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关键词：教育信息化;人工智能;智能教育;协同创新
面对人工智能的发展浪潮，各国纷纷加大其发展力度，从政策规划，到产业布局，再到领域深耕，积极推动人工智能同经济社会的深度融合。教育是关乎国计民生的重要领域，利用人工智能变革教育已经成为国际共识。例如，刚刚落幕的“国际人工智能与教育大会”引起了全球广泛关注，会上各国专家达成了《北京共识》，提出关于发展人工智能教育的三个核心观点：第一，人工智能是实现教育生态重构的有效手段;第二，理性推进人工智能与教育融合共生;第三，让人工智能与教育共同赋能未来。
自2016年起，美国从国家层面规划了人工智能的发展蓝图，制定了一系列政策与战略明确规划了人工智能教育发展的路线。中国也发布一系列教育信息化政策逐步聚焦于人工智能技术，并注重结合各项技术的特点，探析其在教育领域各个环节的应用潜能。在融合人工智能进行教育创新方面，美国国际教育技术协会和美国教育传播与技术协会等充分发挥其在教育科技领域的引领作用，分析并制定了一系列教育变革的标准，为教师、学生以及其他利益相关者的具体行动提供了理论框架;并且以推广计算思维为核心，通过卡内基梅隆大学等知名学府，以及美国计算机协会和美国国家计算机科学技术教师协会等团体，积极开展人工智能技术的传播和应用，为实现根本性的思维变革提供了强有力的支撑。在走向智能时代的教育创新过程中，中国也做了很多积极的探索。以政策为引领，以平台为支撑，我国教育部积极推动人工智能学院、研究院或交叉研究中心的建立，搭建产学研用一体化的研究平台，提倡人机协同，面向教学和学习的实际需求有条不紊地开展系列工作;并且积极构建基础教育、职业教育和高校科研机构的系统化、多层次人才培养体系，为人工智能技术的发展储备人才。
基于此，笔者回顾了2019年3月18-20日在美国北德克萨斯大学召开的“第四届中美智慧教育大会”，借鉴中美双方学者对智能教育的思考，总结推进人工智能与教育“融合共生”的发展趋势与实践策略。会议搭建了高校学者、一线教师、科技企业和资本投资方沟通交流的平台，为我国在智能教育领域建立产学研用一体化平台的布局提供了宝贵的实践建议。
“第四届中美智慧教育大会”由北京师范大学、美国北德克萨斯大学、互联网教育智能技术及应用国家工程实验室联合主办，北京师范大学智慧学习研究院和美国北德克萨斯大学信息学院共同承办。来自中美双方知名高等院校、研究所及科研机构的专家学者、互联网信息技术知名企业高管和代表们出席并开展了高规格学术研讨和思想峰会。会议的主题是“智能技术变革教育”，聚焦于人工智能与混合现实、教育服务机器人、未来教育的智慧装备、智慧学习环境、游戏化学习、后MOOC时代的在线教育、科学教育等前沿议题。通过组织主题论坛（包括专家演讲和圆桌探讨）、中美教育科技企业展览和提案比赛等多种形式，搭建产学研用的国际交流平台。该文以主题分析的方法对该会议中所有的演讲内容进行了梳理，进而结合文献提炼主题，深入剖析主题结构，分析中美两国在智能教育领域的发展趋势和共同面临的挑战。
根据主题分析发现，该会议在围绕智能教育环境的研讨中，涉及了多种多样的信息技术，其中人工智能的发展和应用成为关注热点。整体上，围绕人工智能呈现技术整合的明显趋势，但不同学习阶段在技术应用上有不同的偏好，在基础教育阶段沉浸式媒体的应用得到了持续的关注（包括虚拟现实技术、增强现实技术和仿真模拟在内的演讲占比达到40%）;而高等教育阶段的讨论中涉及了广泛的技术应用案例。人工智能与混合现实等智能技术的发展，为创新学习机制与构建学习系统提供了重要的技术保障，推动了创新文化体系的建设，促进了创新型学习空间的发展，使未来的学习生态系统更加智能化、数字化、个性化。
与会专家们带来了智能技术应用在教育领域的理论研究与实践创新。智能技术的应用范围覆盖了不同学段和不同学科，并体现出很强的针对性。在学段覆盖上，智能技术的使用覆盖了基础教育、高等教育和职业教育在内的各个学段，其中大约有15%的议题明确讨论了高等教育相关的内容，响应了中美两国人才培养的国家战略。而大部分的议题（约占比67%）未指定明确学段，而是讨论了技术使用的整体趋势和面临的挑战。在教学使用场景方面，智能技术的使用涉及了教学中的各个环节，包括教学过程、教学评价以及教学管理。学习内容除了校内课程教学，也包含了艺术教育、科学教育、软技能培训等多个领域。其中，STEM教育是中美学者、企业家广泛关注的领域。
基于此，该文结合与会专家的学术观点，在智慧学习环境的视域中，总结智能教育中的技术应用特征和智能技术支持教育教学的实践案例，探索发展智能教育的途径，回顾发展智能教育所面临的挑战，最后提出对我国发展以人工智能为基础的智能教育的建议。
（一）人工智能与教育场景的深度融合
近年来，随着深度学习在诸如计算机视觉、语音识别和自然语言处理等领域均取得了突破性进展，人工智能与学校教育的深度融合已经逐渐成为重要的发展趋势。Nilsson指出，人工智能致力于使机器变得更加智能化，而智能化能够使实体在其环境中恰当地运作，同时也能够预估环境的变化。中国学者任友群揭示人工智能最大特征在于：人工智能應当是具备自主学习和自我进化能力的机器系统，越运行其性能会越好。在大会中，来自中美双方的人工智能领域的学者探讨了包含语音识别、学习分析和机器学习等关键技术在教育方面的应用。例如，胡祥恩教授介绍了基于自然语言的智能导学系统Auto Tutor，它可以在模拟人类教师教学的基础上采用自然语言与学生对话，并使用预期一误解定制式对话，对学生的答案给予及时反馈，根据学生对问题理解的程度随时调整对话内容，从而有效地引导学生构建理想答案。在这个系统中，智能技术为学生的个性化学习提供了有力的保障。 （二）人工智能与沉浸式媒体的融合
就人工智能的发展而言，除了自身不断迭代升级之外，它也展现出与其他新兴技术不断融合、协同赋能教育的趋势。来自北汉普顿社区学院的Ritter-Guth教授探讨了如何综合利用人工智能、VR/AR/MR、物联网等智能技术创设游戏化学习环境的策略及其对教学的变革。一方面，教育应用场景的复杂性以及学生的个性化需求为人工智能与各项新兴技术的融合提供了外因;另一方面，每项新兴技术均有其潜在的能力，技术之间的融合发展将能够开辟新的增长源泉，这是其融合的内因。其中，人工智能与沉浸式媒体的融合成为构建智慧学习环境的新兴关键技术之一。
