馬秀麟 姜雪 賈玉娟

摘? ?要：鑒于學習過程中個性化指導和在線學習快速發(fā)展的需要，人工智能與教育的融合日益緊密并獲得快速發(fā)展，及時調(diào)查并分析人工智能教育的研究現(xiàn)狀對人工智能教育的發(fā)展是必要的。文章以CNKI中發(fā)表于CSSCI期刊的人工智能領(lǐng)域的研究論文作為研究對象，兼顧科學網(wǎng)（Web of Science）中近10年的成果，通過計量分析的方法對人工智能教育領(lǐng)域的相關(guān)文獻進行分析，總結(jié)人工智能教育發(fā)展的現(xiàn)狀及存在的問題。在此基礎(chǔ)上，文章梳理人工智能服務(wù)于教育的有效模式，分析當前人工智能教育存在的風險和不足，并提出有效的建議。

關(guān)鍵詞：計量分析;人工智能教育;調(diào)查分析

中圖分類號：G434? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2022）08-0035-12

一、研究背景、問題及意義

（一）研究背景

中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》提出：“互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展正在不斷重塑教育形態(tài)，知識獲取方式和傳授方式、教和學關(guān)系正在發(fā)生深刻變革?！睆慕逃l(fā)生的要素視角來看，教育人工智能的應(yīng)用對教育環(huán)境、教育工具、教育活動、教育評價的進化產(chǎn)生影響，進一步助力千人千面教學的實現(xiàn)。按教育階段的劃分來看，教育人工智能對K-12和高等教育的支持，則主要表現(xiàn)在人工智能課程的引入、STEM課程的不斷深化完善、人才培養(yǎng)理念的更新。

自1956年美國達特茅斯學院舉辦的研討會上提出“人工智能”以來，其60余年的發(fā)展史歷經(jīng)三次熱潮。學習科學日漸興起，兩者相結(jié)合產(chǎn)生的教育人工智能（Educational Artificial Intelligence）也快速發(fā)展，并伴隨著人工智能技術(shù)得到不斷更新和進步。相關(guān)新技術(shù)結(jié)合教育領(lǐng)域的問題和實際需求，服務(wù)于教育領(lǐng)域的方方面面。

人工智能的存在使其成為各級各類教育部門進行教育教學改革的工具，逐漸走入學生的課堂，成為課堂上的“?？汀?。[1]例如，人臉識別系統(tǒng)、智能機器人等都在課堂教學中發(fā)揮舉足輕重的作用。人工智能和教育的結(jié)合，促成教育界的一場重大革命?！叭斯ぶ悄芙逃边@一簡單的名詞，卻深深代表著人工智能和教育產(chǎn)生的深度融合。因此，要充分發(fā)揮人工智能獨一無二的優(yōu)勢，持續(xù)推動教育的變革和創(chuàng)新，提升教育品質(zhì)，培養(yǎng)適合新時代的人才。

在肯定人工智能技術(shù)對教育正面作用的基礎(chǔ)上，不可否認，在人工智能教育的應(yīng)用中也不可避免地存在著一些負面問題，諸如人臉識別技術(shù)的濫用、為技術(shù)而技術(shù)的課堂教學行為、無視學生隱私權(quán)的學習行為監(jiān)控等等。

（二）研究問題

在人工智能全面支持教育教學活動的今天，梳理人工智能服務(wù)于教育的現(xiàn)狀及存在的問題，是應(yīng)該且必要的，主要有以下兩個方面。

（1）基于人工智能教育領(lǐng)域的最新研究成果，對相關(guān)文獻的發(fā)文量、文獻來源、文獻的關(guān)鍵內(nèi)容展開綜合性分析，深入剖析人工智能教育領(lǐng)域的研究熱點。

（2）在高影響力論文分析和高頻關(guān)鍵詞分析方面，形成聚焦且能夠呈現(xiàn)內(nèi)在邏輯的關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)圖，進一步總結(jié)歸納人工智能教育領(lǐng)域的研究范疇，探究在發(fā)展層面難以處理和解決的問題，并以此為據(jù)來為我國發(fā)展中的人工智能教育提供建議。

（三）研究意義

本文通過對有關(guān)人工智能教育方面的文獻進行可視化分析，深入把握人工智能教育方面的研究核心，驗證與完善人工智能教育的相關(guān)理論;擴大與推廣人工智能教育的實際應(yīng)用。本文也通過研究人工智能教育發(fā)展的現(xiàn)實狀態(tài)，深入探究人工智能教育在我國的發(fā)展情況，分析當前的人工智能教育中存在的風險和不足，并提出有效的建議。

二、研究方案設(shè)計

（一）研究流程

本研究聚焦于國內(nèi)學者發(fā)表于CSSCI期刊的人工智能教育領(lǐng)域的重要論文，同時兼顧科學網(wǎng)（Web of Science）上的一些成果，基于計量分析的方法探索人工智能教育的研究現(xiàn)狀。根據(jù)研究問題及其背景，本研究先根據(jù)關(guān)鍵詞從CNKI檢索相關(guān)文獻，并剔除會議、訪談等不符合要求的文獻;然后，對檢索到的文獻進行文獻分布情況分析、高影響力論文分析、高頻關(guān)鍵詞分析、文獻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析、文獻合作網(wǎng)絡(luò)分析，并對分析結(jié)果展開討論，以發(fā)現(xiàn)人工智能教育研究中的研究焦點及其不足。研究流程如圖1所示。

