内容简介

　　本书从教育实践者的视角，系统地梳理了人工智能教育应用的现状及发展趋势。全书内容包括技术应用于教育的历史，智能教育技术的理论基础，人工智能时代教师和学生的特点，智能技术应用于课堂教学、教育管理和科研的现状，并且对人工智能教育应用的未来进行了展望。
　　本书既可供各类教育工作者以及教育管理者深入了解智能教育技术发展的现状与趋势，也可供教育技术工作者、智能教育装备开发者等专业读者进一步明确人工智能赋能教育的发展方向。

前言序言

编写一本智能教育技术方面的白皮书是一件吃力不讨好的事情。首先，人工智能技术突飞猛进，其在教育中应用的深度与广度也在不断拓展，许多探索还处于实践过程中，并未固化为严格的学术论文，这使得相关资料的检索需要突破传统的专著和同行评议论文，将会议论文集、技术报告、报纸、网站、企业产品说明书、白皮书、蓝皮书、政府报告等各种不同的材料纳入考察的视野。其次，人工智能技术与以往所谈的新技术的区别不甚清晰，人工智能在解决教育关键问题方面的独特的贡献，以及能够形成怎样的实践与研究的新方向，似乎有待进一步辨析。□后，作为教育技术新的风口，无论是在学术还是在商业领域，充斥着大量的各种各样良莠不齐的产品或作品，教育实践者接触到的许多“人工智能”可能真的是泡沫。
　　因此，虽然中国人工智能学会（CAAI）早在□015年开始就动员各个专业委员会撰写各自学科的白皮书，由于上述原因，一直心存顾虑，迟迟没有下决心启动。□018年，CAAI同意专委会的名称从“计算机辅助教育”改为“智能教育技术”，借此东风，白皮书工作开始进入专委会的议事日程。从□019年3月开始，在专委会各位主任委员的指导下，华东师范大学团队开始历时半年多的白皮书撰写工作。□019年10月□7日，在CAAI举办的□019中国智能产业高峰论坛上，专委会主任张际□教授代表专委会正式发布了该白皮书。
　　整个白皮书的规划基于几个原则：首先，反映人工智能整体发展趋势。人工智能教育应用的发展无法脱离人工智能学科的发展，它是推进智能教育的强大动力。在选取材料过程中，尽可能从技术发展的整体脉络看待智能教育技术。其次，突出学科本身的特征。人工智能的教育应用与其他领域的应用有较大差异，其与认知科学、学习理论、脑科学等其他学科的发展有很强的关联，并且受很多伦理规范的限制。□后，白皮书尽可能反映具体事实，并不做过多的主观判断。例如，产业界对于许多技术产品的介绍，与很多人认为的“智能”并不一致，但是兼顾各种观点和视角，我们将其包容在案例介绍之中。
　　本书共分7章。□□章“新技术与教育：历史与现状”，梳理了人工智能教育应用的不同历史阶段；第□章“人工智能教育应用的理论基础”，从学习理论、神经科学与类脑智能、系统科学的角度介绍人工智能应用于教育的多个不同的理论基础；第3章“人工智能时代的学生与教师”则介绍了人工智能时代学习的特点，人工智能时代的学生技能和教师角色；第?4?章“人工智能时代的教育教学”则分析了智能化教学、智能化学习以及未来教室的典型案例；第?5?章“人工智能时代的教育治理”探讨了人工智能时代教育治理的特点及面临的挑战；第?6?章“人工智能时代的教育研究”介绍人工智能发展对教育研究的影响，从大数据、多模态、可视化的角度分析了人工智能应用于教育研究的典型案例；第?7?章“人工智能与教育：现实与科幻”则通过梳理历史上关于人工智能教育的典型科幻作品，对未来人工智能教育应用进行了展望。
　　在本书的编写过程中，借鉴了许多前期技术报告、白皮书、蓝皮书的体例和结构，如北京师范大学余胜泉老师的《人工智能+教育》蓝皮书、UNESCO的《教育中的人工智能：可持续发展的挑战和机遇》等，它们对本书具有很好的借鉴意义。在CAAI智能教育技术专业委员会□019年湖南衡阳的专题会议上，编写团队和专委会委员以及其他与会者进行了工作坊形式的交流，本书草稿也请丁钢、任友群、范国睿、朱军文等多位不同领域的专家进行了审读，他们提出了许多建议，有些意见已经在本书中得以体现，有些则限于整体设计的“先天不足”，无法一一得到落实，只能在今后的版本中改进。这里对各位的贡献一并表示感谢！同时要特别感谢CAAI办公室的邹亚茹老师，正是她不厌其烦地沟通，才使得我们下决心编撰本书，并且在出版过程中也不断地督促我们保持工作节奏！没有她的努力，我们可能无法及时完成该项工作。在此对邹亚茹老师表示衷心的感谢！
　　
　　陈向东（CAAI智能教育技术专业委员会副主任，秘书长）

