人工智能背景下教育生態系統的構建

王榮華

（安徽廣播電視大學 安徽 合肥 230022）

0.引言

自我國進入21世紀以來，人工智能技術的發展，使其在各個領域中發揮著越來越重要的作用，與此同時，人工智能技術與教育領域之間的結合也變得愈加深入，并已經成為教育領域的主要形式之一，在個性化輔導、智能評測等方面起到非常顯著的作用。在2017年，國務院出臺了關于人工智能的發展規劃文件，這標志著人工智能的發展與創新速度正日益加快，并為智能化教育指明了未來發展方向。現階段，諸多專家與學者都紛紛對人工智能背景下教育生態系統進行了相關研究，馬玉慧等人便對人工智能背景下的教育生態系統應用的路徑進行了研究，此外，劉清堂等人也對人工智能背景下教育生態系統的技術框架體系發展做出了展望。由此可見，我國已經邁入了人工智能與教育相結合的新時期，從而為教育生態系統的構建奠定了深厚的基礎。

1.人工智能背景下教育生態系統構建的驅動力

1.1 政策驅動

自人工智能概念被提出以后，歷經半個多世紀的發展，其在各個領域中發揮的巨大作用，使其深受人們的關注與重視。為了促進人工智能的發展與應用，許多國家都紛紛出臺了許多政策來予以支持，比如，美國OSTP 便于2016年先后發布了兩份報告，以指導人工智能的未來發展，從而為人工智能在全球化的發展帶來了深遠的影響。2009年與2013年，歐盟又先后啟動了藍腦計劃與人腦計劃，并于2016年推出了六大平臺，以促進人工智能在各個領域中的發展。我國也對人工智能的發展與應用表現出高度的關注與重視，并陸續頒布了一系列的政策來推動人工智能發展，如中國制造2025、“十三五”國家科技創新規劃等，這些政策的頒布，無疑為人工智能背景下教育生態系統的構建奠定了有利的發展條件，為教育生態系統提供了重要的驅動力量。

1.2 領域驅動

科技企業是推動人工智能發展的重要中堅力量，在科技企業的大力推動下，人工智能發展速度異常迅猛，并在汽車制造、環境保護、智能家居等諸多領域中展現出巨大的應用優勢，比如，人工智能技術在汽車制造領域中的應用，使無人駕駛汽車得以出現，進而在提高了汽車駕駛安全的同時，也使交通狀況得到了優化。人工智能技術還能用于輔助診斷、精準醫療等方面，這些應用都使人們充分意識到人工智能所具有的巨大潛能，并大力推動人工智能在各個領域中的研究與應用，從而為人工智能在教育領域的發展奠定了良好的基礎。

2.人工智能背景下教育生態系統的研究現狀

在人工智能背景下，教育生態系統的研究現狀可從兩個方面來進行研究，分別是關鍵字詞的云圖研究與關鍵詞共詞網絡圖研究。以下便對從這兩個方面來分析人工智能背景下教育生態系統的研究現狀。

2.1 關鍵字詞的云圖研究

在關鍵字詞的云圖方面，主要包括確定高頻關鍵詞、生成關鍵詞云圖與云圖初步分析三個階段。利用SATI3.0 工具能夠對高頻關鍵詞進行統計分析，從而生成人工智能背景下教育生態系統中的高頻關鍵詞，如人工智能、專家系統、網絡教育、信息技術、教育技術、遠程教育等。在高頻關鍵詞生成以后，會依據其頻次在WordArt 在線云圖生成工具中進行導出，并進行相應的設置，以得到教育生態系統中的高頻關鍵詞云圖。在得到高頻關鍵詞云圖后，對云圖的研究包括對人工智能背景下的教育應用形式、人工智能技術在教育領域中的關鍵應用技術以及教育目標進行充分的分析，以使傳統教育中存在的不足能夠得到有效彌補，并側重于對學生能力的培養，使學生的信息素養得以提升，進而使學生的個性化學習需求得到有效滿足，以此保證智慧教育目標得以順利實現。

2.2 關鍵詞共詞網絡圖研究

在關鍵詞共詞網絡圖方面，可利用SATI3.0 工具來對人工智能背景下教育生態系統中的高頻關鍵詞共詞矩陣進行生成，然后將該矩陣導入到UCINET 分析軟件當中去，并在一系列的操作以后得到關鍵詞共詞網絡圖。對于關鍵詞共詞網絡圖的研究主要集中在三個方面：其一是現階段人工智能背景下教育領域中的研究熱點，這些研究熱點都和關鍵詞之間有著緊密的聯系；其二是對人工智能背景下教育生態系統的未來研究趨勢進行研究；其三是對人工智能背景下教育生態系統中的過渡區域進行研究，如學生模型、機器學習、智能教學等都是其過渡區域，其是將人工智能和教育聯系在一起的橋梁。