学者们尤其关注人工智能技术结合沉浸式媒体（包括虚拟现实、增强现实和混合现实）提升学生的学习体验。例如，大会）2Mursion公司的Straub介绍如何通过使用虚拟现实与人工智能相结合的技术，创设仿真的智能学习情境，将远程的在线培训者模拟成虚拟的不同角色，使得受训员工可以在“真实”环境中练习使用不同的沟通技巧解决“真实”的问题。Straub强调领导力等软技能的培训往往需要情境化的练习，但在现实世界中开展这样的培训费时耗资。智能技术的使用大大节省了他们的培训成本，提高了培训的效率和效果。因而在教育领域，人工智能与虚拟现实的融合可以为依赖情境的学习活动构建更有沉浸感、更智能化、更符合学习需求的学习环境。
人工智能的加入，也为解决虚拟现实与教育融合的困境提供了新的工具与途径。2016年以来，伴随VR头戴设备技术的成熟，教育市场、教育科技公司和金融投资都极大地关注和期待虚拟现实技术在教育领域更广泛且深入地应用。但目前虚拟现实技术在医疗培训以外的学校教育中，鲜有大规模应用的案例，部分学者认为虚拟现实技术存在的一些技术挑战导致其无法大规模应用于教育教学实践中。Jensen等人在对21份实验研究报告进行全面检索后发现，目前头戴VR设备普遍有晕屏的现象，让使用者无法佩戴很长时间;并且有使用者（大部分是教师）反馈使用操作困难，认为全沉浸式的环境分散了学生对学习任务的注意力，因而学习效果适得其反。国内也有学者如刘德建等人，提出了虚拟现实技术应用于教学实践仍存在技术和教法两大方面的挑战。针对这些技术挑战，我国学者赵沁平院士指出人工智能的应用可以从以下三方面赋能虚拟现实，进而共同支持智能教育：一是虚拟对象智能化;二是交互方式智能化;三是虚拟现实内容研发与生产智能化。因而，智能技术的应用让更多技术手段可用于教育场景，让技术可以满足更多的教育需求，从而使得技术与教育的融合范围更广程度更深。
信息技术对教育的革命性影响日趋凸显，教育信息化建设进入新的阶段，学习环境、教学模式以及教育系统治理都面临着从传统向智能转变过程中的机遇与挑战。但正如Lane等人所指出人工智能与教育的融合路径，不仅仅是使用新兴技术去解决教育中的问题，而是体现出研究者与实践者群体通过跨领域的合作，从更广阔的研究领域和视角共同探究教育问题的本质，寻求洞见、创新方法。大会中，双方的学者和企业也就智能技术如何赋能学生、教师、学校和教育管理开展了深入研讨，涌现出针对教学具体需求的丰富多样的实践案例。
（一）智能技术提升学生学习体验
智能技术的发展有助于创设有意义的学习环境，满足学生多样化的学习需求，提升学生的学习体验，提高学习效率。大会中涌现了丰富的使用智能技术辅助学生学习的创新实践案例。例如，来自挪威卑尔根大学的Davidsen教授分享了如何通过严肃游戏的方式来促进大学生对复杂系统和机制等深奥概念的理解。智能技术的使用不仅帮助学生学习抽象的知识，也帮助提升学生的学习兴趣。Ritter-Guth教授介绍了使用Unreal Tournament 2004游戏（一款大型虚幻竞技类游戏）帮助学生学习英语写作的研究。通过对学生进行前后测对比，Ritter-Guth发现在游戏竞争机制的引导下，学生的英语写作成绩有明显提高。学者们希望通过为学习者创设游戏化学习情境，激发学生学习动机，提升学习兴趣，并在智能技术的帮助下，改善学生的学习体验和参与度，进而提升学习效果。
丰富多样的技术手段还有助于突破传统教学方式在培养学生思维能力与创造力上的局限。来自亚利桑那州立大学的Johnson教授呈现了结合虚拟现实与教育游戏的产品，用以支持儿童的科学探究学习。Johnson教授指出，基于虛拟现实和智能技术的教育游戏，能够为学习者提供身临其境的学习环境，创造自由开展科学探究的机会，让学生安全高效地体验科学探究的过程。同时，游戏机制的引导，能够帮助学生结构化地、有针对性地锻炼科学探究的技能，从而更高效地提升学生科学探究的能力。来自我国的华渔教育科技有限公司陈长杰则介绍了一款基于Unity开发的VR游戏化教学产品——101创想世界，让学生自主构建VR世界。依托云端海量的VR、2D、3D素材库，学生可通过编辑剧情、任务事件和智能NPC等活动制作简单的VR游戏作品，通过学生的自主学习和创造，激发学生的学习兴趣与想象力。无论是在制作好的环境中自由探索，还是由学生自己搭建，虚拟技术的使用都为学生提供了真实世界中所不具备的学习机会，而智能技术则支持学生更高效地发展思维能力与创造力。
智能技术的使用也使得学生的学习不再受到物理空间的限制，可以在任何地方开展有意义的学习。来自南卡罗来纳大学的Grant教授呈现了信息技术在不同的校外场所中如何支持STEM教育的开展，包括支持学生搜集数据、开展数据分析、进行试错实验等的学习工具。Grant教授指出随着科学教育的发展，教育工作者越来越意识到“真实”问题空间和跨领域的教学情境对STEM教育的重要性。但是在场馆、植物园、工厂或其他生活环境中开展科学学习活动时，学生往往得不到及时的学习支持，学生注意力也容易被分散，往往达不到高效的学习效果。而移动设备和智能技术的使用，使得学生在课外的STEM教育活动也能更高效地聚焦于学习目标，帮助学生更有效地体验科学探究项目学习。 （二）智能技术辅助教师高效教学
智能技术对个性化学习具有特殊的意义，充分使用教育数据挖掘与学习分析技术，实时追踪并动态获取每一位学生的学习行为数据，深入分析学习者的行为差异以及产生的原因，能够有效地支持个性化教学。来自北德克萨斯大学的Spector教授介绍了基于复杂模式匹配算法、数据分析等智能技术的智能导师系统。它能自动生成有意义的交互以培养幼儿的探究和批判性推理习惯。智能技术的应用也为教师教学提供了更丰富的教学资源。来自Lumen Learning公司的Wiley提出，通過学习分析技术可以发现计算机辅助教学中学习材料的不足之处，而开放教育资源（OER）为帮助教师改善这些不足提供了一个持续改进的新机会。智能技术的使用将教师从作业批改、简单测试等机械重复的环节中解放出来，让教师可以将更多的精力转移到设计和互动等教学活动，以更好地培养学生的能力、素养、人格等，实现差异化教学。