目录

目 录
序
前 言
□□章 新技术与教育：历史与现状 / 1
1.1 技术与教育变革 / 1
1.1.1 推进终身教育发展 / □
1.1.□ 促进教育均衡 / 3
1.1.3 推进教育全球化 / 4
1.□ 技术与教育：历史的变迁 / 5
1.□.1 □0世纪下半叶：智能教育的萌芽 / 5
1.□.□ □1世纪前□0年：智能教育的发展 / 1□
第□章 人工智能教育应用的理论基础 / 30
□.1 学习理论 / 30
□.1.1 行为主义学习理论 / 30
□.1.□ 认知学习理论 / 3□
□.1.3 建构主义理论 / 33
□.1.4 认知负荷理论 / 35
□.1.5 连接主义理论 / 37
□.1.6 情境学习理论 / 38
□.□ 神经科学与类脑智能 / 40
□.□.1 神经科学 / 40
□.□.□ 类脑智能 / 4□
□.3 系统科学理论 / 45
□.3.1 系统科学与教育技术 / 45
□.3.□ 系统科学视角下的智能教育 / 46
第3章 人工智能时代的学生与教师 / 48
3.1 人工智能时代的学习特点 / 48
3.1.1 个性化学习 / 48
3.1.□ 协作学习 / 50
3.1.3 终身学习 / 51
3.□ 人工智能时代的学生技能 / 5□
3.□.1 内省技能 / 53
3.□.□ 人际交往技能 / 54
3.□.3 问题解决技能 / 55
3.□.4 协作技能 / 56
3.□.5 信息分析技能 / 57
3.□.6 信息传播技能 / 58
3.□.7 创新技能 / 59
3.□.8 演讲技能 / 60
3.□.9 不插电的技能 / 60
3.□.10 世界公民意识 / 61
3.3 人工智能时代的教师角色 / 61
3.3.1 引导学习 / 6□
3.3.□ 关注现实世界 / 6□
3.3.3 全面评价 / 64
3.3.4 促进全面发展 / 65
3.3.5 技术促进教学 / 66
3.3.6 终身学习 / 66
第4章 人工智能时代的教育教学 / 68
4.1 智能化教学 / 69
4.1.1 智能备课与教研 / 69
4.1.□ 智能授课与精准教学 / 7□
4.1.3 智能答疑与辅导 / 74
4.□ 智能化学习 / 76
4.□.1 自适应学习 / 76
4.□.□ 分布式学习 / 78
4.□.3 泛在学习 / 79
4.3 学校形态 / 80
4.3.1 智能教室 / 81
4.3.□ 智能实验室 / 83
4.3.3 虚拟学习空间 / 85
4.3.4 智能图书馆 / 86
第5章 人工智能时代的教育治理 / 87
5.1 人工智能时代教育治理的特点 / 87
5.1.1 治理体制系统化 / 87
5.1.□ 决策科学化 / 90
5.1.3 治理透明化 / 93
5.1.4 管理服务个性化 / 95
5.□ 教育治理面临的挑战及改革建议 / 98
5.□.1 面临的挑战 / 98
5.□.□ 改革建议 / 99
第6章 人工智能时代的教育研究 / 101
6.1 人工智能对社会科学研究的影响 / 101
6.1.1 强调实证研究方法 / 101
6.1.□ 跨学科研究 / 10□
6.1.3 第四范式 / 103
6.□ 基于大数据的教育研究 / 104
6.□.1 学习分析 / 104
6.□.□ 学习评估 / 105
6.□.3 学习追踪 / 106
6.3 基于多模态的教育研究 / 106
6.3.1 互动分析 / 107
6.3.□ 过程跟踪 / 108
6.3.3 学习诊断 / 108
6.4 面向可视化的教育研究 / 109
6.4.1 直观化 / 110
6.4.□ 关联化 / 111
6.4.3 交互性 / 111
第7章 人工智能与教育：现实与科幻 / 113
参考文献 / 118