有關課程的特定問題。Jill Watson還發展了(le)連接在線學生(shēng)與課堂學生(shēng)的功能(néng)，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。

02
美國倫斯勒理(lǐ)工學院
運用AI沉浸式教授漢語

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美國倫斯勒理(lǐ)工學院認知和沉浸式系統實驗室（CISL）的研究人(rén)員将AI助手與沉浸式教室環境相結合，開發出了(le)幫助學生(shēng)學習漢語的智能(néng)教室。學生(shēng)置身(shēn)于360度的餐廳、花園、市(shì)場等場景中，與AI驅動的虛拟形象進行漢語口語練習。學生(shēng)可以向服務員點餐，與北京市(shì)場的小販聊天，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，讓對話進行下(xià)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(yī)項倫斯勒理(lǐ)工學院和IBM研究院多年的合作(zuò)項目，旨在引領沉浸式認知系統的研究和開發前沿。

03
美國佛羅裏達國際大學
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)。佛羅裏達國際大學許多學生(shēng)來自低(dī)收入地區，或者是家族中的第一(yī)代大學生(shēng)。學校(xiào)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，利用模型對學生(shēng)數據進行分(fēn)析，不斷更新(xīn)對辍學風險學生(shēng)的預測。學校(xiào)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(xiào)，提高了(le)學生(shēng)的成功率和畢業率。

04
美國佐治亞州立大學
推出招生(shēng)AI助理(lǐ)

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美國佐治亞州立大學推出AI聊天機器(qì)人(rén)Pounce，有效減少了(le)“夏季消融”現象。“夏季消融”指未來的大學生(shēng)上(shàng)大學的動機在高中結束和大學開始之間的暑假“消融”的現象，這對于缺乏資源、支持、指導和鼓勵的低(dī)收入少數族裔學生(shēng)最爲普遍。佐治亞州立大學确定學生(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(dá)案輸入Pounce，學生(shēng)可以通過智能(néng)設備上(shàng)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學列爲最大風險，美國學院和大學需要利用人(rén)工智能(néng)工具應對這個迫在眉睫的威脅。

05
北京大學
開發智慧場館系統

北京大學開發智慧場館系統，面向全校(xiào)師生(shēng)開放(fàng)校(xiào)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種支付渠道，提供可視化(huà)健身(shēn)指數，支撐數據分(fēn)析與管理(lǐ)決策。以五四運動場爲例，在智慧場館系統建設之前，每月(yuè)(yuè)20多萬的人(rén)員流量，靠人(rén)力統計任務量極大且極不精準；系統使用後，人(rén)員流量能(néng)實時呈現，爲師生(shēng)鍛煉提供即時參考，避免場館人(rén)員聚集，提升場館使用體驗感、安全性，同時也(yě)爲管理(lǐ)服務決策提供準确依據。

06
美國卡内基梅隆大學
開展機器(qì)人(rén)代數項目

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美國卡内基梅隆大學機器(qì)人(rén)代數項目重視培養學生(shēng)的代數思維和工程設計技能(néng)，緻力于提高機器(qì)人(rén)技術演示和教授STEM的能(néng)力（STEM是科學、技術、工程、數學結合的跨學科綜合教育）。機器(qì)人(rén)代數項目開發了(le)一(yī)套基于設計的學習單元，結合機器(qì)人(rén)、音(yīn)樂、遊戲等達成對學生(shēng)的激勵效果，利用機器(qì)人(rén)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，學生(shēng)必須找到數學規則或原理(lǐ)來解決問題。該項目工程設計部分(fēn)的目标是教給學生(shēng)一(yī)種基于研究的系統化(huà)方式來解決工程設計問題。

07
美國杜克大學
運用遠程呈現機器(qì)人(rén)輔助教學

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杜克大學使用遠程呈現機器(qì)人(rén)作(zuò)爲教育工具，讓護理(lǐ)本科生(shēng)能(néng)與碩博學生(shēng)互動，參與實時模拟。通過機器(qì)人(rén)遠程呈現，碩博學生(shēng)能(néng)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(néng)。在線學生(shēng)可以通過使用自己的設備（可以是平闆電腦、電腦或智能(néng)手機）遠程控制“DUSON機器(qì)人(rén)”，并使用視頻會議軟件進行虛拟呈現。機器(qì)人(rén)可以從一(yī)個房(fáng)間移動到另一(yī)個房(fáng)間，也(yě)可以平移或傾斜顯示器(qì)以從各個方向查看。使用遠程呈現機器(qì)人(rén)的體驗可與面對面的體驗相媲美。當前遠程呈現機器(qì)人(rén)正以多種方式應用于高等教育，如(rú)遠程呈現機器(qì)人(rén)可以在圖書館中提供遠程參觀和展示服務。

