人工智能在儿童学习障碍教育中的应用

网友投稿 2018-12-07 14:05

  人工智能(Artificial Intelligence, AI) 是涉及众多领域的一门交叉学科, 其目的是使机器能够拥有像人类一样的思考能力。进入 21 世纪以来,人工智能技术逐步成熟,应用领域越来越广泛,教育领域就是其中之一。 在教育领域,国内外众多研究者积极开展人工智能技术在儿童学习障碍领域的研究, 并取得了突破性的进展。 Hilles 和 Naser的研究表明,人工智能技术能够为学习者探索学习任务提供有效的指导, 使学习过程更加适合学习者的学习特点。 目前,学习障碍儿童的数量越来越多,儿童学习障碍成为教育学、 心理学和临床医学共同关注的一个科学难题, 已严重影响了学习障碍儿童的学业成绩和核心素养发展。

     学习障碍儿童常常表现为在听、说、读、写、理解、社交等方面存在缺陷,身心处于低能、失能和不能的状态, 这不利于他们的学业成绩和核心素养发展。 从需求和适配度层面来看,学习障碍儿童在听觉能力、语言理解能力和社交能力等方面的发展,更需要人工智能技术的介入、辅助和支持。 认知科学家和人工智能先驱 Minsky 指出,人工智能可以根据个体特定的情境及其需求开发出个性化的教学机器。这通过与学习障碍儿童进行对话, 帮助学习障碍儿童理解问题或达到某个目标。

     近年来, 人工智能开始应用于儿童学习障碍教育领域中,作为优化和提升学习障碍的诊断、干预、评估和服务四种关键应用的方法和技术,  可以促进学习障碍儿童学业成绩的提高,  帮助学习障碍儿童核心素养的改善。

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(一)诊断

      研究发现,儿童学习障碍诊断可采用人工智能技术的算法、应用模型和系统平台进行。例如提出儿童学习障碍诊断的 AI 算法,可以提高儿童学习障碍的诊断精度,构建儿童学习障碍的诊断模型, 探索学习障碍儿童智能诊断的新方法,开发儿童学习障碍诊断的专家系统, 学习人类专家诊断学习障碍的思维与经验,2012 年,ElSayed 研制了一个用于学习障碍儿童诊断的智能代理分类系统。 该系统为提供学生的教育学和心理学特征,也能产生最佳的教育活动解决方案。

(二)干预

      研究发现,大部分研究围绕运用人工智能技术开发系统平台对学习障碍儿童进行干预的主题展 开。 2016 年,Galina 和 Assem 等开发了视觉障碍儿童远程智能学习系统, 该系统考虑视觉障碍儿童的心理、生理特征和学习信息,采用智能统计方法处理多维数据,为视觉障碍儿童的远程学习提供智能化的学习环境。2010 年,Baschera 和 Gross 开发一款面向拼写障碍儿童的适应性拼写训练系统。

(三)评估

      文献分析发现,国内外已有学者将 AI 应用于学习障碍儿童的评估工具中。 通过 AI 评估工具来帮助教师或家长观察孩子的学习水平, 能提高教师或家长的评估能力,使学习取得良好的成效。

(四)服务

      结合学习障碍儿童的学习支持需求, 随着移动互联网、云计算和大数据等新技术的发展,人工智能技术应用将依托云计算和大数据向学习障碍儿童、教师和家长提供越来越个性化的学习支持服务。

      基于云计算,利用语音识别技术、图像识别技术和移动 APP, 人工智能技术能够更好地服务于学习障碍儿童。 2010 年,基于讯飞开放平台面向阅读障碍的争渡软件,实现通过语音操作电脑,帮助实现读屏功能,在国内供阅读障碍者访问互联网使用;讯飞与香港失明人协进会(NVDA)联合开发的粤语版读屏软件, 成为粤语区阅读障碍者的学习软件。 2015 年,讯飞推出“听见”产品,将老师教学演讲内容完整的转成文字,并在课堂上实时展示,辅助听力障碍儿童更好的理解教学内容。 目前,该软件已在多个特殊学校的课堂情境中应用,相较于原来的手语教学,现场语音识别极大地扩展了课堂的信息量, 对听力障碍儿童教学提供了沟通与交流的便利。

      目前, 从人工智能技术在正常发展儿童教育中的应用来看,人工智能技术实现教育教学的自动化、网络化、智能化和个性化的研究越来越多。

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