面向智能教育的自适应学习关键技术与应用
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-03-27 14:18:24
用领域与技术原理: 在党的十九大报告中,习近平总书记将科教兴国战略确定为决胜全面建成小康社会需要坚定实施的七大战略之一,并指出“建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程”。为实现教育强国,促进教育变革创新,发展智能教育,让教育与人工智能技术深度融合是一条必然途径。它不仅给因材施教的教育模式带来了可能,更保障了特殊时期(如 COVID-19 期间)全社会的教育秩序。作为智能教育的核心,自适应学习旨在通过大数据和人工智能技术为每个学习者提供个性化的学习活动,提升学习效率。然而,学习资源的复杂异构特性、学习活动的自由性、学习场景的多样性产生了教育资源理解困难、学习者学习状态诊断困难以及学习策略设计困难等自适应学习关键技术难题。为此,在国家 863 计划、国家自然科学基金、工信部电子发展基金等的支持下,项目组经过十余年协同攻关,突破了智能教育中自适应学习的技术难点,构建了教育资源表示新框架,提出了学习者认知诊断新方法,设计了自适应推荐新技术,研发了面向基础教育的智能教育系统“智学网”,目前已在我国全国范围内广泛应用,为我国智能教育发展做出了重要贡献。
1)针对中小学教育师资短缺、教学资源理解困难等问题,提出了教学资源表示的新框架,形成了“深度表征-精准评估-高效检索”的教学资源表示和应用新模式,揭示了教学资源知识空间的深层关系;2)针对学习状态诊断困难以及学习策略设计困难等问题,建立了自适应学习的理论方法。提出的学习者认知诊断新方法,能够伴随时挖掘学习者日常学习大数据,阐明了“学习者-知识/兴趣-资源”内在关联性,突破了以人工量表为基础的现有教育测量理论;提出的自适应学习推荐新技术,满足了智能教育场景的复杂约束与学习者的多样化需求;3)研发了智能教育系统—智学网。建立了面向中小学教育的高质量学习资源库,构建了以学习者为中心的学业评价体系,实现精准资源推送。为教师和学生提供了“针对性教”和“个性化学”的智能学习环境与服务。该项目已在全国 16000 余所中小学推广使用,产生了显著的经济效益和社会效益,具有良好的示范效应。
在国家“互联网+”、大数据、新一代人工智能等重大战略引导 下,项目成果覆盖“教学考评改”全范围,产品覆盖智慧考试、智慧 校园、智慧课堂、智慧学习等各类教学场景,提供智能题库、网上阅 卷、智能批改、学情分析、个性化推荐、教学过程可视化等一系列服 务。项目研究成果通过独特人工智能技术在教育行业的深度应用,构 建覆盖教育主场景的数字化和智能化教与学环境,有利于推动教育教 学模式创新,实现因材施教,促进教育进步。
1 陈恩红 男 1968-07 教授 博士 中国科学技术大学本人是中国科学技术大学大数据分析与应用安徽省重点实验室主任,以及语音及语言信息处理国家工程实验室副主任。本项目总体负责人,全面负责本项目本项目研发工作,提出了面向智能教育的自适应学习关键技术总体研究方案。对主要技术创新中的创新点 1、2、3 均作出了创造性贡献。2 王士进 男 1980-08 高级工程师 博士 科大讯飞股份有限公司本项目科大讯飞股份有限公司 AI 研究院团队负责人。本项目的主要负责人之一,负责本项目核心技术成果转化的方案制定,对“自适应学习推荐新技术”(创新点 3)作出突出贡献。协助相关成员进行应用推广和市场拓展。3 刘淇 男 1986-09 教授 博士 中国科学技术大学本项目主要负责人之一。是 2 项国家自然科学基金项目负责人。负责本项目关键技术具体研发路线的制定,对主要技术创新中的创新点 1、2、3 均作出了突出贡献。
COVID-19 疫情期间,科大讯飞积极应对,截止至 2020 年 4 月,累计免费支
持 6000 多所学校,系统累计访问量约 18 亿人次,为全国中小学“停课不停学”
保驾护航。其中,为安徽省“停课不停学”专项投入 2990 万元,支撑 200 万师
生免费在线教学。获得安徽、湖北、广东等各地教育厅、教育局、学校发来数百
封感谢信,及人民日报、光明网、新华社、中国教育报等众多媒体 100 篇以上报
道,行业及区域口碑良好。
近年来,项目成果“智学网”已经深入教学核心环节,在我国智 能教育领域实现规模化应用落地,覆盖了全国 32 个省级行政单位 220 个地市,服务全国 16000 所学校、2500 万师生,国范围平均每月组织 联考数千场,服务各类班级测试、年级考试数万场,每月提供各类评 价报告 800 万份,年处理 350 亿条过程化学习数据,在落实减负增 效、贯彻因材施教、推动构建智能化学习环境方面发挥了重要作用。 近两年,以“智学网”为核心的智能教育产品收入超 40 亿元。 COVID-19 疫情期间,科大讯飞积极应对,截止至 2020 年 4 月, 累计免费支持 6000 多所学校,系统累计访问量约 18 亿人次,为全国 中小学“停课不停学”保驾护航。其中,为安徽省“停课不停学”专 项投入 2990 万元,支撑 200 万师生免费在线教学。获得安徽、湖北、 广东等各地教育厅、教育局、学校发来数百封感谢信,及人民日报、 光明网、新华社、中国教育报等众多媒体 100 篇以上报道,行业及区 域口碑良好。