
AI在STEM领域的应用
人工智能教育(Artificial intelligence in education, AIEd)是一个新兴的跨学科领域,它将人工智能(AI)技术应用于教育,以促进教学和学习过程,特别是在科学、技术、工程和数学教育(STEM教育)中。AI在STEM教育中的应用是AIEd的一个分支,简称AI-STEM。在这里阅读完整的评论。
智能辅导、自动评估、数据挖掘和学习分析等多种人工智能技术已用于STEM教育,以提高教学和学习质量。然而,人工智能在STEM教育中的应用面临着在复杂的教育环境中整合各种人工智能技术的挑战。
因为STEM教育是一个复杂的系统,从系统的角度来看,由相互依赖的要素组成,包括主体、信息、媒介和环境。人工智能作为关键技术元素的应用,应该认真考虑这些复杂因素,以实现高质量的STEM教育。

人工智能在STEM教育中的应用越来越多
基于一般系统理论(GST)框架,我们回顾了2011年至2021年AI-STEM的实证研究。具体而言,我们研究了AI-STEM系统中的不同元素,包括AI技术、主题、信息、媒介、环境,以及AI在STEM教育中的教育和技术影响。
我们发现,在过去十年中,AI在STEM教育中的应用呈逐渐增加的趋势。此外,还定位了六类AI应用,分别是学习预测、智能辅导系统、学生行为检测、自动化、教育机器人和其他(即AI教科书、小组形成)。
我们进一步展示了AI-STEM系统中AI应用类别与其他要素(即信息、主题、媒介、环境)的分布关系,以全面理解AI技术在STEM教育情境中的应用与融合。
人工智能技术对STEM的潜力
此外,人工智能的应用有利于培养学生在STEM教育中的学习成绩、动机和认知思维。此外,大多数综述文章都报告了在STEM教育中应用AI时的良好效率和算法精度。
总的来说,人工智能技术在增强STEM教育方面的潜力有待进一步探索,同时还需要研究技术和教育系统的整合。
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