我國(guó)“人工智能+教育”研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)分析

王志鵬

（安徽建筑大學(xué)建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230001）

0 引言

國(guó)務(wù)院于2017年印發(fā)了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》文件，“人工智能+教育”的概念成為教育發(fā)展的新方向[1]。人工智能與教育的結(jié)合點(diǎn)有哪些？?jī)烧咧g如何關(guān)聯(lián)？人工智能大背景下，教育該如何進(jìn)行改革？這些都是人工智能與教育結(jié)合發(fā)展過程中需要研究的問題。因此，本文以“人工智能+教育”為關(guān)鍵詞，利用文獻(xiàn)分析方法對(duì)“人工智能+教育”的研究現(xiàn)狀與熱點(diǎn)進(jìn)行聚類分析，以期為我國(guó)“人工智能+教育”研究提供理論參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

為了解我國(guó)現(xiàn)階段人工智能與教育結(jié)合研究的現(xiàn)狀與熱點(diǎn)，采用定量與定性相結(jié)合的分析方法對(duì)既有文獻(xiàn)進(jìn)行綜合分析。具體采用的方法包括詞頻分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析。數(shù)據(jù)來源為中文學(xué)術(shù)期刊庫，檢索文獻(xiàn)類型為研究論文，檢索關(guān)鍵詞為“人工智能”+“教育”，檢索文獻(xiàn)時(shí)間跨度為“2000”年至“2021”年。檢索具體時(shí)間為2022年1月5日，共檢索出文章2 853 篇。

2 研究結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)時(shí)間分布分析

研究論文的發(fā)表數(shù)量以及不同年限之間發(fā)表數(shù)量的差異性與變化趨勢(shì)，是探求研究主題發(fā)展?fàn)顩r的衡量指標(biāo)之一，以一段時(shí)間內(nèi)的變化趨勢(shì)來分析研究發(fā)展動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。通過在中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）內(nèi)的文獻(xiàn)分析，得出近20年我國(guó)“人工智能+教育”領(lǐng)域的文獻(xiàn)發(fā)展趨勢(shì)，其中，2000年至2005年，關(guān)于“人工智能+教育”的文獻(xiàn)數(shù)量較少，基本保持在每年30 篇以下，這表明在教育領(lǐng)域涉及人工智能的研究還較少。2006年至2016年，相關(guān)研究仍處于緩慢發(fā)展階段，文獻(xiàn)數(shù)量保持在每年50 篇左右。2017年，“人工智能+教育”研究迎來了重要的發(fā)展契機(jī)，在2017年“兩會(huì)”的政府報(bào)告中首次從國(guó)家戰(zhàn)略層面提到“人工智能”，這為“人工智能+”的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。隨后，2018年由教育部印發(fā)的《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》則是為“人工智能+教育”的研究提供了發(fā)展基礎(chǔ)。在此背景下，全國(guó)各大高校迅速反應(yīng)，更多的學(xué)者投入人工智能教育研究中，極大地提高了我國(guó)人工智能與教育研究的廣度與深度，相應(yīng)的論文發(fā)表數(shù)量也得到了迅猛增長(zhǎng)，在2020年，涉及人工智能教育的文獻(xiàn)達(dá)到了868 篇。

2.2 高影響機(jī)構(gòu)分析

在分析文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間分布基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)文獻(xiàn)的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到2000—2021年發(fā)表“人工智能+教育”文獻(xiàn)排名前十的高影響機(jī)構(gòu)，分別為北京師范大學(xué)（112 篇）、華東師范大學(xué)（110 篇）、華中師范大學(xué)（62 篇）、陜西師范大學(xué)（50 篇）、西南大學(xué)（47 篇）、江蘇師范大學(xué)（40 篇）、華南師范大學(xué)（38 篇）、華東師范大學(xué)（37 篇）、首都師范大學(xué)（36 篇）和浙江師范大學(xué)（30 篇）。通過分析可見高影響研究機(jī)構(gòu)主要以師范類高等院校為主。