（三）智能技术助力教师发展与培养
智能技术的使用也为教师职业发展提供了新的平台与工具。大会中，研究者们提供了如何使用智能技术解决困扰STEM教育发展的师资短缺问题的新方式。STEM教育是中美两国乃至全球教育的热点议题。但是教师短缺的问题严重阻碍了STEM教育在中美两国的发展。由于STEM实践的跨学科性质，教学实践通常使用问题导向的学习方式，传统科学教师不能满足STEM教育的要求。美国政府通过让工程师或其他行业专业人士参与设计和传授STEM课程以缓解专业教师不足的问题。大会上，德州仪器公司教育技术部Balyta博士多年来一直致力于将一线的工程师融入基础教育阶段的STEM教育中，拓展教师队伍和课程资源，将前沿的科学技术和真实的工程师带到学生们面前。智能技术的使用，使得更多的STEM相关产业的专业人士可以通过远程、甚至虚拟的方式“走入”中小学的STEM课堂。来自北京师范大学的董艳教授介绍了培养STEM教师的框架和实践。在我国，依托各级教育主管部门和各地师范大学，为中小学在职教师开展围绕STEM主题的相关培训，有力地链接了理论与实践。特别是借助新一代信息技术，通过在线直播课堂拓展教师培训的范围，并通过互联网技术构建STEM教师群体的网络交流空间，共同开展教学研讨，共建共享优秀的教学资源。
（四）智能技术辅助精准评测
新一代信息技术的兴起，特别是基于大数据的学习分析，以及脑神经科学对学习过程的进一步揭示，使得对教育效果和过程的评测可以更高效更全面。在大会中，研究者们提出了如何使用智能技术解决STEM领域教学评测困难的创新实践。STEM教育培养跨领域的知识整合能力、问题解决能力、反思能力和基于证据做出理性决策的能力，培养科学方法、科学思维和科学精神。因而传统的纸笔测试方式和总结性评价难以对STEM教育做出正确评测。来自北德克萨斯大学的Spector教授介绍了构建智慧学习环境以评测学生发展批判性思维的效果，为STEM教育中的多维科学评价提供了创新实践的机会。相似地，来自北京师范大学的郑永和教授总结了我国在STEM领域使用信息技术支持教学评测的实例，包括对学习过程的数据采集，基于大数据的学习分析，学习者建模，以及对学生学业多维度的评测工具。尽管评测工具与模型依然在发展过程中，但是信息技术带来的评测手段的变革，可以提供更精准的教学支持，为满足学生个性化学习的需求提供有力保障。
（五）智能技术辅助科学化的教学治理
智能技术的使用可以提高学校服务水平，促进教育决策的科学化和资源配置的精准化。智能技术的使用加强了学习管理系统，可以更全面科学地为学生个性化学习提供服务和管理。来自北德克萨斯大学的Simmons介绍了其与Concentric Sky公司成功合作开发的一个ePorffolio学习系统，这个系统结合了证书、徽章等游戏机制，以微证书成绩单和数字徽章仪表盘（Micro-Credential Transcript and DigitalBadge Dash Board）的形式，认证学生在线学习进程并鼓励学生持续进行课程学习。另外，来自我国西南大学的刘革平教授介绍了人工智能、大数据、云计算等技术在中国大学智慧校园建设中的应用和发展。新技术的使用增强了大学为学生提供个性化服务的水平，为学生的校园生活提供了便利性和安全性。同时，技术的使用也让学校可以更精准定位特困学生予以及时帮助，并且为院系提供学习预警，帮助导师及早发现沉迷游戏的学生进行合理干预等。智能技术的发展也为实现教育的普惠性、解决教育资源不均衡的问题提供了新的机会。来自北京师范大学的蔡苏副教授展示了他们团队基于AR技术开发的一系列科学探究实验产品。这些产品使得中国偏远地区没有实验器材的学生也同样可以拥有动手操作体验实验探究的机会，从而在科学教育方面有效促进教育的均衡和公平发展。
教育信息化的发展在中美两国均得到了来自市场与资本的影响，教育服务供给方呈现多元和多样化的发展趋势。然而，中美双方的与会专家都指出市场创新与教育实践的需求依然存在不协调，来自企业的技术驱动与教学研究的理念也往往南辕北辙。大会汇集了来自企业管理层、投资人士、研究者和各级学校的技术管理人员、一线教师等各方干系人，搭建了宝贵的交流平台，让不同干系人围绕着共同关心的智能教育发展的愿景进行沟通与研讨，增进彼此的了解，交流实践经验。
我国的教育市场在金融资本的推动下，近年来异常活跃，有力推动了教育信息化的发展。来自我国网龙网络公司的黄成钢指出2018年作为教育行业的拐点，体现出在教育信息化领域投融资收缩的态势，但是市场对教育服务的需求不减。以人工智能和大数据为代表的新技术应用正不断铺开，特别是测评、语音、图像识别等方面。然而来自北京师范大学的黄荣怀教授则提醒，在由市场推动的这场人工智能技术与教育融合的浪潮中，要特别警惕技术的应用方式和导向，避免加强应试教育，片面追求教学效果和效率，而忽视或违背学生发展的规律，剥夺学生创新和学习所必需的思考时间和所需要经历的困难。 同时，由于教师和研究者往往不了解新的技术，这也为新技术在教育实践中的应用带来了困难。来自北德克萨斯大学的Dhuwaraha教授探讨了如何在应用程序中利用移动和虚拟计算fMobile andVirtual Computing）提升学生的学习体验。他认为，教育者需要充分意识到技术对教育的促进作用，并在教学实践中有效地使用技术。又如，来自北德克萨斯大学的Parsons教授指出实验证明智能技术和虚拟现实技术的融合能为特殊儿童教育和康复训练提供有针对性的训练环境，让他们在“安全”的环境中尝试、练习各种技能，并逐步适应日常学校的环境。但Parsons教授指出由于心理学家和特殊教育研究者对虚拟现实技术不甚了解，還需要更多跨领域的研究推动虚拟现实技术和特殊教育更深层次的融合。这些矛盾都突出了探索协同发展机制的必要性，需要以科学教育理论为基础协同产业创新与教学应用。大会中企业与研究者提出了宝贵的实践经验。
（一）企业与高校合作共同培养创新人才