08
美國斯坦福大學
開發測試智能(néng)教科書

斯坦福大學的研究人(rén)員一(yī)直在開發和測試名爲“Inquire（詢問）”的“智能(néng)教科書”原型。大學科學教科書複雜到令人(rén)生(shēng)畏，典型的大學生(shēng)物學教科書介紹了(le)數千個新(xīn)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(rén)工智能(néng)技術深度融合、内容豐富、交互功能(néng)多樣的智能(néng)教科書，運載在一(yī)款iPad應用程序上(shàng)，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(rén)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還可以鏈接書中的相關内容，補充照片、視頻和材料，幫助學生(shēng)理(lǐ)解他們正在學習的内容。

09
美國瓦爾登大學
部署3個AI虛拟助教

美國瓦爾登大學部署了(le)3個AI虛拟助教：Charlotte、Linda和Julian，使學生(shēng)與“數字人(rén)”合作(zuò)，培養溝通和危機管理(lǐ)技能(néng)，爲就(jiù)業做好(hǎo)(hǎo)準備。

Charlotte是一(yī)個數字助理(lǐ)聊天機器(qì)人(rén)，可以導航課程内容，幫助學生(shēng)在課程中緊跟任務和作(zuò)業的進度。學生(shēng)可以通過輸入問題與Charlotte互動，模型會處理(lǐ)、解釋并做出回應。據稱，成千上(shàng)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(rén)”，她幫助學生(shēng)進行複雜的咨詢對話實踐，爲許多有志從事(shì)社會工作(zuò)、咨詢和心理(lǐ)學職業的學生(shēng)提供虛拟模拟，讓他們能(néng)夠自測移情能(néng)力，幫助學生(shēng)完善實踐技巧。

Julian是由谷歌(gē)雲的AI和機器(qì)學習能(néng)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(shì)實、回答(dá)問題、釋義練習和知識筆記等學習活動，并爲學生(shēng)提供反饋。學生(shēng)可以通過聊天功能(néng)與Julian對話，鞏固知識，識别學習差距。AI助教能(néng)夠提供個性化(huà)的教學，滿足成年學習者的需求。

10
美國俄亥俄州立大學
引進送餐機器(qì)人(rén)

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美國俄亥俄州立大學引進送餐機器(qì)人(rén)，實現從食品供應商(shāng)到校(xiào)園宿舍最後一(yī)英裏的送貨服務。送餐機器(qì)人(rén)爲自動駕駛車輛，可以導航到用戶的位置并在無需人(rén)工幹預的情況下(xià)交付訂單，并利用算(suàn)法來優化(huà)路(lù)線，縮短送貨時間。除此以外，送餐機器(qì)人(rén)有隔熱功能(néng)，将食物保持在适當的溫度，方便用戶直接享用。對于師生(shēng)而言，相比于點外賣，送餐機器(qì)人(rén)幾乎使費用減半，且縮短了(le)送貨時間。在美國，已有十幾所大學校(xiào)園使用機器(qì)人(rén)送餐。

11
中國人(rén)民(mín)大學
以大數據賦能(néng)智慧食堂

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中國人(rén)民(mín)大學在采用智能(néng)結算(suàn)台實現師生(shēng)按需取用食物之後，繼續升級師生(shēng)的用餐體驗，探索以大數據賦能(néng)，構建減少餐飲浪費的長效機制。一(yī)方面，智慧食堂将學校(xiào)各食堂、餐廳的菜品種類和風味等基礎信息錄入系統，作(zuò)爲數據分(fēn)析的基礎；另一(yī)方面，智慧食堂将師生(shēng)個人(rén)的餐飲消費習慣、消費記錄和菜品銷售數據導入系統，通過大數據分(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(lǐ)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(rén)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(rén)就(jiù)餐數據報告，設計獨一(yī)無二的餐飲定制服務，成爲每個人(rén)健康飲食生(shēng)活的管家。

12
深圳大學
推出刷掌支付

深圳大學與微信支付、騰訊微卡團隊合作(zuò)，推出了(le)“校(xiào)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(xiào)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(xiào)園碼，即可使用刷掌支付功能(néng)。刷掌支付采用了(le)先進的掌形、掌紋和掌靜脈識别技術，避免了(le)隐私洩露和複制僞造的風險，比刷臉支付和指紋支付更快(kuài)速、更安全，且可以實現無接觸支付。深圳大學是全國首家支持該服務的高校(xiào)，未來還計劃在圖書館、門禁等其他場所試點推廣。

如(rú)今，在智慧校(xiào)園的每一(yī)個角落，教育的變革正蓬勃發展，人(rén)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。面向未來，随着人(rén)工智能(néng)技術的不斷演進，更多令人(rén)興奮的應用場景将逐一(yī)顯現。從個性化(huà)教育到智能(néng)化(huà)校(xiào)園管理(lǐ)，AI将爲學生(shēng)創造更智能(néng)、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(néng)。
本文已刊登于《中國教育網絡》2023年6月(yuè)(yuè)刊
來源：MIT Technology Review、瓦爾登大學官網、EdTech 官網、深圳大學官網等網站(zhàn)