AI教育在中小学课堂中打造知识图谱

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每当谈及中小学课堂需要什么首当其冲的便是AI教育成品,面对行业近乎与客单价持平的获客成本和监管政策的出台,教育公司正在做出业务调整和新渠道的选择。凭借着能从获客、教学、测评等方面为教育公司赋能的能力,教育智能硬件成为被锁定的对象,而实际上,真正支撑着这些功能的是硬件背后的“黑科技”。

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若干年以前,乔布斯曾发问:“为什么计算机改变了几乎所有领域,却唯独对学校教育的影响小得令人吃惊?”若干年之后,经历了从互联到算法的能力“进化”,人工智能已然给教育带来了诸多创造性的变革和崭新的的体验。但不可否认的是,AI+教育在创造了一系列惊喜的同时,也在互动、理解与分析的层面上存在诸多挑战,而来自教育公司和用户的需求也正成为技术革新的驱动力,并期待着技术给教育带来更多可能的加持。

与国外市场相比,我国的教育机器人市场起步稍晚一些,但市场前景还是非常广阔的。重视教育是中国的传统,在北京,平均每个家庭的教育投资占全家总支出的三分之一。好的教育产品在我国必有巨大的市场需求。同时,在人工智能教学实验室,家长和学校都在寻求激发孩子创造力和想象力的途径,教育机器人不是中国传统“注入式”教育的机器,它是以支持者、合作者、引导者的方式出现在孩子的生活环境中。其蕴含的开放性和自由度让家长和学校看到了培养孩子创造力和想象力的曙光。

在这一趋势的引导下,教育机器人现已走进学校,为时代培养新型的科技人才作铺垫。从这一角度来看,足以说明国家对智能机器人项目的重视及智能机器人产业的巨大影响力。学习机器人并非仅仅是学习机器人知识,而是学习通向未来的方法。但是,在应试教育的背景下,家长和老师是否有足够的动力让孩子去尝试课程体系以外的新事物,这一点还有待商榷。总的来讲,我国教育机器人发展机遇与挑战并存。

知识图谱是基于图的一种结构化的知识表示方式,本质上是一种大规模语义网络,包含较大数量的实体以及实体之间的多种语义关系。它可以较为高效地对海量数据进行存储与检索。知识图谱最早被用于网络搜索引擎技术中,以帮助用户从搜索中直接得到所需的答案。人工智能智慧教育在这类知识图谱通常涵盖大量的常识性信息,其实体与实体间关系的数量规模通常也较大,一般有千万个实体与上亿个实体间关系的规模。

人工智能时代的到来,我们的孩子也必然要把机器人编程当做自己工作和接触世界的一个重要工具,就如同现在的家长当年通过收音机,电视,图书,杂志来接触一样。家长或许觉得编程是一种很难的计算机语言,其实不然,在代码的世界当中没有一板一眼的规定动作,更没有所谓的“标准正确”答案。学习机器人编程,孩子可以按照自己的想法解决问题,克服困难,建立自信。即使孩子之前没有基础科学知识和编程基础,也可重新为他打开这扇大门。有的孩子成绩平平,并不代表孩子在其他领域不会成为优等生,编程世界不会排斥你的到来。就像有的宝贝擅长音乐、书法、体育等一样,只要宝贝对机器人编程课程有兴趣,那他就能在这个领域走出自己的一片天空。

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教育领域有构建简单知识地图与思维导图的传统,但建立知识地图与思维导图的主要目的是促进教学,从严格意义上说并不属于知识图谱的范畴。近年来,教育知识图谱的构建逐渐活跃,尤其是相继建立了针对慕课平台上的课程类知识图谱以及针对中小学学科类的知识图谱,但在总体规模上,这两类图谱与通用知识图谱相比要小得多。基于所构建的教育知识图谱,智能化教育系统可以自动解答学生所提出的学科知识类的问题。另外,教育领域的人工智能基于教育知识图谱,系统还可以进行相关教学资源与课程的个性化、精准化推荐。人工智能的各项关键技术在教育领域的应用日趋成熟,形成了一批典型的教学应用场景与模式,为教师与学生提供了有效的学习支撑、精准的学习内容以及多元化的教育服务。人工智能技术还可以帮助学生连接正式学习和非正式学习的环境,使他们更加高效地获取知识,获得及时的学业诊断和高质量的反馈指导。人工智能技术也可以将教师从烦琐的事务性工作中解放出来,减轻教师的工作负担。

综上所述,人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。在学生意图理解、情感交互、自动批阅等方面还存在较多的技术瓶颈。现阶段,人工智能教育应用对学生综合能力发展等方面的关注也较少。中小学课堂中的知识图谱也会越来越丰富。随着人工智能技术的进步及其与教育融合程度的加深,我们相信在不远的未来,师生将开始运用人机结合的思维方式,实现与个人能力相匹配的个性化发展;教育管理者将更多地依据教育数据挖掘与分析的结果,进行教育管理、教育监测、教育决策等活动。最终,技术将助力教育实现核心素养导向的人才培养,迈向人机协作的高质量教育教学新时代。



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