应对国际人才竞争日趋激烈的现状，中美双方都带来了高校与企业合作培养人才的创新实践。戴尔科技公司高等教育首席技术官Dewitt先生介绍，戴尔对来自全球的12，000名高中和大学生进行了调查，调查结果显示那些出生于20世纪90年代中期及以后的人对科技充满了狂热，但是这些数字原生代对他们的整体劳动力准备情况不太确定。研究表明，由于各种数字技能和对新兴技术的态度，经验丰富的专业人员担心，未来大多数领导角色将由数字原生代人填补。应对这样的需求，戴尔以丰富的IT教育资源与高校合作，共同开展在虚拟化、云计算和数据分析等前沿领域的教育，共同为培养未来的创新型领导人才做好准备。北京师范大学的郑永和教授介绍了中国高校与企业合作共同培养人工智能领域的人才培养模式，具体包括企业提供工程师担任大学的兼职讲师，介绍人工智能技术在实践中应用的经验和发展前沿;企业提供真实数据和问题拓展人工智能领域的教学资源;企业资助各类人工智能赛事，鼓励、吸引和选拔青年人才从事相关工作;同时，高校与企业共同开展课题研究，促进理论与实践的相互转化。
（二）企业服务区域教育发展
由市场和企业推动的校外教育是学校教育的必要补充，并且是满足市场对教育多元需求的重要提供者，是智能教育的创新策源地。研究者们和教育从业者呼吁充分发挥企业和市场的优势，尤其注重与校内教育的衔接，协调一致共同为满足学生与家长的要求努力。大会上，我国优必杰教育科技有限公司提供了他们与区域教育部门合作的实践案例。教育部门采用区域统一采购的方式，可以灵活调用市场资源支持学校教育的发展，优化区域内教育资源配置。优必杰为区域提供创客、STEM等探究型科学教育课程服务，包括提供课程资源包、入校教学服务和教师培训服务等。这种方式既满足了学校为学生提供多样性科学课程的需求，也帮助区域内的学校解决了科学教师短缺的问题，以及学校问资源不平衡等问题。以前，因为学校一周只提供一节这样的课程，所以很多学校无法负担聘用一个专职科创教师的成本。如今，因为一个教师同时为区域内多个学校提供教学服务，不仅提高了效率，也增进了学校之间的交流与合作。来自美国的德州仪器公司教育技术部Balyta博士，强调行业和学术界在培养学生STEM能力方面必须协同发挥作用，共同帮助学生在毕业时做好职业准备。
随着人工智能与教育融合程度的不断加深，我们在享受便利的同时也面临着一系列的挑战。
（一）人工智能教育发展面临的伦理挑战
学生的数据安全、隐私保护等已成为人工智能发展不可回避的伦理问题，目前教育领域人工智能技术应用的伦理机制尚不清晰，如何实施教育视角下的可信赖人工智能，是需要高度重视并持续关注的问题。大会中卡尔加里大学的Eugene教授梳理了教育领域人工智能应用可能带来的7大伦理挑战，特别倡议在基础教育阶段提升学生们对人工智能伦理问题的意识，了解人工智能的本质，帮助学生们准备好应对人工智能大规模应用的未来社会。
（二）人工智能教育发展面临的理论挑战
虽然智能技术的发展为构建更高效的学习环境提供了可能，但如何从形态多变、分布零散、属性复杂的海量异质教育数据和资源中高效获取有价值的知识，在学习资源更新、学习活动安排、学习过程监督、学习问题解决和个性化学习定制等过程中帮助学生有效学习就成为亟待解决的问题。来自微软公司的Williamson介绍了其与新南威尔士大学funiversity of New South Wales）合作研发的基于智能技术的在线学习社区，以期待提高学生参与度。Williamson指出还需要更多的基础研究来指导智能技术如何能构建满足学习者需求的多重交互的学习环境，包括人机交互、师生交互以及生生交互。类似地，在使用智能技术发展教育游戏化的研究与实践中，来自北德克萨斯大学的Parberry教授明确提出，目前的研究只触及了教育者如何利用游戏帮助学生学习的表面，如何在提高教育游戏趣味性的同时避免学习者游戏成瘾等负面影响还需要持续研究下去。教育者与研究者需要充分了解基于智能技术的教育游戏特点与教育知识属性，甄别出合适的教育内容，设计出恰当的教育目标以及平衡的教育规则，注重学习者自身发展与学习体验的融合以及教育性和游戏性的平衡。此外，在虚实结合、主辅双师（即教师主导、虚拟助手辅助）的新型智慧课堂，教师与人工智能助手如何协同、如何把握各司其职的边界等问题同样值得探讨。大会中，ISTE的South、AECT的Harris等在探讨“人与技术的关系”这一热点问题时，充分肯定了技术在教育变革中的积极作用，但同时强调学习第一、技术第二，应积极发挥教师与学生的主观能动性，从而使技术潜能最大化。因而智能技术的使用让教育工作者和研究者反思教学的本质，对基础研究提出了新的挑战，研究者亟需基于实证研究，分析学习过程中哪些环节是可以被自动化和智能化所加强，制定科学合理的技术应用标准，更好地辅助学生成长。
新一代信息技术的发展推动智能教育系统生态化的建构，为教育变革带来了新的发展契机，为实现千年来“有教无类，因材施教，寓教于乐”的教育梦想提供了实现的新途径。教育市场中的资本和企业积极地推动了技术的研发和应用。目前中美两国的成功探索已在世界范围引起不小的反响，但是要想真正占领人工智能的制高点，使其重构教育生态、与教育融合共生，共同赋能未来，还需要密切关注人工智能的发展态势及其可能面对的种种挑战，进行前瞻性地分析与探讨，以应对智能时代的变革浪潮。
“第四届中美智慧教育大会”为我国发展智能技术为基础的智能教育提供了宝贵的实践和前沿研究的经验，借鉴“第四届中美智慧教育大会”中的前沿理论研究与实践创新经验，为贯彻我国人工智能在教育领域的发展提出以下研究与实践的建议。
（一）融合互补，面向需求
大会中双方学者和企业的实践都显示出技术与教育深度融合的特点，在发展人工智能教育时，应特别注意面向教育领域的真实问题，整合不同技术方案构建智慧学习环境以满足多样化的学习需求。
（二）理论引领，关注体验
在以人工智能和虚拟仿真等新技术为基础的智慧学习环境中，学者们指出更应该关注学生的学习体验，以避免为技术所驱动而违背学生发展的规律。故而在发展智能教育的过程中，更应该加强教育基础研究和理论构建，制定科学的标准和规范引导技术的使用。加强对学生技术素养的培养，提升他们对于智能技术本质的理解，帮助他们应对智能技术可能带来的全方位的影响。
（三）协同发展，共创未来
在探索智能教育的过程中，高校需与企业紧密合作，面向真实需求与实践困难，通过在学校的实验与迭代，形成可落地实施的教学方法和最佳实践，并通过产业化推进教育创新的可持续发展，形成产学研用一体化的“无缝链接”。同时，高校需要在与企业紧密合作的基础上推动科研创新和人才培养，为我国发展人工智能储备人才、奠定基础。