3.人工智能背景下教育生態系統的構建

3.1 構建條件

在人工智能背景下，教育生態系統的構建是需要其一定的孕育條件的，孕育條件主要包括四個方面，分別是技術基礎、理論指導、應用推進以及政策保障。在技術基礎方面，人工智能在發展過程中所經歷的計算、感知及認知這三個階段，使人們對人工智能的認識與理解不斷加深，從而使人工智能技術變得越來越智能化，這在很大程度上為教育生態系統的構建奠定了堅實的技術基礎。在理論指導方面，廟頻關鍵詞去圖與關鍵詞共詞網絡圖的研究，使人們對人工智能背景下教育生態系統的相關研究變得越來越多，其覆蓋面也變得越來越廣泛，這些研究既包括教育應用形式、關鍵技術及目標等方面，又包括研究熱點、發展趨勢等方面，大量學術研究成果的產生，為人工智能背景下教育生態系統的構建提供了可靠的理論指導。在應用推進方面，諸多科技企業紛紛將教育智能產品在教育領域中進行推廣與應用，并注重教育智能產品的研發，在很大程度上促進了教育生態系統的盡快構建。在政策保障方面，我國宏觀政策的支持，為人工智能技術在教育領域中的發展與應用提供了可靠的政策保障，其陸續出臺的一系列政策，為人工智能背景下教育生態系統的構建創造了有利條件。

3.2 教育生態系統的主要特征

人工智能背景下，教育生態系統是依托于人工智能技術的，其是互聯網與教育領域結合后的深化應用。教育生態系統的主要特征分別是創新驅動、重塑結構、開放生態、尊重個性、服務智能與自治演變。在創新驅動方面，其通過人工智能技術在教育領域中的應用創新，來驅動教育生態系統構建。在重塑結構上，人工智能技術在教育領域中的應用，使教育資源結構、師生關系結構得到了重塑與變革，進而使現代教育模式更能與知識經濟時代的要求相符。在開放生態上，憑借人工智能技術的應用優勢來對教育邊界進行拓展，以研發出更多的教育智能產品，能夠使教育中的各個要素形成互補局面。在尊重個性上，人工智能技術能夠根據師生的教育特征及需求，為師生提供一種高效而又精細化的個性化教育服務。在服務智能上，人工智能技術能夠對教學環境進行感知，并依據教育環境、參與對象、文化背景的不同來進行智能化、動態化的教學服務，以使服務水準得到不斷的提高。在自治演變上，人工智能背景下的教育生態系統能夠進行自治而獨立的運作，并對其內部狀態與行為做到自主控制。

3.3 教育生態系統的應用形態

在人工智能背景下的教育生態系統中，其共包括應用、技術與業態三大環節，并分別與應用形態、技術架構和業態趨向這三大要素相對應，從而使要素之間能夠彼此聯系與作用。而教育生態系統的應用形態便是以這三大要素為依托而形成的，其主要分為四種，分別是智能校園、智能教育助理、綜合立體化教學場以及智能在線學習教育平臺。如圖1 所示為教育生態系統中三大要素的關系。

圖1 教育生態系統中三大要素的關系

3.4 教育生態系統的技術框架

在教育生態系統的技術框架中，主要是根據應用形態、技術架構及業態趨向這三大要素，使數據充當框架基礎，算法充當技術框架的核心，服務作為技術框架的目的，以數據層、算法層和服務層來構建的三層通用技術框架。數據層為技術框架的最底端，其主要用于對各類教育數據進行采集、篩選、整理與存儲。算法層為中間層，其是由各類人工智能算法共同組成的，主要是對各類教育數據實施分析、計算與智能化處理。服務層為最頂層，其主要用于對數據處理結果進行接收，并為用戶提供種類豐富的教育服務，其能夠適用于不同的教學場景和教學角色。在教育生態系統的智能體結構中，智能代理是依據相應的準則，借助于代理服務器來對用戶所需信息進行采集，并經代理通信協議加工后向用戶進行推送，同時對用戶意圖進行推測，并對工作計劃進行相應的調整、制訂與執行。智能體也同樣采用三層通用技術框架結構，以實現智能代理的相應教學服務功能。

4.結語

總而言之，人工智能時代的來臨，使人工智能技術與各個領域之間的融合速度不斷加快，在教育領域中也同樣如此，人工智能技術與教育領域之間的融合，進一步促進了教育生態系統的構建與完善，推動了教育領域的發展，并在教育領域變革中發揮了至關重要的作用。