模块三 人工智能的学习应用（MOOC课程学习笔记）
一、教育机器人
1.研究方向
外观、视觉能力、听觉能力、认人能力、口说能力、长期互动能力、同理心与情绪测试
2.教育机器人支持学生学习的四种教育教学场景
（1）自动命题和批阅作业
教育机器人既可以协助教师进行重复性劳动，也可以让学生在短时间内获得正确的测试和作业评价反馈。
（2）学习障碍自动诊断与教育决策
教育机器人可以有效识别学生学习的薄弱部分，通过数据挖掘和学习分析等技术，机器人向教师、学生、家长及时发布学习诊断报告和学习预警并作出有针对性的教育决策。
（3）身心健康监测与综合素质评价
教育机器人将综合考察学生各方面的发展状况，有效保证学生身心健康成长。
（4）个性化指导与生涯规划
教育机器人可以为学生提供个性化服务；基于学生需求，采取符合学生特点的措施和手段；指导帮助学生解决问题，促进其个性化发展。
3.机器人教育的应用领域
机器人教育-编程类机器人
教育服务：智能学伴、家庭智能助理、老年人专用机器人、安全教育机器人
二、智能分级阅读
1内涵
家长和教师根据儿童不同年龄阶段的智力和心理发育程度，为其制定科学合理的阅读计划，提供科学性和有针对性的阅读图书，指导儿童有效阅读的一种阅读方式。由易到难、循序渐进逐级选择最合适的读物。可以激发孩子的阅读兴趣，逐步提升知识理解能力、心智和情商等。
2.智能分级阅读平台的功能
（1）面向学生的分级阅读
阅读读物分级
实时调整阅读测试
智能匹配
个性化推荐和反馈
（2）面向教师的分级阅读
呈送能力测评报告
推荐能力进阶方案
记录阅读过程数据
（3）面向区域的阅读监测
动态监管和给出决策方案
三、拍照答疑
1.拍照答疑工具的技术实现过程
（1）对图像进行输入及预处理
（2）版面分析
（3）字符切割
（4）字符识别
（5）版面恢复
（6）查找最为接近或相似的题目答案
2.拍照答疑工具的功能
（1）识别多种题目类型
（2）详细呈现解析过程
（3）自动生成错题集
（4）用户实时参与答疑互动
3.拍照答疑工具的教学应用
（1）学生
解决学习过程中的难题
（2）家长
辅导孩子课后学习
（3）教师
提高教学工作效率
4.拍照答疑工具的局限性
（1）工具自身技术有待完善
（2）易使学生产生依赖心理
（3）造成学生的创造性思维缺失
四、智能口语训练
1.当前口语学习中常见的五种问题
（1）缺乏良好的口语环境，学生学的是“聋哑”语言
（2）学生不会讲，甚至不敢讲
（3）口语发音不准确，学生得不到准确的反馈和纠正
（4）学生口语水平参差不齐，老师无法提供有针对性地一对一辅导
（5）课外学习资源泰国丰富，老师学生无从下手
2.对应的智能口语平台功能
（1）定时推送、情景模拟、多样交互
（2）多维度识别其情感状态
（3）颜色标记、跟读训练、发音训练、游戏闯关
（4）提供个性化的口语教学活动
（5）协助教学有针对性的选择网络教学资源、制定和调整相应的口语学习策略
五、智能评测系统
1.智能评测系统的特点
（1）系统记录学生学习轨迹
（2）拥有丰富题库资源
（3）智能诊断多维学习属性
（4）过程性评价和个性化推荐
2.智能评测系统的测评方式
（1）基于知识空间理论的学习测评
（2）基于知识表示的学习测评
六、知识检索系统
1.知识检索的概念
学生根据自身学习需求或相关学习的实际情况，找出可利用知识，从而使问题得到解决的过程。
2.知识检索系统实现其功能的三个层面
（1）人机交互层面
知识检索系统提供人机交互界面
（2）知识收集层面
系统对外界输入的数据、信息进行预处理
（3）知识处理层面
3.知识检索系统检索“鼋”字的过程