一、引言
面对人工智能的发展浪潮，各国纷纷加大其发展力度，从政策规划，到产业布局，再到领域深耕，积极推动人工智能同经济社会的深度融合。教育是关乎国计民生的重要领域，利用人工智能变革教育已经成为国际共识。例如，刚刚落幕的“国际人工智能与教育大会”引起了全球广泛关注，会上各国专家达成了《北京共识》，提出关于发展人工智能教育的三个核心观点：第一，人工智能是实现教育生态重构的有效手段;第二，理性推进人工智能与教育融合共生;第三，让人工智能与教育共同赋能未来。
自2016年起，美国从国家层面规划了人工智能的发展蓝图，制定了一系列政策与战略明确规划了人工智能教育发展的路线。中国也发布一系列教育信息化政策逐步聚焦于人工智能技术，并注重结合各项技术的特点，探析其在教育领域各个环节的应用潜能。在融合人工智能进行教育创新方面，美国国际教育技术协会和美国教育传播与技术协会等充分发挥其在教育科技领域的引领作用，分析并制定了一系列教育变革的标准，为教师、学生以及其他利益相关者的具体行动提供了理论框架;并且以推广计算思维为核心，通过卡内基梅隆大学等知名学府，以及美国计算机协会和美国国家计算机科学技术教师协会等团体，积极开展人工智能技术的传播和应用，为实现根本性的思维变革提供了强有力的支撑。在走向智能时代的教育创新过程中，中国也做了很多积极的探索。以政策为引领，以平台为支撑，我国教育部积极推动人工智能学院、研究院或交叉研究中心的建立，搭建产学研用一体化的研究平台，提倡人机协同，面向教学和学习的实际需求有条不紊地开展系列工作;并且积极构建基础教育、职业教育和高校科研机构的系统化、多层次人才培养体系，为人工智能技术的发展储备人才。
基于此，笔者回顾了2019年3月18-20日在美国北德克萨斯大学召开的“第四届中美智慧教育大会”，借鉴中美双方学者对智能教育的思考，总结推进人工智能与教育“融合共生”的发展趋势与实践策略。会议搭建了高校学者、一线教师、科技企业和资本投资方沟通交流的平台，为我国在智能教育领域建立产学研用一体化平台的布局提供了宝贵的实践建议。
二、会议概述
“第四届中美智慧教育大会”由北京师范大学、美国北德克萨斯大学、互联网教育智能技术及应用国家工程实验室联合主办，北京师范大学智慧学习研究院和美国北德克萨斯大学信息学院共同承办。来自中美双方知名高等院校、研究所及科研机构的专家学者、互联网信息技术知名企业高管和代表们出席并开展了高规格学术研讨和思想峰会。会议的主题是“智能技术变革教育”，聚焦于人工智能与混合现实、教育服务机器人、未来教育的智慧装备、智慧学习环境、游戏化学习、后MOOC时代的在线教育、科学教育等前沿议题。通过组织主题论坛（包括专家演讲和圆桌探讨）、中美教育科技企业展览和提案比赛等多种形式，搭建产学研用的国际交流平台。该文以主题分析的方法对该会议中所有的演讲内容进行了梳理，进而结合文献提炼主题，深入剖析主题结构，分析中美两国在智能教育领域的发展趋势和共同面临的挑战。
根据主题分析发现，该会议在围绕智能教育环境的研讨中，涉及了多种多样的信息技术，其中人工智能的发展和应用成为关注热点。整体上，围绕人工智能呈现技术整合的明显趋势，但不同学习阶段在技术应用上有不同的偏好，在基础教育阶段沉浸式媒体的应用得到了持续的关注（包括虚拟现实技术、增强现实技术和仿真模拟在内的演讲占比达到40%）;而高等教育阶段的讨论中涉及了广泛的技术应用案例。人工智能与混合现实等智能技术的发展，为创新学习机制与构建学习系统提供了重要的技术保障，推动了创新文化体系的建设，促进了创新型学习空间的发展，使未来的学习生态系统更加智能化、数字化、个性化。
与会专家们带来了智能技术应用在教育领域的理论研究与实践创新。智能技术的应用范围覆盖了不同学段和不同学科，并体现出很强的针对性。在学段覆盖上，智能技术的使用覆盖了基础教育、高等教育和职业教育在内的各个学段，其中大约有15%的议题明确讨论了高等教育相关的内容，响应了中美两国人才培养的国家战略。而大部分的议题（约占比67%）未指定明确学段，而是讨论了技术使用的整体趋势和面临的挑战。在教学使用场景方面，智能技术的使用涉及了教学中的各个环节，包括教学过程、教学评价以及教学管理。学习内容除了校内课程教学，也包含了艺术教育、科学教育、软技能培训等多个领域。其中，STEM教育是中美学者、企业家广泛关注的领域。
基于此，该文结合与会专家的学术观点，在智慧学习环境的视域中，总结智能教育中的技术应用特征和智能技术支持教育教学的实践案例，探索发展智能教育的途径，回顾发展智能教育所面临的挑战，最后提出对我国发展以人工智能为基础的智能教育的建议。
三、智能教育的技术特征
（一）人工智能与教育场景的深度融合
近年来，随着深度学习在诸如计算机视觉、语音识别和自然语言处理等领域均取得了突破性进展，人工智能与学校教育的深度融合已经逐渐成为重要的发展趋势。Nilsson指出，人工智能致力于使机器变得更加智能化，而智能化能够使实体在其环境中恰当地运作，同时也能够预估环境的变化。中国学者任友群揭示人工智能最大特征在于：人工智能應当是具备自主学习和自我进化能力的机器系统，越运行其性能会越好。在大会中，来自中美双方的人工智能领域的学者探讨了包含语音识别、学习分析和机器学习等关键技术在教育方面的应用。例如，胡祥恩教授介绍了基于自然语言的智能导学系统Auto Tutor，它可以在模拟人类教师教学的基础上采用自然语言与学生对话，并使用预期一误解定制式对话，对学生的答案给予及时反馈，根据学生对问题理解的程度随时调整对话内容，从而有效地引导学生构建理想答案。在这个系统中，智能技术为学生的个性化学习提供了有力的保障。 （二）人工智能与沉浸式媒体的融合
就人工智能的发展而言，除了自身不断迭代升级之外，它也展现出与其他新兴技术不断融合、协同赋能教育的趋势。来自北汉普顿社区学院的Ritter-Guth教授探讨了如何综合利用人工智能、VR/AR/MR、物联网等智能技术创设游戏化学习环境的策略及其对教学的变革。一方面，教育应用场景的复杂性以及学生的个性化需求为人工智能与各项新兴技术的融合提供了外因;另一方面，每项新兴技术均有其潜在的能力，技术之间的融合发展将能够开辟新的增长源泉，这是其融合的内因。其中，人工智能与沉浸式媒体的融合成为构建智慧学习环境的新兴关键技术之一。
