一、AI 重塑教育格局
（一）两会热议，AI 教育成焦点
2024 年全国两会期间，人工智能在教育领域的应用成为代表委员们关注的焦点。随着科技的飞速发展，智能技术已广泛应用于教育场景，为学生、教师和管理者赋能。天津第十九中学利用人工智能技术分析学生轨迹数据，将学生停留时间最长的区域改造成公共空间，方便学生交流。全国两会期间，多位代表委员围绕人工智能在教育领域的应用提出了建设性意见和建议。民进中央带来了《关于积极推动人工智能赋能教育变革的提案》；全国人大代表刘希娅建议加强教师人工智能使用意识和能力的专业培训；全国人大代表雷军建议将人工智能纳入教育培养体系；全国政协委员舒晓刚提出有关实施国家教育数字化战略的提案等。
（二）AI 带来的教育挑战与机遇
- 挑战
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- 教学内容、方式和评价手段的改变：在知识随处能学、随时可学的智能时代，以知识传授为核心的教育，必将转向以人的全面发展为核心的教育。原来的教学内容、教学方式、评价手段等，都将随之发生改变。
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- 教师角色的重塑：人机共生环境下的教师角色、学习场景、评价内容等，将是未来教育关注的焦点。教师需要在人机协同的环境下，培养学生自己发现问题、自己组织信息、形成自我认知能力。
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- 对学生自主学习能力的影响：AI 技术的出现，为大学生塑造自主学习能力带来了新机遇，但也容易引起学生对 AI 技术的依赖，对教学活动的参与兴趣和对问题的主动思考能力有可能随之减弱。
- 机遇
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- 提升教育质量：智能技术可以为学生提供个性化的学习路径，实现精准教学；通过自动化作业批改、智能反馈等手段，减轻教师的非教学性负担，使教师能够更专注于教学创新和学生个性化指导。
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- 促进教育公平：AI 技术的互动性增强了学生的学习体验，激发了他们的学习兴趣。同时，AI 技术有助于促进教育公平，缩小了教育资源分配的不平等，使得偏远地区的学生也能享受到高质量的教育。
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- 推动教育创新：人工智能与教育的融合，推动了教学改革，开展融合信息技术的新型教与学模式。例如，利用体感交互、3D、AR 增强现实等技术的 “沉浸式体验” 教育，可以将传统教育方式无法直接感知、体验、实践的课程知识，通过接近真实的三维场景呈现出来，真正实现了 “玩中学，学中玩”，从而充分激发学习兴趣。
二、AI 在教育领域的优势
（一）个性化学习体验
AI 技术在教育领域能够提供个性化的学习体验。通过大数据分析，AI 可以了解学生的学习习惯和知识水平。例如，分析学生的作业、考试成绩以及在线学习行为，准确判断学生的不足之处，从而有针对性地进行辅导。同时，AI 还可以根据每个学生的情况提供个性化的学习资源，推荐适合他们的学习资料。像对于在数学方面表现不佳的学生，推荐基础性的数学教材和练习题；对表现优秀的学生，推荐更具挑战性的学习内容。此外，AI 算法定制个性化辅导方案，有效避免题海战术，把孩子从低效耗时的题海中解脱出来。
（二）增强课堂互动