2.3 高被引文獻(xiàn)分析

對(duì)檢索文獻(xiàn)的被引用次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出高被引文獻(xiàn)。其中，發(fā)表在《教育研究》的文獻(xiàn)“身體與學(xué)習(xí)：具身認(rèn)知及其對(duì)傳統(tǒng)教育觀的挑戰(zhàn)”的被引次數(shù)最高，達(dá)到了458 次。而發(fā)表在《遠(yuǎn)程教育雜志》的文獻(xiàn)“教育人工智能（EAI）的內(nèi)涵、關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用趨勢(shì)——美國(guó)《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》和《國(guó)家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》報(bào)告解析”下載次數(shù)達(dá)到了38 681 次，被引次數(shù)為400 次。

2.4 高頻關(guān)鍵詞分析

論文關(guān)鍵詞是衡量文獻(xiàn)研究方向與研究主題的重要指標(biāo)，因此分析檢索論文關(guān)鍵詞的頻率，可以間接反映出論文研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本研究利用文獻(xiàn)題錄信息統(tǒng)計(jì)分析軟件SATI 對(duì)檢索文獻(xiàn)進(jìn)行高頻關(guān)鍵詞分析，結(jié)果表明“人工智能”“人工智能時(shí)代”“機(jī)器人”“教學(xué)中的應(yīng)用”“人工智能技術(shù)”“策略研究”“小學(xué)生”“智能時(shí)代”“人才培養(yǎng)”“大數(shù)據(jù)”“人工智能教育”和“新工科”等熱點(diǎn)關(guān)鍵詞是我國(guó)現(xiàn)階段“人工智能+教育”研究的熱點(diǎn)關(guān)鍵詞。

3 研究熱點(diǎn)分析

通過文獻(xiàn)綜合分析，我國(guó)現(xiàn)階段人工智能教育研究的熱點(diǎn)可以概括為以下兩點(diǎn)。

3.1 注重教育應(yīng)用層面的研究

目前我國(guó)對(duì)“人工智能+教育”的研究，主要從人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用內(nèi)涵、應(yīng)用模式、應(yīng)用場(chǎng)景、應(yīng)用存在問題及解決策略等方面展開[2]。在應(yīng)用內(nèi)涵研究中，王竹立從理論與實(shí)踐兩個(gè)層面肯定了人工智能技術(shù)的科學(xué)性[3]；閆志明等人從多學(xué)科角度分析了人工智能技術(shù)與教育融合的模式，提出在教育領(lǐng)域中應(yīng)積極融入計(jì)算機(jī)科學(xué)、大數(shù)據(jù)、認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域知識(shí)[4]；吳永和等人提出人工智能技術(shù)應(yīng)從小規(guī)模教育試驗(yàn)開始，并逐步擴(kuò)展到大規(guī)模的應(yīng)用，在不同場(chǎng)景中，讓教育從粗獷式應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展到獨(dú)特化和精準(zhǔn)化的教育場(chǎng)景[5]；在應(yīng)用場(chǎng)景上，楊現(xiàn)民構(gòu)建了具體的框架形式，從教育數(shù)據(jù)獲得、數(shù)據(jù)計(jì)算方法、結(jié)果反饋感知、學(xué)習(xí)者理解感知等方面提出了人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)及解決策略[6]。

3.2 關(guān)注人工智能技術(shù)發(fā)展

近年來，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的運(yùn)用主要從深度內(nèi)容學(xué)習(xí)、機(jī)器自主學(xué)習(xí)、個(gè)性化定制學(xué)習(xí)和智慧教育等方面展開技術(shù)更迭。而相關(guān)研究主要關(guān)注將上述技術(shù)高效運(yùn)用到教育不同領(lǐng)域中的具體實(shí)施途徑，以充分凸顯出技術(shù)優(yōu)勢(shì)并發(fā)揮新技術(shù)作用為不同教育實(shí)施者提供更好的服務(wù)與支持。其中，機(jī)器自主學(xué)習(xí)是利用計(jì)算機(jī)，通過分析所獲得的數(shù)據(jù)來進(jìn)行教育行為預(yù)測(cè)[7]；個(gè)性化定制學(xué)習(xí)則是從學(xué)習(xí)者角度，根據(jù)其自身特征與需求提出針對(duì)個(gè)人的個(gè)性化學(xué)習(xí)方式[8]。個(gè)性化定制學(xué)習(xí)已成為未來“人工智能+教育”的主要發(fā)展方向之一。