学者们尤其关注人工智能技术结合沉浸式媒体（包括虚拟现实、增强现实和混合现实）提升学生的学习体验。例如，大会）2Mursion公司的Straub介绍如何通过使用虚拟现实与人工智能相结合的技术，创设仿真的智能学习情境，将远程的在线培训者模拟成虚拟的不同角色，使得受训员工可以在“真实”环境中练习使用不同的沟通技巧解决“真实”的问题。Straub强调领导力等软技能的培训往往需要情境化的练习，但在现实世界中开展这样的培训费时耗资。智能技术的使用大大节省了他们的培训成本，提高了培训的效率和效果。因而在教育领域，人工智能与虚拟现实的融合可以为依赖情境的学习活动构建更有沉浸感、更智能化、更符合学习需求的学习环境。
人工智能的加入，也为解决虚拟现实与教育融合的困境提供了新的工具与途径。2016年以来，伴随VR头戴设备技术的成熟，教育市场、教育科技公司和金融投资都极大地关注和期待虚拟现实技术在教育领域更广泛且深入地应用。但目前虚拟现实技术在医疗培训以外的学校教育中，鲜有大规模应用的案例，部分学者认为虚拟现实技术存在的一些技术挑战导致其无法大规模应用于教育教学实践中。Jensen等人在对21份实验研究报告进行全面检索后发现，目前头戴VR设备普遍有晕屏的现象，让使用者无法佩戴很长时间;并且有使用者（大部分是教师）反馈使用操作困难，认为全沉浸式的环境分散了学生对学习任务的注意力，因而学习效果适得其反。国内也有学者如刘德建等人，提出了虚拟现实技术应用于教学实践仍存在技术和教法两大方面的挑战。针对这些技术挑战，我国学者赵沁平院士指出人工智能的应用可以从以下三方面赋能虚拟现实，进而共同支持智能教育：一是虚拟对象智能化;二是交互方式智能化;三是虚拟现实内容研发与生产智能化。因而，智能技术的应用让更多技术手段可用于教育场景，让技术可以满足更多的教育需求，从而使得技术与教育的融合范围更广程度更深。
四、智能技术支持的教学体系
信息技术对教育的革命性影响日趋凸显，教育信息化建设进入新的阶段，学习环境、教学模式以及教育系统治理都面临着从传统向智能转变过程中的机遇与挑战。但正如Lane等人所指出人工智能与教育的融合路径，不仅仅是使用新兴技术去解决教育中的问题，而是体现出研究者与实践者群体通过跨领域的合作，从更广阔的研究领域和视角共同探究教育问题的本质，寻求洞见、创新方法。大会中，双方的学者和企业也就智能技术如何赋能学生、教师、学校和教育管理开展了深入研讨，涌现出针对教学具体需求的丰富多样的实践案例。
（一）智能技术提升学生学习体验
智能技术的发展有助于创设有意义的学习环境，满足学生多样化的学习需求，提升学生的学习体验，提高学习效率。大会中涌现了丰富的使用智能技术辅助学生学习的创新实践案例。例如，来自挪威卑尔根大学的Davidsen教授分享了如何通过严肃游戏的方式来促进大学生对复杂系统和机制等深奥概念的理解。智能技术的使用不仅帮助学生学习抽象的知识，也帮助提升学生的学习兴趣。Ritter-Guth教授介绍了使用Unreal Tournament 2004游戏（一款大型虚幻竞技类游戏）帮助学生学习英语写作的研究。通过对学生进行前后测对比，Ritter-Guth发现在游戏竞争机制的引导下，学生的英语写作成绩有明显提高。学者们希望通过为学习者创设游戏化学习情境，激发学生学习动机，提升学习兴趣，并在智能技术的帮助下，改善学生的学习体验和参与度，进而提升学习效果。
丰富多样的技术手段还有助于突破传统教学方式在培养学生思维能力与创造力上的局限。来自亚利桑那州立大学的Johnson教授呈现了结合虚拟现实与教育游戏的产品，用以支持儿童的科学探究学习。Johnson教授指出，基于虛拟现实和智能技术的教育游戏，能够为学习者提供身临其境的学习环境，创造自由开展科学探究的机会，让学生安全高效地体验科学探究的过程。同时，游戏机制的引导，能够帮助学生结构化地、有针对性地锻炼科学探究的技能，从而更高效地提升学生科学探究的能力。来自我国的华渔教育科技有限公司陈长杰则介绍了一款基于Unity开发的VR游戏化教学产品——101创想世界，让学生自主构建VR世界。依托云端海量的VR、2D、3D素材库，学生可通过编辑剧情、任务事件和智能NPC等活动制作简单的VR游戏作品，通过学生的自主学习和创造，激发学生的学习兴趣与想象力。无论是在制作好的环境中自由探索，还是由学生自己搭建，虚拟技术的使用都为学生提供了真实世界中所不具备的学习机会，而智能技术则支持学生更高效地发展思维能力与创造力。
智能技术的使用也使得学生的学习不再受到物理空间的限制，可以在任何地方开展有意义的学习。来自南卡罗来纳大学的Grant教授呈现了信息技术在不同的校外场所中如何支持STEM教育的开展，包括支持学生搜集数据、开展数据分析、进行试错实验等的学习工具。Grant教授指出随着科学教育的发展，教育工作者越来越意识到“真实”问题空间和跨领域的教学情境对STEM教育的重要性。但是在场馆、植物园、工厂或其他生活环境中开展科学学习活动时，学生往往得不到及时的学习支持，学生注意力也容易被分散，往往达不到高效的学习效果。而移动设备和智能技术的使用，使得学生在课外的STEM教育活动也能更高效地聚焦于学习目标，帮助学生更有效地体验科学探究项目学习。 （二）智能技术辅助教师高效教学
智能技术对个性化学习具有特殊的意义，充分使用教育数据挖掘与学习分析技术，实时追踪并动态获取每一位学生的学习行为数据，深入分析学习者的行为差异以及产生的原因，能够有效地支持个性化教学。来自北德克萨斯大学的Spector教授介绍了基于复杂模式匹配算法、数据分析等智能技术的智能导师系统。它能自动生成有意义的交互以培养幼儿的探究和批判性推理习惯。智能技术的应用也为教师教学提供了更丰富的教学资源。来自Lumen Learning公司的Wiley提出，通過学习分析技术可以发现计算机辅助教学中学习材料的不足之处，而开放教育资源（OER）为帮助教师改善这些不足提供了一个持续改进的新机会。智能技术的使用将教师从作业批改、简单测试等机械重复的环节中解放出来，让教师可以将更多的精力转移到设计和互动等教学活动，以更好地培养学生的能力、素养、人格等，实现差异化教学。
（三）智能技术助力教师发展与培养