AI 辅助的教学工具可以极大地增强课堂互动性。比如在《大数据与人工智能》课程中，黄老师结合生成式 AI 技术，展示了其多种应用，激发了学生更积极地参与互动。学生们积极举手发言，不仅提出关于生成式 AI 技术的问题，还讨论如何在不同领域应用这一技术。他们相互启发，合作解决编程难题，构建更具创新性的解决方案。黄老师教导学生使用生成式 AI 协助编写代码，使学生更容易掌握编程技能，深入了解如何实现功能。学生们还积极地相互交流和讨论，探讨如何更有效地利用生成 AI 来编写代码，为代码增加注释和分析错误日志，提高了学习效率。此外，黄老师还展示了生成式 AI 在音乐制作和图像生成、英语口语和听力练习等领域的应用，为学生提供了与 AI 对话的机会，提高他们的口语表达能力和听力技能，增加了学习的乐趣和效率。同时，设计更有趣的 AI 课程互动环节也能提高学生的参与度和学习兴趣，如角色扮演与模拟、游戏化学习、实时编程挑战、小组讨论与展示、AI 实验与探究、虚拟现实（VR）或增强现实（AR）体验、互动问答与知识竞赛、项目实践与合作等。
（三）教学资源优化
AI 技术可以帮助教师更有效地管理和分配教学资源，推荐适合学生能力水平的教学材料和课程。通过分析学生的学习历史、兴趣偏好、能力水平等多维度数据，运用协同过滤、内容推荐等算法，为学生提供个性化的学习资源推荐。对海量教学资源进行标签化处理，形成多维度的资源标签体系，便于学生进行资源检索和筛选。基于学生的学习目标和当前水平，为其规划出合适的学习路径，推荐相应的学习资源。运用自然语言处理技术对教材、课件等教学资源进行知识点提取和整理，形成结构化的知识图谱。构建智能问答系统，为学生提供实时的学习辅导和答疑服务，提高学生的学习效率。通过分析学生的反馈和评价，对教学内容进行持续优化和改进，提高教学资源的针对性和实用性。利用自然语言处理技术优化教学内容，通过深度学习技术提升教学资源质量，对视频教学资源进行智能处理，对图片教学资源进行识别和增强处理，对学生的作业、考试等学习成果进行智能评估，为学生提供个性化的学习反馈和建议。
（四）自动化评估与反馈
AI 系统可以自动评估学生的作业和考试，提供及时反馈。利用人工智能技术，根据教学大纲和知识点要求，自动组合生成试卷，确保试卷的科学性和公平性。通过自然语言处理和机器学习技术，对试卷进行自动批改和评分，提高批改效率和准确性。对生成的试卷进行质量评估，包括难度、区分度、覆盖面等指标，为教师提供改进建议。对学生作业进行质量评估，包括完成度、准确性、创新性等方面，为学生提供个性化的反馈和建议。通过对学生作业数据的分析，跟踪学生的学习进度和掌握情况，为教师提供针对性的教学建议。利用人工智能技术对学生作业进行自动批改，减轻教师批改负担，提高批改效率。
（五）教育管理智能化
AI 技术在教育管理中的应用可以提高管理效率。教学管理智能化方面，智能排课系统自动生成最优课表，减少教师和管理员的手动操作，降低数据录入错误、课表冲突等问题。通过自然语言处理技术，自动生成学生成绩报告和评估，确保数据的准确性和一致性。智能教学辅助方面，智能助教系统可以通过分析学生的学习数据，提供个性化的学习建议和辅导方案，实时监控课堂情况，自动记录和分析学生的学习行为，帮助教师调整教学策略，提高教学效果。教学资源的优化配置方面，AI 技术可以优化教学资源的配置，通过大数据分析学生的学习需求和教师的教学能力，智能匹配最优的教师资源和教学内容，提升教学效果。智能时代科技公司的资源管理系统还能根据学生的学习进度，自动推荐相关的学习资料和课程，确保学生能够获得最佳的学习资源。
三、AI 教育产品的刷题功能
（一）新型刷题辅助工具？