4 研究發(fā)展趨勢(shì)

近20年來，我國(guó)人工智能教育的研究取得了迅速的發(fā)展，但仍存在不足之處，其主要問題在于相關(guān)研究理論還未形成系統(tǒng)且缺乏具備高影響力的核心研究點(diǎn)，此外，運(yùn)用在教育領(lǐng)域的人工智能技術(shù)仍存在科學(xué)性和安全性問題。因此，本研究認(rèn)為未來我國(guó)人工智能教育的發(fā)展主要可以從以下三個(gè)方面開展開。

4.1 強(qiáng)化人工智能與教育的學(xué)科交融性

現(xiàn)階段，人工智能教育研究在教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)手段和人工智能教育產(chǎn)品和平臺(tái)方面已取得一定的研究成果，但所涉及的學(xué)科領(lǐng)域單一，主要集中在教育技術(shù)領(lǐng)域，在多學(xué)科交叉領(lǐng)域的研究尚存在不足，特別是在數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等與人工智能存在學(xué)科交融的多學(xué)科交融研究上不夠深入。針對(duì)這一現(xiàn)象，未來人工智能教育研究應(yīng)從不同層次對(duì)不同學(xué)科進(jìn)行不同類型的多學(xué)科交叉研究，充分利用人工智能的資源優(yōu)勢(shì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，開展系統(tǒng)化研究。

4.2 完善人工智能與教育的技術(shù)安全性

人工智能技術(shù)為教學(xué)者和學(xué)習(xí)者提供了便利性，教育不再只是發(fā)生在實(shí)體教室中，各類學(xué)習(xí)平臺(tái)能夠提供精準(zhǔn)的服務(wù)與支持，但如何控制信息安全問題則是未來人工智能教育研究中需要關(guān)注的重要方向。目前人工智能教育網(wǎng)絡(luò)相對(duì)開放，各種源代碼和數(shù)據(jù)均可開發(fā)或者共享。因此，未來研究應(yīng)探究人工智能教育數(shù)據(jù)的保密性和真實(shí)性，建立適宜管理機(jī)制，為提高人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域運(yùn)用的安全性提供理論和實(shí)踐支持。

4.3 提高人工智能與教育的深度融合性

伴隨人工智能技術(shù)的不同發(fā)展階段，人工智能與教育的融合也就呈現(xiàn)出不同的層次，而不同的融合層次，又會(huì)反饋到教育教學(xué)要求的變化中，繼而對(duì)人工智能與教育深度融合的研究提出了新標(biāo)準(zhǔn)。在人工智能技術(shù)滲透到教育的不同階段過程中，加速了教學(xué)的改革步伐，對(duì)不同層次人才培養(yǎng)的方式、教學(xué)手段和教學(xué)評(píng)價(jià)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，進(jìn)而提高了教學(xué)效果。此外，在人工智能與教育的深度融合中，還能強(qiáng)化不同機(jī)構(gòu)與教學(xué)單位之間的合作，為人工智能的高質(zhì)量發(fā)展提高保證。

5 結(jié)語

人工智能作為未來發(fā)展的核心技術(shù)，將引發(fā)教育領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)，近年來我國(guó)“人工智能+教育”的研究熱點(diǎn)主要集中在應(yīng)用和智能技術(shù)層面。未來，“人工智能+教育”研究應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化智能技術(shù)與教育的學(xué)科融合，構(gòu)建安全的融合途徑，提高教學(xué)過程的智能化，并提高研究深度，從而為我國(guó)“人工智能+教育”發(fā)展打好良好理論的基礎(chǔ)。