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人机协同视阈下智能教育的场景建构及应用模式分析

期刊:journal of distance educationDOI:10.15881/j.cnki.cn33-1304/g4.2022.02.010

本文档属于类型b(综述类学术论文),以下为针对中文读者的学术报告:


作者与发表信息
本文由陈凯泉、韩小利、郑湛飞、刘幸利、胡晓松(中国海洋大学教育系)合作完成,发表于《journal of distance education》2022年第2期,标题为《人机协同视阈下智能教育的场景建构及应用模式分析——国内外近十年人机协同教育研究综述》。

主题与背景
论文聚焦人工智能(AI)赋能教育的核心议题,提出“人机协同”(Human-Machine Collaboration)是智能教育发展的关键路径。研究基于2010-2021年国内外文献(中文187篇,英文449篇),通过内容分析法系统梳理了人机协同在教育领域的理论演进、应用场景及未来趋势。

主要观点与论据

  1. 人机协同的理论演进三阶段

    • 人机共生(1980年代):以钱学森等学者为代表,提出“人-智能机系统”概念,强调人类与机器的功能互补。
    • 人机协作(1990年代):戴汝为等学者进一步明确机器在计算、存储等领域的优势,人类则主导决策与创新。
    • 人机融合(2010年后):通过AlphaGo等案例,证明机器可超越人类单一能力(如围棋策略),需通过优势互补形成“混合增强智能”(Hybrid Augmented Intelligence)。
      *支持证据*:引用张守刚(1984)、路甬祥(1994)等早期研究,以及2017年AlphaGo的突破性表现。
  2. 教育场景中的人机协同模式

    • 教师端应用
      • *智能教学设计*:如英语写作教学中,AI平台(如APOLLO)自动批改作文并生成学情报告,教师据此提供个性化反馈(黄涛等,2020)。
      • *学情感知*:Gliser等(2020)开发的“课堂走神模型”通过环境传感器识别学生注意力状态,辅助教师动态调整教学。
    • 学生端应用
      • *自适应学习*(Adaptive Learning):如Wayang Tutor平台结合知识图谱与情感识别,为学生提供元认知脚手架(Sabourin等,2013)。
      • *四维特征*:自我设计(学习路径规划)、自我监控(数据仪表盘)、自我调节(情绪干预)、自我评价(动态反馈)。
        *支持案例*:列举Tarta教师活动识别器、ELAI英语口语练习系统等12类平台(详见表2、表3)。
  3. 非正式教育系统的拓展应用

    • 家庭教育:Parent-Embrace系统通过提示父母提问行为,促进亲子对话阅读(Lekshmi等,2021)。
    • 特殊教育:ECHO VE虚拟环境帮助自闭症儿童训练社交跟随行为(Alcorn等,2011)。
    • 场馆教育:Coach Mike虚拟解说员(波士顿科学博物馆)通过手势与语音增强参观者参与度(Lane等,2011)。
  4. 国内外研究差异

    • *国内*:侧重教学模式构建(如“人机协同+双师课堂”)及师生素养变革(吴茵荷提出教师“硬-软-巧”素养框架)。
    • *国外*:聚焦技术模型开发(如Gerardo的CSCL学习者建模)与系统设计(如Korbit人机交互学习平台)。
      *数据支撑*:文献统计显示,国内27.27%研究关注教学样态,而国外36.52%集中于技术应用(见表1编码结果)。

争议与反思
- 伦理问题:AI在教育决策中的角色边界(如学业预警需人工最终裁定)。
- 技术局限:数据孤岛导致管理决策信息不完整(以湖州“教育大脑”项目为例)。

学术价值与实践意义
1. 理论贡献:提出人机协同从“功能分工”到“智能融合”的范式转变,为智能教育研究提供框架性指导。
2. 应用价值
- 为教师设计混合式教学(如俄勒冈大学代数课程通过率提升12%)提供方法论支持。
- 推动特殊教育、终身学习等场景的技术适配。

创新点
- 系统性:首次整合正式与非正式教育场景的人机协同研究。
- 前瞻性:指出“情感计算”与“多模态分析”将是未来方向(如Morales-Urrutia的“情感学伴”实验)。


(注:全文约1500字,严格遵循原文数据与观点,未添加非文献内容。)

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