在教育领域，AI 的应用引发了人们对于其是否成为新型刷题辅助工具的讨论。一方面，有人认为 AI 为学生提供了更高效的学习方式，例如在最新的 PISA 测试结果中，有统计显示每天在学校花费超过一小时在数字设备上进行学习活动的学生，在数学方面的平均得分比花时间不到一小时的学生高 14 分。奉贤区汇贤中学学生陈钰琦分享了学校使用数字化助手后，错题自动进入错题库进行有针对性复习，大大提高了学习效率。然而，也有人担忧 AI 正在变成一种新型的刷题辅助工具，为了矫正学生做题中错误，反复推送同类型题目，成为学习中的负担。
教育工作者需要深度思考如何正确使用数据，确保工作的方向性和科学性。因材施教基于数据的分析，而对数据如何使用，则是教育工作者需要深度思考的。系统能够通过数据 “精准” 地分析判断学生的学习情况，“精准” 地不停推送相应的错题，进一步挤占了学生的时间和空间，数据应用的背后，我们要时刻提醒自己，确保工作的方向性和科学性。
（二）AI 学习机的价值
目前，市面上学习机的价格跨度比较大，加上 “AI” 的学习机，售价要比普通的学习机贵。便宜的 1000 多元就能买到，贵一些的在 3000 至 5000 元，5000 元以上的学习机基本涵盖所有 AI 功能，最贵的学习机为八九千元。
学习机的品牌虽然不同，但学习机宣传的 AI 功能大体相似，主要为全科辅导、知识点讲解、习题练习和讲解、AI 批改试卷以及互动口语练习等。和平板电脑相比，AI 学习机既能实现智能、个性化，又能减少其他 APP 的 “干扰”。
学习机的兴起，起源于 “双减” 政策的实施。线下培训机构大量隐退，逼得不少机构从线下转向线上，把自己自有的课程通过学习机输出。而 AI 学习机，正是依靠 AI 大模型在学习机基础上实现的升级换代，更能满足个性化的学习需求。
对于 AI 学习机是否值得购买以及是否能代替老师存在争议。一些家长认为 AI 学习机可以辅助孩子学习，如辅导作业、背书背单词、查漏补缺等，特别是对于低幼年龄孩子，学习机的画面设计更适合。但也有家长和老师认为学习机可能会影响学生独立思考的能力，产生依赖心理，而且有些学习机的查漏补缺和作业诊断功能很多题只有答案没有解题思路和过程，让孩子无所适从。
（三）栗志个性化 AI 智能题库
栗志个性化 AI 智能题库减少孩子刷题压力，拓展关联题库还提高了题库对于孩子的可取性。例如，孩子目前的成绩是 60 分，那么栗志个性化 AI 智能题库不会是 70 分，而是先刷 62 分的，然后再是 65 分的，让孩子逐步形成爬坡式学习模式，通过循序渐进有效刷题，孩子必然取得一定的进步。
同时，栗志个性化 AI 智能题库里收录了几十万个知识点，还有大量的题目，有中考真题、高考真题。真正推送到孩子手上的是经过评测之后，以个性化为基础因材施教，精准地找到孩子学习中的薄弱点，进行有效地提分。
通过栗志 AI 智能教学系统，教研老师借此帮助孩子重构学习关系，原来以教师为核心的教学体系构建，现在有了人工智能学习系统以后，可以以孩子为核心的学习体系构建。这也是栗志 AI 智能系统在教育领域中，垂直应用最主要的功能。
（四）生成式 AI 与学习习惯养成
生成式 AI 推动学习硬件场景分野，从辅导刷题变为学习习惯养成。K12 赛道生成式 AI 教育产品再添新形态，这次瞄准的是学习习惯和氛围。阿里旗下天猫精灵推出 Z20 学习机，主打兼具生成式 AI 和多感知 AI 的双能交互模式。相比过去重在 “拍题找解法”、“送网络课程” 等内容，生成式 AI 赋能的学习机能像真人教师一样，让用户能与机器自由进行双语对话，创造个性化学习环境。
生成式 AI 大语言模型正快速渗入各细分赛道，推动教育科技公司们大举接入或自行研发大模型，推出新的教育产品。得益于已有的优质知识内容或技术基础，教学知识点正和学生日常沟通、生活运用、学习习惯养成结合，成为功能层面新热点。
（五）AI 自习室精准定位薄弱点
AI 自习室利用大数据分析、机器学习等先进技术，为每位学习者量身定制学习方案，实现了学习过程的智能化与个性化。