（二）研究對象

本文面向“中國知網(wǎng)”內(nèi)所包含的人工智能教育方面的相關(guān)文獻，聚焦于北大核心期刊和CSSCI期刊，主要分析的是2010年1月至2021年9月之間出版的文獻。通過“人工智能教育”“教育人工智能”“人工智能+教育”等關(guān)鍵詞檢索，得到153篇文獻。與此同時，筆者還關(guān)注了近10年發(fā)表在科學網(wǎng)（Web of Science）上的重要文獻。

（三）研究工具

本文利用文獻分析工具并結(jié)合相關(guān)工具中的具體分析方法來做可視化分析。當前，筆者選用的工具主要有文獻題錄信息統(tǒng)計分析工具（Statistical Analysis Toolkit for Informetrics，簡稱SATI）、社會網(wǎng)絡(luò)分析工具（University of California at Irvine Network，簡稱UCINET）。

其中，SATI主要是使用數(shù)據(jù)分析方法處理數(shù)據(jù)，包括常規(guī)分析、伴隨分析、聚類分析、多維度分析、社交網(wǎng)絡(luò)分析等處理選定的數(shù)據(jù)，以研究和提供所需的分析結(jié)果。本研究主要是利用SATI的分析和繪圖功能，對收集到的文獻數(shù)據(jù)進行分析。UCINET是一個功能特別強大的社交網(wǎng)絡(luò)分析軟件，對本研究非常適用，它最初是由加州大學的專家開發(fā)的，用于進行文獻分析研究并提供視覺效果，本文主要是利用UCINET的文獻聚類分析功能，聚類關(guān)鍵詞的網(wǎng)絡(luò)圖。

三、文獻分布及關(guān)鍵詞的分析

（一）文獻分布情況分析

1.年發(fā)文量分析

中國最大的學術(shù)期刊網(wǎng)CNKI收錄人工智能教育領(lǐng)域的論文數(shù)如圖2所示。從圖2可以看出，2011年至2016年是人工智能教育發(fā)展的初期階段，發(fā)文量均在5篇以下（本研究只面向CSSCI期刊論文），而自2017年至2020年，人工智能教育研究論文數(shù)量在整體上迅速增長，總體趨勢是快速增加。到本研究資料搜集結(jié)束，中國知網(wǎng)還沒有完全收錄2021年將發(fā)表的相關(guān)文獻，但是從2021年9月以來的發(fā)文量來看，人工智能教育這一領(lǐng)域的相關(guān)研究仍呈現(xiàn)為高速增長勢態(tài)。從國際上來看，關(guān)于人工智能教育的相關(guān)文獻也是逐年增多，筆者統(tǒng)計Web of Science上發(fā)表的近10年相關(guān)領(lǐng)域的研究文獻，從圖3可以看出，尤其在2017年之后，文獻量上升趨勢尤為明顯。

分析人工智能教育發(fā)展如此迅猛的原因，筆者認為：其一，是國家在政策方面的大力支持，目前，國家已出臺諸多政策，從多方面支持和鼓勵人工智能教育的快速發(fā)展;其二，是人工智能本身具有的獨特優(yōu)勢，人工智能與教育結(jié)合給教育帶來新的發(fā)展契機，并使教育充滿活力，教育需要人工智能;其三，是教育自身發(fā)展的需要，需要教育和人工智能進行更加深層次的合作，不斷迎接一輪又一輪的變革和發(fā)展。

從當前人工智能教育所進行的相關(guān)研究來看，多數(shù)研究聚焦于教育教學行為和學習過程管理，人工智能教育的核心目標依然是服務(wù)于教學活動，為教育教學提供更好、更貼切的指導，為學習者創(chuàng)建更好的學習情境，以培養(yǎng)出適合新時代發(fā)展特點的人才。

2.文獻來源分析

從文獻來源的視角看，教育技術(shù)領(lǐng)域的八大CSSCI期刊均收錄大量人工智能教育方面的文獻。統(tǒng)計各文獻的來源期刊，筆者發(fā)現(xiàn)，以下五種期刊收錄的文獻相對較多，如圖4所示。

從圖4可知，發(fā)表人工智能教育論文較多的CSSCI期刊依次為《遠程教育雜志》《現(xiàn)代教育技術(shù)》《中國電化教育》《電化教育研究》《開放教育研究》。另外，在非CSSCI期刊《中國教育信息化》中也有較多人工智能教育領(lǐng)域的論文發(fā)表。

（二）高影響力論文分析

論文的被引量是反映論文影響力的重要指標，高被引量的論文直接反映此領(lǐng)域的研究熱點和影響力。因此，筆者重點關(guān)注人工智能教育領(lǐng)域引用量比較高的3篇文章。