智能技术的使用也为教师职业发展提供了新的平台与工具。大会中，研究者们提供了如何使用智能技术解决困扰STEM教育发展的师资短缺问题的新方式。STEM教育是中美两国乃至全球教育的热点议题。但是教师短缺的问题严重阻碍了STEM教育在中美两国的发展。由于STEM实践的跨学科性质，教学实践通常使用问题导向的学习方式，传统科学教师不能满足STEM教育的要求。美国政府通过让工程师或其他行业专业人士参与设计和传授STEM课程以缓解专业教师不足的问题。大会上，德州仪器公司教育技术部Balyta博士多年来一直致力于将一线的工程师融入基础教育阶段的STEM教育中，拓展教师队伍和课程资源，将前沿的科学技术和真实的工程师带到学生们面前。智能技术的使用，使得更多的STEM相关产业的专业人士可以通过远程、甚至虚拟的方式“走入”中小学的STEM课堂。来自北京师范大学的董艳教授介绍了培养STEM教师的框架和实践。在我国，依托各级教育主管部门和各地师范大学，为中小学在职教师开展围绕STEM主题的相关培训，有力地链接了理论与实践。特别是借助新一代信息技术，通过在线直播课堂拓展教师培训的范围，并通过互联网技术构建STEM教师群体的网络交流空间，共同开展教学研讨，共建共享优秀的教学资源。
（四）智能技术辅助精准评测
新一代信息技术的兴起，特别是基于大数据的学习分析，以及脑神经科学对学习过程的进一步揭示，使得对教育效果和过程的评测可以更高效更全面。在大会中，研究者们提出了如何使用智能技术解决STEM领域教学评测困难的创新实践。STEM教育培养跨领域的知识整合能力、问题解决能力、反思能力和基于证据做出理性决策的能力，培养科学方法、科学思维和科学精神。因而传统的纸笔测试方式和总结性评价难以对STEM教育做出正确评测。来自北德克萨斯大学的Spector教授介绍了构建智慧学习环境以评测学生发展批判性思维的效果，为STEM教育中的多维科学评价提供了创新实践的机会。相似地，来自北京师范大学的郑永和教授总结了我国在STEM领域使用信息技术支持教学评测的实例，包括对学习过程的数据采集，基于大数据的学习分析，学习者建模，以及对学生学业多维度的评测工具。尽管评测工具与模型依然在发展过程中，但是信息技术带来的评测手段的变革，可以提供更精准的教学支持，为满足学生个性化学习的需求提供有力保障。
（五）智能技术辅助科学化的教学治理
智能技术的使用可以提高学校服务水平，促进教育决策的科学化和资源配置的精准化。智能技术的使用加强了学习管理系统，可以更全面科学地为学生个性化学习提供服务和管理。来自北德克萨斯大学的Simmons介绍了其与Concentric Sky公司成功合作开发的一个ePorffolio学习系统，这个系统结合了证书、徽章等游戏机制，以微证书成绩单和数字徽章仪表盘（Micro-Credential Transcript and DigitalBadge Dash Board）的形式，认证学生在线学习进程并鼓励学生持续进行课程学习。另外，来自我国西南大学的刘革平教授介绍了人工智能、大数据、云计算等技术在中国大学智慧校园建设中的应用和发展。新技术的使用增强了大学为学生提供个性化服务的水平，为学生的校园生活提供了便利性和安全性。同时，技术的使用也让学校可以更精准定位特困学生予以及时帮助，并且为院系提供学习预警，帮助导师及早发现沉迷游戏的学生进行合理干预等。智能技术的发展也为实现教育的普惠性、解决教育资源不均衡的问题提供了新的机会。来自北京师范大学的蔡苏副教授展示了他们团队基于AR技术开发的一系列科学探究实验产品。这些产品使得中国偏远地区没有实验器材的学生也同样可以拥有动手操作体验实验探究的机会，从而在科学教育方面有效促进教育的均衡和公平发展。
五、建立产学研用一体化的实践
教育信息化的发展在中美两国均得到了来自市场与资本的影响，教育服务供给方呈现多元和多样化的发展趋势。然而，中美双方的与会专家都指出市场创新与教育实践的需求依然存在不协调，来自企业的技术驱动与教学研究的理念也往往南辕北辙。大会汇集了来自企业管理层、投资人士、研究者和各级学校的技术管理人员、一线教师等各方干系人，搭建了宝贵的交流平台，让不同干系人围绕着共同关心的智能教育发展的愿景进行沟通与研讨，增进彼此的了解，交流实践经验。
我国的教育市场在金融资本的推动下，近年来异常活跃，有力推动了教育信息化的发展。来自我国网龙网络公司的黄成钢指出2018年作为教育行业的拐点，体现出在教育信息化领域投融资收缩的态势，但是市场对教育服务的需求不减。以人工智能和大数据为代表的新技术应用正不断铺开，特别是测评、语音、图像识别等方面。然而来自北京师范大学的黄荣怀教授则提醒，在由市场推动的这场人工智能技术与教育融合的浪潮中，要特别警惕技术的应用方式和导向，避免加强应试教育，片面追求教学效果和效率，而忽视或违背学生发展的规律，剥夺学生创新和学习所必需的思考时间和所需要经历的困难。 同时，由于教师和研究者往往不了解新的技术，这也为新技术在教育实践中的应用带来了困难。来自北德克萨斯大学的Dhuwaraha教授探讨了如何在应用程序中利用移动和虚拟计算fMobile andVirtual Computing）提升学生的学习体验。他认为，教育者需要充分意识到技术对教育的促进作用，并在教学实践中有效地使用技术。又如，来自北德克萨斯大学的Parsons教授指出实验证明智能技术和虚拟现实技术的融合能为特殊儿童教育和康复训练提供有针对性的训练环境，让他们在“安全”的环境中尝试、练习各种技能，并逐步适应日常学校的环境。但Parsons教授指出由于心理学家和特殊教育研究者对虚拟现实技术不甚了解，還需要更多跨领域的研究推动虚拟现实技术和特殊教育更深层次的融合。这些矛盾都突出了探索协同发展机制的必要性，需要以科学教育理论为基础协同产业创新与教学应用。大会中企业与研究者提出了宝贵的实践经验。
（一）企业与高校合作共同培养创新人才
