美教育部发布人工智能教育应用五大建议和实证见解

文摘   2025-01-22 15:08   马来西亚  
2025年1月17日,美国教育部教育技术办公室发布《驾驭中等后教育中的人工智能:未来之路的能力建设》(Navigating Artificial Intelligence in Postsecondary Education: Building Capacity for the Road Ahead)报告。该简报分为两个主要部分:一部分是政策建议,另一部分是回顾文献和研究
注:Postsecondary Education,中等教育后教育,简称 postsecondary education,指的是中学毕业后的所有正规教育形式,通常指高等教育,但也可以包含职业教育或成人教育。

报告背景:随着人工智能(AI)技术的快速发展,高等教育机构面临着前所未有的机遇和挑战。AI在招生、注册、学术咨询、教学和学习环境等方面的应用逐渐增加。报告旨在为高等教育机构提供指导,帮助其在AI时代提升教育质量、支持学生成功,并为快速变化的技术环境做好准备。

一、“政策建议与指导“部分

“政策建议与指导”部分为高等教育机构提供了关于如何在不同领域(如招生、教学、学生支持等)实施人工智能(AI)的具体建议和行动框架。这一部分旨在帮助机构领导者、教师和行政人员在AI时代做出明智的决策,确保技术应用的公平性、透明性和安全性。以下是该部分的主要内容:

1. 建立透明的AI使用政策

  • 核心内容:AI在招生、注册和资源分配中的应用需要透明的政策框架,以确保公平性、问责性和信任性。
建议
  • 制定透明政策:明确AI在核心领域的使用方式,如招生、注册和资源分配。政策应涵盖数据使用、决策过程和利益相关者的参与。
  • 遵循伦理和隐私标准:确保AI系统的使用符合伦理和隐私保护要求,避免算法偏见和数据滥用。
  • 利益相关者参与:通过透明的沟通和利益相关者的参与,确保AI系统的使用符合教育目标和伦理标准。
  • 参考框架:利用NIST的AI风险管理框架(AI RMF)和《AI权利法案蓝图》,确保AI系统的可信度和安全性。
关键问题:
  • 如何确保AI系统的使用符合教育目标和伦理标准?
  • 如何通过透明的政策和流程,增强利益相关者的信任?


2. 创建或扩展支持AI创新的基础设施

  • 核心内容:高等教育机构需要建立支持AI创新的数字和人力资源基础设施
建议
  • 数字基础设施:建立强大的数字网络和计算资源,支持AI应用的运行。这包括云计算服务、数据存储和网络安全措施。
  • 人力资源基础设施:提供教师和员工的专业发展机会,增强AI整合能力。这包括AI素养培训和跨学科合作。
  • 实验项目:支持实验项目,探索AI在教学和学生支持中的应用。这包括试点项目和持续改进机制。
  • 合作伙伴关系:与行业、非营利组织和其他高等教育机构合作,共享资源和最佳实践。
关键问题:
  • 如何通过数字和人力资源基础设施,支持AI在教育中的应用?
  • 如何通过实验项目和合作伙伴关系,推动AI创新?


3. 严格测试和评估AI驱动的工具和服务

  • 核心内容:AI工具和服务在部署前需要经过严格的测试和评估,以确保其有效性、安全性和与教育目标的对齐。
建议
  • 测试AI产品和服务:在部署前对AI工具进行严格的测试,确保其符合伦理和隐私标准,避免算法偏见。
  • 持续改进:使用持续改进方法,确保AI工具的安全性和有效性。这包括定期评估和更新AI模型。
  • 利益相关者反馈:通过利益相关者的反馈,确保AI工具的设计和使用符合教育目标和学生需求。
  • 伦理监督:确保AI工具的使用符合伦理标准,避免对特定群体的不公平影响。
关键问题:
  • 如何通过严格的测试和评估,确保AI工具的有效性和安全性?
  • 如何通过利益相关者的参与,确保AI工具的设计和使用符合教育目标?


4. 寻求合作伙伴共同设计和测试AI模型

  • 核心内容:通过与行业、非营利组织和其他高等教育机构合作,共同设计和测试AI模型
建议
  • 跨机构合作:建立跨机构的合作关系,共享资源和最佳实践。这包括联合研究项目和资源共享平台。
  • 行业合作:与技术公司合作,利用其技术专长和资源。这包括联合开发项目和资源共享。
  • 利益相关者参与:确保AI设计和测试过程中包含教育者和学习者的参与,以确保AI工具的设计符合实际需求。
  • 持续改进:通过持续的测试和反馈,优化AI模型的性能和效果。
关键问题:
  • 如何通过跨机构合作和行业合作,推动AI模型的设计和测试?
  • 如何通过利益相关者的参与,确保AI工具的设计符合实际需求?


5. 根据AI对职业市场的影响审查和调整课程设置

  • 核心内容:AI对职业市场的影响日益显著,高等教育机构需要调整课程设置,以帮助学生具备未来就业市场所需的技能
建议:
  • 定期评估课程:定期评估现有课程,确保其与职业市场的需求保持一致。这包括对课程内容和教学方法的持续改进。
  • 创建新课程:创建新的课程和项目,帮助学生掌握AI相关技能。这包括AI素养教育和跨学科课程。
  • 职业准备:通过AI工具支持学生的职业准备,包括职业规划、技能提升和就业指导。
  • 终身学习:支持学生的终身学习,帮助他们适应快速变化的技术环境。
关键问题:
  • 如何通过课程设置调整,帮助学生掌握未来就业市场所需的技能?
  • 如何通过AI工具支持学生的终身学习和职业准备?