1.高引用量論文及其要點

對檢索到的文獻按照其被引的次數(shù)進行降序排列，得到被引次數(shù)最多的前三篇文獻。被引量排名第一的是余勝泉教授發(fā)表的論文《人工智能教師的未來角色》。在文章中，余勝泉教授系統(tǒng)地闡述如何應(yīng)對當前人工智能快速發(fā)展態(tài)勢，著重論述人工智能教師在未來可能承擔的12個角色。余教授認為在未來的學習中，人工智能教師將會占有一席之地，未來教育將會由教師與人工智能教師協(xié)同共存。[2]

被引量排名第二的是論文《構(gòu)筑“人工智能+教育”的生態(tài)系統(tǒng)》。在該文中，相關(guān)學者進一步分析當前“人工智能+教育”的研究態(tài)勢，進而系統(tǒng)地論述如何構(gòu)建“人工智能+教育”的人才培養(yǎng)體系。[3]

被引量排名第三的論文是《人工智能教育應(yīng)用的現(xiàn)狀分析、典型特征與發(fā)展趨勢》。在文章中，相關(guān)學者從技術(shù)的角度呈現(xiàn)人工智能的發(fā)展歷程，給出人工智能教育的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用的五大典型特征，進一步構(gòu)建出人工智能與教育的融合創(chuàng)新發(fā)展體系，為我國人工智能與教育的融合發(fā)展提供理論指導。[4]

2.分析與討論

從高引用量論文來看，在人工智能教育領(lǐng)域，學者普遍關(guān)注人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用和基于人工智能技術(shù)的“新型教育生態(tài)系統(tǒng)”。事實上，人工智能的技術(shù)如何服務(wù)于教育、能否真正提高教學效率、實現(xiàn)面向?qū)W習者的個性化學習和精準教學，是關(guān)系著人工智能教育成敗的關(guān)鍵因素。人工智能技術(shù)服務(wù)于教育的方式、作用效果，一直是眾多學者關(guān)注的焦點和熱點。

從另外一方面講，作為具有重要技術(shù)屬性的人工智能，在教育和生活的應(yīng)用中，也是一把雙刃劍。如果在教育教學中，不能正確地應(yīng)用人工智能技術(shù)，或者濫用人工技能技術(shù)，有可能導致侵犯學生隱私、激發(fā)師生反感，甚至引發(fā)倫理和道德問題，這些也引起學者的關(guān)注。

因此，關(guān)注人工智能支持教育的有效策略和關(guān)鍵技術(shù)，并盡力規(guī)避人工智能技術(shù)應(yīng)用中的風險，是當前人工智能教育研究的核心內(nèi)容，關(guān)系著人工智能教育的成敗。

（三）高頻關(guān)鍵詞分析

為了更準確地了解人工智能教育主題的研究焦點和發(fā)展趨勢，筆者把待研究的153篇文獻的關(guān)鍵信息以EndNote格式導出，用于數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計。

1.面向關(guān)鍵詞的詞頻統(tǒng)計

本研究主要采用共詞分析方法，從發(fā)表年份、作者、摘要、關(guān)鍵詞等諸多維度對我國人工智能教育相關(guān)文獻進行分析和研究?；赟ATI軟件做高頻關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計與分析后，共得到569個關(guān)鍵詞，其中所有關(guān)鍵詞的總頻次為988次（為保證研究質(zhì)量，筆者已經(jīng)提前組合語義相似或相近的關(guān)鍵詞）。在計算出總頻次之后，將已經(jīng)得到的關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)根據(jù)頻次的大小進行降序排列，其結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，人工智能、人工智能教育、教育占據(jù)高頻詞的前3位。除了這種全局性關(guān)鍵詞，大數(shù)據(jù)、機器學習、人工智能教育應(yīng)用、人才培養(yǎng)、深度學習等占據(jù)面向?qū)嵺`的應(yīng)用型詞匯的前5位。

2.分析與討論

人工智能教育能否順利地持續(xù)發(fā)展，主要在于人工智能能否在教育教學中發(fā)揮出巨大優(yōu)勢，從而使教育領(lǐng)域的專家學者更加關(guān)注人工智能對教育的重要影響。這個研究主要關(guān)注兩方面的問題：第一方面是人工智能教育的概述，多是闡述人工智能的起源、歷史進程、獨特優(yōu)勢。第二方面是指，人工智能教育與智能教育的區(qū)別點、共性。在人工智能教育與智能教育的關(guān)系研究中，人工智能教育作為目前的一種新的研究方向，與早期已經(jīng)存在的智能教育是否出現(xiàn)重合的地方，或者是否大部分內(nèi)容是相似或是重合的，這也關(guān)系到人工智能教育研究的持續(xù)性問題。對此，有學者給出人的智能觀念和人工智能觀念兩者的明確區(qū)別，并主要根據(jù)這個區(qū)別，得到關(guān)于智能教育與人工智能教育的關(guān)系模型。[5]充分厘清智能教育和人工智能教育之間的關(guān)系，對進一步研究人工智能教育意義重大。

有學者關(guān)注的關(guān)鍵點是人工智能與教育如何融合的研究，這類研究重點討論人工智能在教育方面的獨特優(yōu)勢，以及如何將教育更好地同人工智能結(jié)合起來。另有學者認為，目前人工智能和教育的密切融合已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于教學的各個階段，學校和教育部門亟需加快推進人工智能和教育融合的進程。[6]未來的工作將更加著重于構(gòu)建“人工智能+教育”融合的生態(tài)系統(tǒng)。