（1）用户发出检索请求
（2）系统分析并明确问题
（3）系统构造相关检索式
（4）用户检索请求与系统知识库相匹配
（5）用户获得检索结果并反馈
系统将用户检索需求与自身知识库内容进行匹配
4.知识检索系统的目的
快速查询和获取知识、实现知识共享
5.知识检索系统的特点
（1）能够从大量零散的数据信息中发现知识，结果更为精确。
（2）具有强大的学习能力，能自动获取知识，直接向书本学习，并实现自我完善，形成知识库。
（3）检索的知识性、交互性强，用户可以用自然语言更确切地表达自己的检索需求，获得更好的知识检索体验。
七、自适应学习
1.自适应学习的内涵
（1）学习工具角度
把自适应学习当做技术手段，自主提供适合每位学生的服务与帮助，与学生产生实时互动
（2）学习者角度
学习者从自身实际出发，按照自己的方式学习，激活和调动内在学习机制，引导学习者在改变自身的过程中得到发展。
2.智能导师系统内涵
智能导师系统是从学习工具角度解读自适应学习的典型代表，前身是“计算机辅助教学”，由计算机模拟教师的教学经验与方法支持学习者的学习。具有某一学科领域较为相对完整的知识为优势，对学习者的知识和行为数据进行精细划分，为其提供针对性的学习内容、学习路径和学习策略。
3.智能导航系统支持自适应学习过程
（1）开展自适应测评
（2）推送自适应内容
（3）分析自适应序列
自适应技术能够借助智能技术营造高度情景化的真是学习环境，高效分析和诊断学情，实时精准的推送学习资源，提高学习者自主学习效率和积极性，有效培养自主学习能力。
八、智能导师系统
1.智能导师系统内涵
智能导师系统又称智能教学系统，是指利用人工智能技术模仿人类教师在教学中所承担的角色。为学生提供个性化指导，帮助不同需求个性特征的学习者获得知识和技能的一种智能化计算机辅助教学系统。
2.智能导师系统组成模块
（1）领域知识库（知识模型）
针对某一领域知识需要而构建的。主要解决“教什么”的问题。包含教学所需要的相关知识，包括概念、事实、规则以及问题求解策略。
（2）学生模型
建立于领域知识库之上，是智能导师系统的核心。负责存储学习者的基本信息和有关学习者学习过程的动态信息。收集学生特征进行建模，是实现个性化教学的基础。
（3）教学策略和推理模块
接受来自学生模型的信息，依据教学原理，选择合适的教学策略，根据教学策略从领域知识库中选择合适的教学内容。
（4）人机接口
人机接口是智能导师系统的前端交互界面，集成了包括图形、文本、多媒体、键盘输入、鼠标驱动菜单等在内的与学习者交互所需的所有类型的信息。
3.智能导师系统的主要功能
（1）自动产生问题求解方案
（2）表示学习者的知识获取过程
（3）诊断学习者的学习活动
（4）及时为学习者提供学习建议和反馈
九、学科智能学习工具
1.英语学科智能学习工具
会满分、腾讯英语君、腾讯翻译君、AI听写
2.语文学科智能学习工具
出口成章、百度汉语、九歌（网站）、智能创作平台（网站）
3.数学学科智能学习工具
小猿口算、数感星球、爱作业
4.理科综合类智能学习工具
烧杯、物理实验课、杏色、生物记、懂鸟
5.文科综合类智能学习工具
秒懂初中物理、通晓地球、云观博、数字辉煌（网站）
6.艺体学科智能学习工具
一起练琴、中科馆智览、keep
7.其他智能学习工具
小猿搜题、作业帮、啄木鸟作业批改、大力AI辅导
8.微信小程序类智能学习工具
百度AI体验中心、腾讯优图、讯飞快读
9.学生如何适应智能时代的学习
（1）提升智能学习工具应用素养
（2）转变并创新人工智能支持的多样化学习方式
（3）适应人工智能创造的新学习文化
（4）培养跨学界学习的能力