“政策建议与指导”部分为高等教育机构提供了全面的AI实施框架,涵盖了政策制定、基础设施建设、测试与评估、合作伙伴关系以及课程设置调整。这些建议旨在帮助机构领导者在AI时代做出明智的决策,确保技术应用的公平性、透明性和安全性,同时提升教育质量和学生成功。

二、基于证据的见解
“基于证据的见解”部分(Addendum on Evidence-Based Insights)提供了关于AI在高等教育中应用的详细研究综述和案例分析。这一部分旨在为高等教育机构的领导者提供关于AI技术的实际影响、优势和潜在风险的具体信息,帮助他们做出基于证据的决策。以下是该部分的主要内容:

1. AI在增强学习和教学中的应用

AI驱动的自适应学习环境

  • 研究发现:AI驱动的自适应学习系统能够显著提升学生的学习成果,尤其是在计算机科学和数学课程中。这些系统通过考虑学生的知识水平、兴趣和学习习惯,提供个性化的学习内容和反馈。
  • 关键数据:一项对AI自适应学习系统的元分析显示,与非自适应干预相比,AI系统在提升学生认知学习成果方面表现出显著优势,且干预时间越长,效果越明显
  • 案例:生成式预训练模型(如GPT)在提供即时、个性化的学习帮助方面表现出色,甚至在某些情况下优于人类辅导。

AI在教学中的应用

  • 自动化评分系统:AI工具(如自动短文评分系统ASAG)在评估学生写作和理解能力方面表现出色,但准确性和可靠性仍需进一步提升。
  • 教师支持:AI可以为教师提供实时反馈,帮助他们改进教学方法,提升教学质量。
  • 扩展现实(XR)技术:AI与虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术的结合,显著提升了学生的技能发展和参与度

AI在课程设置中的应用

  • AI素养教育:随着AI对职业市场的影响日益显著,高等教育机构需要将AI素养纳入课程体系,帮助学生掌握AI相关技能
  • 跨学科应用:AI技术不仅适用于计算机科学和工程领域,还应广泛应用于艺术、人文、法律和社区服务等学科

2. AI在机构运营中的支持

招生、注册和学生保留

  • AI预测模型:AI技术在预测学生流失和优化注册流程方面表现出色。通过分析学生的学习习惯、成绩和参与度,AI模型能够更准确地识别需要额外支持的学生。
  • 财务援助分配:AI工具可以帮助优化奖学金和财务援助的分配,平衡入学和收入目标,同时满足学生的经济需求。
  • 招生流程改进:AI可以替代传统的标准化考试,通过更全面的申请数据评估学生,从而实现更公平的招生

学生咨询和支持

  • AI聊天机器人和推荐系统:AI工具(如聊天机器人和推荐系统)在提供个性化学术指导和职业规划方面表现出色。
  • 心理健康支持:AI驱动的聊天机器人在减少大学生的抑郁和焦虑症状方面显示出积极效果,但需要专业监督以确保隐私和安全。

AI在学生支持中的应用

  • 自我调节学习(SRL):AI框架能够增强学生的自我评估、自我调节行为和自我效能感,从而提高学习成果
  • 语言学习支持:AI工具(如视频聊天机器人)可以为语言学习者提供沉浸式学习体验,提升他们的语言能力



    3. 伦理和隐私问题

    AI的公平性和伦理问题

    • 算法偏见:AI系统可能因数据偏差而加剧不公平现象。报告强调,AI设计和测试过程中需要纳入多样化的利益相关者,以减少偏见。
    • 隐私保护:AI工具在使用过程中需要严格保护学生隐私,避免数据泄露和滥用
    • 文化敏感性:AI系统需要尊重不同文化背景,避免因文化差异导致的误解或偏见。

    AI在校园安全中的应用

    • AI监控技术:一些机构使用AI监控技术(如人脸识别和地理定位)来增强校园安全,但这些技术可能引发隐私和伦理问题
    • 隐私保护措施:报告建议优先采用隐私保护算法和系统,以避免伦理挑战和偏见。


    4. 支持AI创新的基础设施

    政策和培训

    • 透明政策:AI的使用需要透明的政策框架,以确保公平性和问责性。
    • 教师专业发展:AI培训对教师和员工至关重要,能够帮助他们更好地将AI技术整合到教学和学生支持中

    数据共享和系统互操作性

    • 数据共享:AI工具需要与学习管理系统(LMS)无缝对接,以实现个性化学习体验。
    • 隐私保护:数据共享过程中需要优先保护学生隐私,避免敏感信息泄露。


    “基于证据的见解”部分通过详细的研究综述和案例分析,展示了AI在高等教育中的广泛应用和潜在优势,同时也指出了AI技术可能带来的伦理和隐私问题。报告强调,高等教育机构在采用AI技术时,需要综合考虑技术的有效性、安全性、公平性和伦理合规性,以确保AI能够真正提升教育质量和学生成功。
    总结与评价
    报告涵盖了AI在高等教育中的多种应用,包括招生、注册、教学、学生咨询、职业准备、数字基础设施和教师发展等,这显示了报告对AI在高等教育中潜在影响的全面考虑;报告不仅提供了政策建议,还结合了基于证据的见解,帮助机构领导者在理论和实践之间建立联系
    提供了基于证据的见解,但缺乏具体的成功案例和最佳实践的详细描述。这些案例和实践对于机构领导者来说是非常有价值的,可以帮助他们更好地理解和实施AI技术;此外报告的建议虽然具有指导性,但实施这些建议可能需要大量的资源和技术支持。对于资源有限的高等教育机构,尤其是小型或欠发达的机构,这可能是一个挑战

    教育学人AIED
    课程与教学研究与分享,包括但不限于教育概念辨析,教育观念批判。
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