（四）文獻關(guān)鍵詞的共現(xiàn)分析

1.面向關(guān)鍵詞的共詞矩陣

針對19個高頻關(guān)鍵詞，為了分析關(guān)鍵詞之間的內(nèi)在邏輯，筆者利用SATI軟件構(gòu)造出一個共詞矩陣，如表2所示。然后把相關(guān)數(shù)據(jù)導入到SATI的NetDraw中進一步分析，得到關(guān)鍵詞的共詞分析圖，如圖5所示。

從共詞矩陣的數(shù)據(jù)可以看出，人工智能與人工智能教育具有較強的相關(guān)性，隨著人工智能的發(fā)展，越來越重視人工智能與教育的結(jié)合，推動教育教學的發(fā)展;人工智能時代與教育應(yīng)用也有較強的相關(guān)性，人工智能時代來臨，促使教育發(fā)生翻天覆地的變革，尤其是許多教育應(yīng)用的出現(xiàn)，促使教育教學的效率得以極大提高;人工智能時代與大數(shù)據(jù)有較強的相關(guān)性，大數(shù)據(jù)主要是在人工智能時代發(fā)展起來的;機器學習與大數(shù)據(jù)也有較強的相關(guān)性，可以認為機器學習主要是用來分析大數(shù)據(jù)的工具。

圖5所示的關(guān)鍵詞共詞矩陣，也呈現(xiàn)出“人工智能”“教育人工智能”“人工智能+教育”有較強的相關(guān)性，人工智能教育目前的發(fā)展主要是以“人工智能”“教育人工智能”“人工智能+教育”等為主線，逐步向外延伸，擴展到大數(shù)據(jù)、教育變革、機器學習等方面。

2.關(guān)鍵詞的聚類分析

為了更清晰地呈現(xiàn)出關(guān)鍵詞之間的內(nèi)在邏輯，筆者對已有的關(guān)鍵詞進行聚類分析。筆者將從Excel軟件生成的相異矩陣導入到UCINET軟件中，用于凝聚子群分析。

凝聚子群分析是將主題大意十分接近的詞語聯(lián)系到一起形成可視化圖像，借助于凝聚子群分析中的子群，清晰地呈現(xiàn)出組群中具有非常強關(guān)聯(lián)性的關(guān)鍵詞，筆者根據(jù)作圖需求選擇使用UCINET軟件中的迭代相關(guān)收斂法（convergence of iterated correlation，簡稱CONCOR）對導入的相異矩陣進行分析。在多次重復計算后，CONCOR使用一個樹圖來表示各個子群之間的結(jié)構(gòu)和緊密程度，并標識每個位置存在的成員。通過上述分析，本文聚類出樹狀子群，如圖6所示。

根據(jù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖、樹狀子群圖，以及相關(guān)文獻內(nèi)容，得出關(guān)于人工智能教育研究主題類別，分析各類別對應(yīng)文獻的數(shù)量，如表3所示。

3.分析與討論

通過共詞矩陣的相關(guān)數(shù)據(jù)和聚類分析，很好地呈現(xiàn)出人工智能教育的4大研究領(lǐng)域，主要有四個方面。

（1）人工智能教育的基礎(chǔ)理論研究，涵蓋人工智能、教育等基礎(chǔ)理論方面的研究。人工智能教育是在人工智能深入發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在教育教學過程中融入人工智能，使教學效果得到顯著提升，所以對人工智能和教育等的研究是很有必要的。在對這些基礎(chǔ)理論有深入的把握之后，再來研究人工智能教育的相關(guān)理論。

（2）人工智能教育的相關(guān)理論研究，涵蓋人工智能教育、智能化教育、人工智能時代、深度學習等領(lǐng)域的研究。主要是研究在人工智能時代下，如何通過深度學習、機器學習等手段提升教育教學效果，使我國教育快速進入智能教育階段。

（3）人工智能支持教育的技術(shù)，涵蓋教育應(yīng)用、人機協(xié)同、人工智能技術(shù)、教師、大數(shù)據(jù)、機器學習等領(lǐng)域。在這個領(lǐng)域主要是對人工智能支持教育的相關(guān)技術(shù)進行探究，研究分析教師應(yīng)用什么樣的技術(shù)，可以更好地促進教學，學生使用什么樣的技術(shù)能產(chǎn)生更好的學習效果。

（4）人工智能教育應(yīng)用領(lǐng)域的研究，涵蓋職業(yè)教育、教育大數(shù)據(jù)、智慧教育、教育變革、人才培養(yǎng)、未來教育、高等教育等諸多領(lǐng)域。主要是針對各級教育該如何應(yīng)用人工智能技術(shù)展開討論。

（五）文獻合作網(wǎng)絡(luò)分析

1.作者合作網(wǎng)絡(luò)分析

對于待分析文獻，將其導入到UCINET，通過作者關(guān)鍵詞矩陣圖，可以生成作者合作網(wǎng)絡(luò)分析圖，其結(jié)果如圖7所示。

從圖7的布局可以看出，文獻的合作者通常比較穩(wěn)定，代表人工智能教育領(lǐng)域中的研究小團體已經(jīng)形成。與此同時，筆者發(fā)現(xiàn)，多數(shù)論文雖然存在多名作者的合作現(xiàn)象，但各個小團體之間的溝通交流仍比較缺乏，而且跨小團隊的合作現(xiàn)象依然不多。因此，比較大的研究合作團體在該領(lǐng)域研究中尚未形成。