AI 自习室的核心优势在于其能够精准定位学生的知识薄弱点。通过对学生日常练习、考试成绩等数据的深度分析，AI 能够迅速识别出学生在哪些知识点上存在理解不透彻、掌握不牢固的情况。随后，它会自动生成针对这些薄弱点的专项练习，确保学生的每一次学习都是有的放矢，高效且精准。
除了精准定位外，AI 自习室还能根据学生的学习习惯、能力水平及学习目标，为其规划出最适合的学习路径。这意味着每个学生都能享受到量身定制的学习计划，避免了 “一刀切” 的教学模式带来的弊端。同时，AI 还会根据学生的学习进度和反馈，动态调整学习内容和难度，确保学生在挑战与适应中不断进步。
AI 自习室还通过丰富多样的学习资源和互动方式，有效激发了学生的学习兴趣和动力。比如，利用游戏化学习、虚拟现实等技术，将枯燥的知识点转化为生动有趣的互动体验，让学生在轻松愉快的氛围中掌握知识。
（六）AI 刷题平台精选真题功能
AI 刷题平台的精选真题功能紧贴考试趋势，提升学习效率，增强应试能力，为学习者提供高质量学习资源。在人工智能与教育双向赋能的背景下，AI 刷题平台可以记录学生解决问题过程的数据，利用大数据将知识地图与个人数据进行匹配分析，从而定位薄弱知识点，让学生清楚地知道自己的问题在哪里，哪些知识点还没有掌握。系统将自动屏蔽已学习的问题，提高学习效率，同时根据学生目前的进步和知识理解能力，智能推荐合适的课程内容，帮助学生逐步掌握并逐一克服。
四、AI 技术在教育领域的应用案例
（一）个性化学习系统
AI 技术在个性化学习系统中展现出强大的功能，为学生提供定制化学习方案。其中，智能推荐与学习路径规划功能能够根据学生的学习风格、兴趣和能力，分析学生的历史学习数据，为他们推荐适合的学习资源，并定制个性化的学习路径。例如，一些智能教育平台通过机器学习算法，深入了解学生对不同学科的偏好和学习进度，为学生提供定制化的学习计划，确保每个学生都能按照最适合自己的节奏和方式学习。
智能批改与反馈功能也为学生和教师带来极大便利。AI 技术可以自动批改学生的作业和试卷，像学而思学习机经典版 2024 就集成了九章大模型，引入了 AI 批改功能，可以自动批改学生的中英文作文、口算等作业，并提供即时反馈。这不仅减轻了教师的工作负担，还让学生能够及时了解自己的学习状况，进行有针对性的改进。同时，通过对学生作业数据的分析，AI 系统可以跟踪学生的学习进度和掌握情况，为教师提供针对性的教学建议。
（二）智能辅助教学工具
智能辅助教学工具为教师更好地教学和管理课堂提供了有力支持。虚拟助教与智能问答方面，许多教育机构开发了基于 AI 的虚拟助教，如英国斯塔福德郡大学和佐治亚理工学院都开发了聊天机器人，为学生提供全天候的帮助。它们可以回答学生的问题，提供学习建议，甚至进行简单的辅导。
智能课堂管理也发挥着重要作用。一些智能教育平台可以通过分析学生在课堂上的表现，为教师提供学生的学习进度报告和反馈，帮助教师及时调整教学策略。例如，通过分析学生的发言次数、参与互动情况、答题准确率等数据，教师能了解学生的学习习惯、优势和不足，从而更准确地提供指导。
（三）智能教育资源开发
AI 在教育资源开发方面有着突出表现。AI 视频制作与内容生成方面，德国国际应用科学大学开发了 AI 视频制作引擎，将文字案例研究转化为生动的视频内容，进一步丰富了教学资源。教师在准备课程时，能利用这些视频更直观地讲解知识，学生也更容易理解抽象复杂的概念。
虚拟实验室与模拟环境的创建也为学生提供了更加安全、便捷的实验和模拟体验。例如，Labster 的虚拟科学实验室就通过激发学生的好奇心，提供实验和模拟体验，从而增强学习效果。对于一些危险或成本高的实验，学生可以在虚拟实验室中进行操作，熟悉实验步骤和原理。