应对国际人才竞争日趋激烈的现状，中美双方都带来了高校与企业合作培养人才的创新实践。戴尔科技公司高等教育首席技术官Dewitt先生介绍，戴尔对来自全球的12，000名高中和大学生进行了调查，调查结果显示那些出生于20世纪90年代中期及以后的人对科技充满了狂热，但是这些数字原生代对他们的整体劳动力准备情况不太确定。研究表明，由于各种数字技能和对新兴技术的态度，经验丰富的专业人员担心，未来大多数领导角色将由数字原生代人填补。应对这样的需求，戴尔以丰富的IT教育资源与高校合作，共同开展在虚拟化、云计算和数据分析等前沿领域的教育，共同为培养未来的创新型领导人才做好准备。北京师范大学的郑永和教授介绍了中国高校与企业合作共同培养人工智能领域的人才培养模式，具体包括企业提供工程师担任大学的兼职讲师，介绍人工智能技术在实践中应用的经验和发展前沿;企业提供真实数据和问题拓展人工智能领域的教学资源;企业资助各类人工智能赛事，鼓励、吸引和选拔青年人才从事相关工作;同时，高校与企业共同开展课题研究，促进理论与实践的相互转化。
（二）企业服务区域教育发展
由市场和企业推动的校外教育是学校教育的必要补充，并且是满足市场对教育多元需求的重要提供者，是智能教育的创新策源地。研究者们和教育从业者呼吁充分发挥企业和市场的优势，尤其注重与校内教育的衔接，协调一致共同为满足学生与家长的要求努力。大会上，我国优必杰教育科技有限公司提供了他们与区域教育部门合作的实践案例。教育部门采用区域统一采购的方式，可以灵活调用市场资源支持学校教育的发展，优化区域内教育资源配置。优必杰为区域提供创客、STEM等探究型科学教育课程服务，包括提供课程资源包、入校教学服务和教师培训服务等。这种方式既满足了学校为学生提供多样性科学课程的需求，也帮助区域内的学校解决了科学教师短缺的问题，以及学校问资源不平衡等问题。以前，因为学校一周只提供一节这样的课程，所以很多学校无法负担聘用一个专职科创教师的成本。如今，因为一个教师同时为区域内多个学校提供教学服务，不仅提高了效率，也增进了学校之间的交流与合作。来自美国的德州仪器公司教育技术部Balyta博士，强调行业和学术界在培养学生STEM能力方面必须协同发挥作用，共同帮助学生在毕业时做好职业准备。
六、人工智能赋能教育所面临的挑战
随着人工智能与教育融合程度的不断加深，我们在享受便利的同时也面临着一系列的挑战。
（一）人工智能教育发展面临的伦理挑战
学生的数据安全、隐私保护等已成为人工智能发展不可回避的伦理问题，目前教育领域人工智能技术应用的伦理机制尚不清晰，如何实施教育视角下的可信赖人工智能，是需要高度重视并持续关注的问题。大会中卡尔加里大学的Eugene教授梳理了教育领域人工智能应用可能带来的7大伦理挑战，特别倡议在基础教育阶段提升学生们对人工智能伦理问题的意识，了解人工智能的本质，帮助学生们准备好应对人工智能大规模应用的未来社会。
（二）人工智能教育发展面临的理论挑战
虽然智能技术的发展为构建更高效的学习环境提供了可能，但如何从形态多变、分布零散、属性复杂的海量异质教育数据和资源中高效获取有价值的知识，在学习资源更新、学习活动安排、学习过程监督、学习问题解决和个性化学习定制等过程中帮助学生有效学习就成为亟待解决的问题。来自微软公司的Williamson介绍了其与新南威尔士大学funiversity of New South Wales）合作研发的基于智能技术的在线学习社区，以期待提高学生参与度。Williamson指出还需要更多的基础研究来指导智能技术如何能构建满足学习者需求的多重交互的学习环境，包括人机交互、师生交互以及生生交互。类似地，在使用智能技术发展教育游戏化的研究与实践中，来自北德克萨斯大学的Parberry教授明确提出，目前的研究只触及了教育者如何利用游戏帮助学生学习的表面，如何在提高教育游戏趣味性的同时避免学习者游戏成瘾等负面影响还需要持续研究下去。教育者与研究者需要充分了解基于智能技术的教育游戏特点与教育知识属性，甄别出合适的教育内容，设计出恰当的教育目标以及平衡的教育规则，注重学习者自身发展与学习体验的融合以及教育性和游戏性的平衡。此外，在虚实结合、主辅双师（即教师主导、虚拟助手辅助）的新型智慧课堂，教师与人工智能助手如何协同、如何把握各司其职的边界等问题同样值得探讨。大会中，ISTE的South、AECT的Harris等在探讨“人与技术的关系”这一热点问题时，充分肯定了技术在教育变革中的积极作用，但同时强调学习第一、技术第二，应积极发挥教师与学生的主观能动性，从而使技术潜能最大化。因而智能技术的使用让教育工作者和研究者反思教学的本质，对基础研究提出了新的挑战，研究者亟需基于实证研究，分析学习过程中哪些环节是可以被自动化和智能化所加强，制定科学合理的技术应用标准，更好地辅助学生成长。
七、结论与启示
新一代信息技术的发展推动智能教育系统生态化的建构，为教育变革带来了新的发展契机，为实现千年来“有教无类，因材施教，寓教于乐”的教育梦想提供了实现的新途径。教育市场中的资本和企业积极地推动了技术的研发和应用。目前中美两国的成功探索已在世界范围引起不小的反响，但是要想真正占领人工智能的制高点，使其重构教育生态、与教育融合共生，共同赋能未来，还需要密切关注人工智能的发展态势及其可能面对的种种挑战，进行前瞻性地分析与探讨，以应对智能时代的变革浪潮。
“第四届中美智慧教育大会”为我国发展智能技术为基础的智能教育提供了宝贵的实践和前沿研究的经验，借鉴“第四届中美智慧教育大会”中的前沿理论研究与实践创新经验，为贯彻我国人工智能在教育领域的发展提出以下研究与实践的建议。
（一）融合互补，面向需求
大会中双方学者和企业的实践都显示出技术与教育深度融合的特点，在发展人工智能教育时，应特别注意面向教育领域的真实问题，整合不同技术方案构建智慧学习环境以满足多样化的学习需求。
（二）理论引领，关注体验
在以人工智能和虚拟仿真等新技术为基础的智慧学习环境中，学者们指出更应该关注学生的学习体验，以避免为技术所驱动而违背学生发展的规律。故而在发展智能教育的过程中，更应该加强教育基础研究和理论构建，制定科学的标准和规范引导技术的使用。加强对学生技术素养的培养，提升他们对于智能技术本质的理解，帮助他们应对智能技术可能带来的全方位的影响。
（三）协同发展，共创未来
在探索智能教育的过程中，高校需与企业紧密合作，面向真实需求与实践困难，通过在学校的实验与迭代，形成可落地实施的教学方法和最佳实践，并通过产业化推进教育创新的可持续发展，形成产学研用一体化的“无缝链接”。同时，高校需要在与企业紧密合作的基础上推动科研创新和人才培养，为我国发展人工智能储备人才、奠定基础。