根據(jù)圖7的全部構(gòu)圖情況，筆者認為，各個小團隊之間的位置分布仍然比較松散，跨團隊之間合作依然較少，這將不利于人工智能教育的快速發(fā)展，更不利于大型的、影響全國的全局性教育信息化的推進。

2.高產(chǎn)量作者分析

對于待分析文獻，共涉及1180名作者。筆者從作者發(fā)文量視角展開深入分析研究，將其發(fā)文量多少作為衡量的標準進行排列，得到排列在前13位的作者，如表4所示。

通過觀察表4的數(shù)據(jù)，新疆師范大學的李海峰老師是發(fā)文量最多的作者，他共發(fā)表人工智能教育領(lǐng)域的相關(guān)文獻5篇。他的研究主題是關(guān)于“人工智能+教育”領(lǐng)域的研究進展和前沿熱點;接著是劉進、王煒、楊現(xiàn)民、梁迎麗、黃榮懷、顧小清、張志禎、張玲玲、黃堯、任友群、劉凱、鐘紹春等學者，他們的發(fā)文量全部都在3篇或者是3篇以上，他們主要關(guān)注的是人工智能教育在具體實施過程中存在哪些挑戰(zhàn)、人工智能時代基本學習形態(tài)的構(gòu)建、人工智能的理論演進，以及教育人工智能的創(chuàng)新途徑和如何促進教育發(fā)展等等。

進一步分析文獻，筆者認為，人工智能教育已經(jīng)引起高校教育教學工作者的高度關(guān)注。人工智能技術(shù)已經(jīng)走進高校教育，與高校課程進行深度融合。諸如人工智能與高校思想政治課融合、人工智能與高校英語課程融合，給高校的課程更新帶來不小的影響。

四、結(jié)果與討論

從2010—2021年間發(fā)表的研究型文獻看，人工智能教育的研究主要覆蓋4個大的領(lǐng)域。在這四個研究領(lǐng)域中，關(guān)系著人工智能教育成敗的關(guān)鍵因素是人工智能支持教育的技術(shù)（或人工智能服務(wù)于教育的具體策略）和人工智能教育的應(yīng)用領(lǐng)域，針對高影響力論文的分析也能證實這一點。基于前述數(shù)據(jù)及分析，筆者認為，關(guān)注人工智能支持教育的有效策略和關(guān)鍵技術(shù)，并盡力規(guī)避人工智能技術(shù)應(yīng)用中的風險，仍是當前人工智能教育應(yīng)用研究的核心內(nèi)容。

（一）人工智能支持教育的有效策略及影響

1.人工智能支持教學的有效策略

（1）基于人工智能技術(shù)的優(yōu)質(zhì)課件幫助學生更好地認知

人工智能技術(shù)的深入發(fā)展，在幫助學生更好地認知方面也發(fā)揮出巨大的作用。教師利用圖像（平板電腦）、動畫更好地呈現(xiàn)知識，幫助學生更好地理解知識，提高學生的認知水平;教師還可以利用智能化的教學課件針對不同學生的特點，為不同類別的學生提供個性化支持;在許多條件較好的中小學，虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）、增強現(xiàn)實（Augmented Reality，簡稱AR）的相關(guān)技術(shù)也開始被應(yīng)用到課堂教學中，有學者認為，應(yīng)用VR/AR，學習者能夠在虛實融合的教學情境中，以最貼近自然的方式進行自主探索，基于增強現(xiàn)實的交互手段給課堂提供新的教學方式，知識會越來越具有交互性、流動性、情境性，為學生帶來良好的課堂體驗。[7]

（2）一體化的智慧教室全方位服務(wù)于課堂教學

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，很多學校都開啟建設(shè)智能化教室的道路。智能化教室可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更好地監(jiān)測教室內(nèi)的溫度、聲音、氣味等參數(shù)，為學生匹配更加適宜的參數(shù)，為學生打造更加安全舒適的學習環(huán)境。[8]一體化的智慧教室也提供更好的交互手段，教室利用魔鏡等工具可及時地采集學習者的學習狀態(tài)數(shù)據(jù)，利用智慧筆、學生點讀卡等全方位了解學生對知識點的掌握情況，便于教師及時調(diào)整或改進自己的教學策略，開展各種層次的教研活動，以實現(xiàn)更好的教學效果。

（3）基于專家系統(tǒng)和機器人技術(shù)的代理教師為學生提供全面輔導

基于專家系統(tǒng)和機器人技術(shù)的代理教師，作為一個課堂的輔助者逐漸走入教育教學過程，它可輕松完成對學生的全面輔導。在教學過程中，學生可以和代理教師進行對話，代理教師也能夠通過對話理解學生的意圖和需求，并給予及時的響應(yīng)和反饋。