（四）教育游戏与互动学习
AI 游戏化教学和互动式教学激发了学生的学习兴趣。在 AI 游戏化教学中，Minecraft 等平台利用 AI 实现了互动叙事和角色扮演，将学习内容融入引人入胜的情境之中。在一个关于历史的游戏中，学生扮演某个历史时期的人物，通过完成各种任务了解当时的社会、文化和历史事件，使学习过程更有趣。
互动式教学方面，一些智能教育平台采用互动式教学设计，通过游戏、动画等形式激发学生学习兴趣。例如，晓果智能教育以互动式教学为核心，设计了各种有趣的游戏和动画环节，让学生在轻松愉快的氛围中学习数学、语文等知识。同时，AI 技术在教育游戏化中的应用还体现在个性化学习路径推荐、智能游戏关卡设计和互动式虚拟角色设计等方面。通过分析学生的学习行为、成绩、兴趣等数据，AI 系统可以动态调整学习内容和难度，以适应不同学生的学习需求。游戏关卡可以根据学生的表现实时调整难度，保持挑战性与趣味性的平衡。互动式虚拟角色能够具备学习能力，根据与学生的互动来优化对话和教学策略。
（五）教育大数据分析与预测
教育大数据分析与预测为教师提供了教学指导。AI 技术可以分析学生的学习数据，揭示学生的学习模式和表现特征。比如通过分析学生一段时间内的作业完成情况、考试成绩、课堂参与度等数据，教师能了解学生的学习习惯、优势和不足，从而更准确地提供指导，如针对学生薄弱知识点进行专项辅导。
基于大数据和 AI 技术的学习成效预测模型可以预测学生的学习成果和未来发展潜力。例如根据学生过往的学习成绩、学习行为等数据，预测学生在某门课程或某个阶段的学习中可能取得的成绩，教师据此提前干预和调整教学策略，帮助学生更好地实现学习目标。
五、AI 教育的未来展望
AI 技术在教育领域具有巨大潜力，未来将更多地采用人机协作模式，推动教育创新，促进教育公平，为学生提供更加丰富和有效的学习环境。
在未来，AI 将与教育深度融合，开创人机协作的教学新时代。一方面，AI 可以为教师提供智能决策支持，帮助教师根据学生表现提出个性化的教学策略和反馈，增强教师的功能性和人文性价值，同时让优秀老师的教学效应最大化，缩短一般老师到优秀教师之间的路径。另一方面，AI 为学生提供个性化的学习方案和辅导建议，满足不同学习需求，增强学习的趣味性和针对性。
随着技术的不断进步，智能教育平台将集成更多功能，如智能推荐系统、虚拟实验室、在线协作工具等，为学生提供更加丰富的学习体验。教育机构将更多地依赖数据分析来制定教育政策，优化资源分配，提高教育质量。例如，通过分析学生的学习数据，揭示学生的学习模式和表现特征，针对学生薄弱知识点进行专项辅导，预测学生的学习成果和未来发展潜力，提前干预和调整教学策略，帮助学生更好地实现学习目标。
同时，AI 技术有助于促进教育公平，缩小教育资源分配的不平等。无论是城市还是偏远地区的学生，都能通过互联网、人工智能等技术整合，获得优质的教育资源，满足个性化教育需求，进一步增加优质资源的适切性。例如，利用 AI 赋能特殊人群掌握学习能力，让听障者、视障者看得见或听得见，为不同地区和背景的学生提供平等的教育机会。
然而，教育工作者、技术开发者和政策制定者也需要共同努力，确保 AI 技术的合理应用，保持教育的人性化和公平性。在让 AI “授业”“解惑” 的同时，必须坚持教师 “传道” 的主体地位，人也要理解、善用技术，努力提升信息应用能力，让人工智能更好辅助教学。此外，还需要充分考虑学生隐私保护，确保数据使用合法合规，尊重学生权益，防止资源马太效应加剧，保证教育资源的公平分配。
总之，AI 技术在教育领域的未来充满希望，通过人机协作、智能平台发展、促进教育公平以及合理应用技术等方面的努力，我们可以为学生创造更加丰富和有效的学习环境，推动教育创新发展，培养顺应时代发展要求的创新人才。