（4）基于人工智能技術(shù)的學習者畫像及評價

學習者畫像在判斷學習者的學習狀態(tài)、學習風格、認知特點、學習習慣等方面發(fā)揮重要作用。人工智能技術(shù)主要是通過人臉跟蹤與語音識別等來精準判斷學習者的學習行為和學習狀態(tài)，針對所判斷學習者的相關(guān)情況清晰地刻畫出學習者的學習畫像，學習者畫像有利于教師更準確地進行學情分析，制定精準化的教學方案，指導學生進行個性化學習。

為了實現(xiàn)精準化教學，除了利用學習者畫像，攝像頭、智能手環(huán)、坐墊等設(shè)備也相應(yīng)地出現(xiàn)在課堂中。這些設(shè)備可以實時地通過學生的表情或者生理信號監(jiān)測學習者的學習狀態(tài)，如果學習者的學習出現(xiàn)不專注的情況，則會及時提醒，采取適當?shù)慕虒W干預(yù)，促使學習者將注意力更好地集中到課堂中。然而，在應(yīng)用這些監(jiān)測設(shè)備的同時，學習者也表現(xiàn)出不適和抗議，研究者不得不以教學倫理的視角看待這一問題。因此，如何更好地應(yīng)用教學監(jiān)測設(shè)備，既能高效地反映學習者的學習情況，又不引起學習者的反感，這也是目前教學研究者比較關(guān)注的話題。

（5）人工智能支持下的在線學習資源個性化推薦

在線學習資源的個性化推薦是教育人工智能的重要研究領(lǐng)域。個性化的資源推薦精準診斷，幫助教師實現(xiàn)因人而異、因情境而異的個性化智能教學。[9]但是，從目前的研究來看，絕大部分的在線學習資源推薦都是基于學習者的學習興趣或是當前學習者所重點關(guān)注的內(nèi)容進行的。這種推薦方式并不利于學生系統(tǒng)知識框架的構(gòu)建。所以，在實際的教育教學過程中，進行資源推薦時，應(yīng)該注重學生知識體系的創(chuàng)建并結(jié)合相應(yīng)的學習興趣，避免完全依據(jù)學習興趣進行資源推薦的方式。

2.人工智能對教育教學的重要影響

教育信息化發(fā)展到當前階段，人工智能教育已經(jīng)成為研究者關(guān)注的熱門話題，越來越多的研究者紛紛加入到人工智能教育應(yīng)用研究的隊伍中，主要是探討人工智能教育應(yīng)用于教育教學的優(yōu)勢及局限性，主要包括三個方面。

首先，在課堂教學中應(yīng)用人工智能可為教學活動帶來諸多益處。人工智能教育背景下的課堂環(huán)境與傳統(tǒng)課堂環(huán)境存在著很多不同的地方，可以說是不僅給傳統(tǒng)教學環(huán)境帶來新的改變，還能重新塑造教學關(guān)系，為后續(xù)進行個性化的學習提供充足的時間和空間。[10]人工智能教育使教師對學生學習過程具有深入了解，課前可以通過大數(shù)據(jù)分析學生對哪一部分知識已經(jīng)掌握扎實、對哪一部分知識掌握得還不夠深入，需要著重講解。分析有關(guān)學生這些數(shù)據(jù)的目的就是，能夠給每一位學生推薦和提供一份獨屬于自身的個性化的學習方案;課堂之中教師通過數(shù)據(jù)反饋結(jié)合學生學習需要及時調(diào)整本節(jié)課的教學計劃，也可以運用多種互動方式，達到傳統(tǒng)教學方式所達不到的效果。尤其是可以通過人臉識別、表情識別等方式，深入把握學生的學習動態(tài)，依據(jù)學生課堂表現(xiàn)，教師可以有針對性地對學生的薄弱環(huán)節(jié)重新加以講解，便于學生理解并更新頭腦中的知識體系。人工智能教育教學在促進和幫助學生個性化學習這方面的優(yōu)點也比較明顯，主要是根據(jù)數(shù)據(jù)分析出每個學生所處的水平和層次，然后根據(jù)其水平和層次來制定不同的學習方案。傳統(tǒng)課堂本身的特點和數(shù)字化學習的優(yōu)勢的結(jié)合、線上線下兩種模式的結(jié)合，更能實現(xiàn)個性化教學的目的。[11]

其次，應(yīng)用人工智能技術(shù)支持教育，對教師的職業(yè)轉(zhuǎn)變也有重要意義。目前，社會對集成性的人才需求更廣，教育教學要以此為目標進行改革。尤其在人工智能推動教育教學改革背景下，教師應(yīng)該做出什么樣的改變、怎樣做出改變來適應(yīng)新型教學，成為當前學者關(guān)注的熱點之一。教師是學生發(fā)展的引導者和促進者。尤其是在人工智能時代，教師要成為學生創(chuàng)新思維的引路人。21世紀核心素養(yǎng)對學生來說十分重要，教師的任務(wù)是在助力學生獲得的同時，他們自身也必須要有足夠的能力掌握這些素養(yǎng)。[12]

最后，從根源上探討人工智能教育應(yīng)用對教育教學的影響，有學者主要是探討人工智能教育的本質(zhì)特點與人工智能教育的價值批判。[13]人腦在處理信息方面的能力、深度學習方面的速度，和人工智能是無法相比擬的，鑒于人工智能這方面的極大優(yōu)勢，很多學校已經(jīng)開始將機器學習、對自然語言的學習等人工智能方面的新型技術(shù)，與教、學、評等過程融合起來，產(chǎn)生很不錯的效果。[14]提到人工智能教育應(yīng)用就必須要提機器人教育，機器人教育在中小學教育中已經(jīng)顯現(xiàn)出非常強大的應(yīng)用價值與發(fā)展前景，尤其是在培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力和思維能力方面。[15]

（二）人工智能教育研究中的不足及建議

1.人工智能教育研究與實踐中存在的問題

（1）人工智能的教育應(yīng)用可能產(chǎn)生倫理風險

人工智能的巨大影響力，使人工智能與教育的密切深度融合成為眾多學校和教育機構(gòu)關(guān)注的首要焦點，目的都是希望以此來提高教育教學效率。只關(guān)注人工智能提升教育教學效果的結(jié)果而不關(guān)注過程，往往會產(chǎn)生諸多問題。例如，目前市面上很多學習類軟件質(zhì)量參差不齊、學生學習也可能過度依賴電子設(shè)備，以及課堂和校園內(nèi)的人臉識別技術(shù)學生是否接受，是否容易暴露學生的隱私，這些問題如果得不到很好的解決，將會影響人工智能與教育結(jié)合的進一步發(fā)展。[16]

（2）人工智能技術(shù)與教育結(jié)合中出現(xiàn)不當?shù)娜诤?/p>

新興技術(shù)的快速發(fā)展，讓教育教學面臨前所未有的發(fā)展機遇和需要突破的挑戰(zhàn)。部分學者和行政部門過于看中人工智能在教育中的作用，追求“新”與“奇”、過于強調(diào)二者的融合，導致不當融合現(xiàn)象頻現(xiàn)，反倒不利于人工智能教育的發(fā)展。另外，人工智能的進步可以為人們創(chuàng)造一個相對休閑的社會，但某種意義上也呈現(xiàn)一定的劣勢，導致很多人面臨失業(yè)的問題，這會給囿于傳統(tǒng)的人們帶來前所未有的痛苦。因此，為了確保人工智能與教育深度融合，還需要更多人工智能方面的研究，需要多方面共同做出不懈的努力。

（3）人工智能教育產(chǎn)品有待完善

通過市場調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，市場上的多數(shù)人工智能教育產(chǎn)品更多的只是關(guān)注視聽方面的信息輸出，卻很少注意到人工智能教育的相關(guān)產(chǎn)品該如何吸引使用者注意力的問題。目前，學?；蛘呓虒W機構(gòu)等已廣泛使用人工智能教育的諸多產(chǎn)品，可以說已經(jīng)使教師擺脫簡單重復又繁雜的教學工作，并且在很大程度上能提高教育教學的效率。但是，總的來說，目前還是有很多人工智能教育的產(chǎn)品與應(yīng)用不是把關(guān)注的焦點放在學生身上，而是去關(guān)注人工智能技術(shù)自身，這會導致人工智能產(chǎn)品的效力大打折扣，而且這些產(chǎn)品在學習者的能力培養(yǎng)和素質(zhì)提升方面也達不到應(yīng)該實現(xiàn)的效果，不能有效滿足社會對培養(yǎng)個性化人才的需求，因而亟待完善。[17]

（4）一線教師的教育技術(shù)能力不強，難以勝任人工智能教育的要求

目前，由于對專任教師在人工智能教育和智慧教室使用方面的培養(yǎng)不足，導致一線教師的教育技術(shù)能力普遍不強，難以勝任人工智能教育的要求。從當前的研究及相關(guān)調(diào)研來看，多數(shù)一線中小學教師只是聽說過人工智能教育的基本概念，但對人工智能教育產(chǎn)品、智慧教室的使用均知之甚少。另外，由于缺乏專門的人工智能教育培訓機構(gòu)，也沒有制定合適的課程，導致面向一線教師的教育技術(shù)能力培訓不夠系統(tǒng)，直接影響人工智能教育教學策略的實施和推廣，致使很多優(yōu)秀的應(yīng)用案例和策略只是停留在實驗室內(nèi)的理論探索階段。

2.建議與舉措

（1）發(fā)揮人工智能正向作用，注意倫理安全

人工智能的發(fā)展過程也是一把“雙刃劍”，如果能將其正向的積極作用發(fā)揮出來意義重大，這需要政府、教育主管部門、學校提高警惕，避免出現(xiàn)“技術(shù)顛覆教育”和“技術(shù)決定論”等思想，以至于對人工智能教育的發(fā)展產(chǎn)生破壞性的影響。堅持將人工智能教育的“育人”價值充分發(fā)揮出來，彰顯人工智能教育“教書育人”的深刻內(nèi)涵，不斷促進教育發(fā)展，更好地保障師生的尊嚴，維護教育公平和教育資源合理分配。[18]因此，在實際開展人工智能教育教學過程中，注意人工智能與教育的深度融合，發(fā)揮人工智能的獨特優(yōu)勢，揚長避短，充分體現(xiàn)人工智能促進教育教學的作用，不斷引導社會、學校、家庭、個人正確理解人工智能作為輔助教學手段的地位，做人工智能的主人。[19]

（2）不斷完善人工智能教育產(chǎn)品，提高教學效率

人工智能教育所關(guān)涉的產(chǎn)品覆蓋面非常廣泛，不僅包含具體的促進教育教學的設(shè)備和物品，也包括人工智能教育服務(wù)和環(huán)境。在具體的實施中，鼓勵學校不斷加強智能設(shè)施的建設(shè)，提升校園整體智能化水平，提高人工智能應(yīng)用在校園的覆蓋率。具體可以表現(xiàn)為：搭建以大數(shù)據(jù)和人工智能為基礎(chǔ)的多種教學場所，既可以提升教師和學生的信息化素養(yǎng)，也能充分發(fā)揮人工智能對教育的獨特影響;開發(fā)教師的智能教育助理，幫助教師構(gòu)建較為完整的分析評價體系，為教師和學生提供更為精準的信息化服務(wù);設(shè)計更符合學生學習和認知的軟件APP，記錄學生學習過程和結(jié)果數(shù)據(jù)。[20]

（3）加強理論研究，促進人工智能與教育深度融合

在實踐層面，人工智能技術(shù)在教育教學工作中應(yīng)用的相關(guān)研究已比較豐富，而且理論研究已基本達到可初步實踐應(yīng)用的水準。在教育教學層面，高校更應(yīng)該加強人工智能與教育融合層面的理論研究，助推高校教育教學的發(fā)展。

（4）強化教師教育技術(shù)能力的培養(yǎng)，提升其應(yīng)用人工智能解決教育問題的能力

人工智能浪潮給教育帶來深刻的影響，現(xiàn)有的很多傳統(tǒng)的教育教學模式、教學的一些方法、教育的相關(guān)內(nèi)容出現(xiàn)一些前所未有的特征，這就要求學校和教育部門思考：如何轉(zhuǎn)變教育模式才能夠緊跟時代的步伐，如何培養(yǎng)人工智能時代的新型教師，如何營造新型的學習環(huán)境，如何設(shè)計符合人工智能時代的教學方法。高等院校需要不斷調(diào)整，適當增加現(xiàn)有課程體系中關(guān)于人工智能課程的比重。對于師范院校來說，需要培養(yǎng)適合人工智能時代的新教師，這就需要師范院校加大開設(shè)人工智能課程的支持力度。在人工智能掀起新的“教育浪潮”尚未完全覆蓋教育的情況下，高等院校要持續(xù)加強對學生有關(guān)人工智能意識的引導，鼓勵他們了解人工智能技術(shù)，增強學生的學習意識，[21]幫助學生領(lǐng)會并熟練運用人工智能技術(shù)開展教育教學活動的技巧和方法，使他們在今后的學習生活中能夠自覺運用人工智能，成為適應(yīng)人工智能時代的新式人才。

五、結(jié)語與展望

人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅提升教育教學改革的水平和速度，也為學生、教師、家長的學習與工作提供很多便利。在發(fā)展過程中存在一些問題并不可怕，只需學生、家長、政府、學校等的多方配合，相互理解，正確處理人工智能支持教育過程中出現(xiàn)的問題和困難。另外，為了充分發(fā)揮人工智能技術(shù)特別是大數(shù)據(jù)、機器學習等技術(shù)的優(yōu)勢，需要學校和教育行政部門找準自身的發(fā)展空間，不斷結(jié)合自身特點呈現(xiàn)出技術(shù)該有的優(yōu)勢，避免以偏概全，從而更好地協(xié)助國家實現(xiàn)人才培養(yǎng)的最終目的。

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作者簡介：

馬秀麟，副教授，碩士生導師，博士，主要研究方向為網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)、在線學習行為分析、在線學習環(huán)境建設(shè)等，郵箱：maxl@bnu.edu.cn;

姜雪，碩士研究生，主要研究方向為精準教學策略研究、在線學習行為分析等，郵箱：jx19981115@163.com;

賈玉娟，碩士研究生，主要研究方向為精準教學策略研究、在線學習行為分析等，郵箱：jyujuan8807@163.com。

Literature Investigation and Analysis of Artificial Intelligence Education Research from the Perspective of Econometric Analysis in the Past Ten Years

Xiulin MA， Xue JIANG， Yujuan JIA

（Faculty of Education， Beijing Normal University， Beijing 100875）

Abstract： Based on the needs of personalized guidance in the learning process and the rapid development of online learning， the integration of artificial intelligence and education has become increasingly closed and developed rapidly. Thus， it is necessary to investigate and analyze the research status of artificial intelligence education in a timely manner for the development of artificial intelligence education. Taking the research papers in the field of artificial intelligence published in CSSCI journals in CNKI as the research object and taking into consideration of the achievements of web of Science in recent 10 years， this paper analyzes the relevant literature in the field of artificial intelligence education through the method of econometric analysis， and it summarizes the current situation and existing problems of the development of artificial intelligence education. On this basis， the author organizes the effective mode of artificial intelligence serving education， analyzes the risks and deficiencies existing in the current artificial intelligence education， and puts forward several effective suggestions.

Keywords： Metrological analysis; Artificial intelligence education; Investigation and analysis

編輯：王天鵬? ?校對：王曉明