1.3.3 发展阶段
人工智能教育的研究热潮真正开始于2010年前后的大数据技术和计算机强大计算能力的发展，高效数据处理能力以及算法的飞速发展，使得人工智能技术得到迅速发展。自适应学习、学习分析以及深度学习等人工智能技术的发展，进一步推动了“人工智能+教育”的快速发展，特别是阿尔法狗的自学能力以及骄人战绩，使得人工智能技术研究得到空前关注，推动了人工智能教育研究从2015年开始急速发展。
国际上近四十年的人工智能融合教育研究可以划分为四大主要研究方向，包括人工智能支持的社会化学习系统、智慧学习模型、智能导师系统以及机器人学习系统等。
1.人工智能支持的社会化学习系统
“人工智能十教育”为实现学习者的高效率社会化学习，提供了有效途径。人工智能支持的社会化学习系统研究，主要包括技术智能化、评价智能化、交互智能化以及社交智能化。
1）社会化学习系统的技术智能化
社会化学习系统的技术智能化主要通过神经网络技术、学习系统构建、智慧学习、信息通信等技术或者手段得以实现。
2）社会化学习系统的评价智能化
社会化学习系统的评价智能化主要借助于大数据技术、学习分析技术、神经语言处理技术、知识与问题表征、学习过程监控等实现。代表性的研究成果包括情景演说家、自动化问题生成以及面向学习绩效的神经网络预测算法等。
3）社会化学习系统的交互智能化
社会化学习系统的交互环境，主要通过虚实融合呈现技术、交互性穿戴设备、体感数据采集技术等得以实现，诸如智能数字化学习系统、用户动机识别系统以及各种穿戴设备和信息传输工具的开发与应用。
4）社会化学习系统的社交智能化(https://www.daowen.com)
社会化学习系统的社交智能化，是人工智能对人的社会性发展的有力支持，是学习者作为集体学习活动个体或作为团队活动成员的迫切需求和存在形态。虚拟社区空间及其智能虚拟代理等，为学习者提供了社会化互动虚拟场景，诸如聊天机器人、智能伙伴以及各类智能虚拟生物。智能学习伙伴系统是人工智能技术支持的最为典型的社交智能化代表，超越了智能导师系统的学习指导角色限制，承担了学习导师和学习伙伴的双重角色。人工智能支持的社会化学习技术，对于特殊学生的社会性培养具有重要作用，可以通过病症量化的方式实现对不同群体的针对性治疗。如增强现实智能眼镜系统，对于自闭症儿童的社会沟通、思维定势以及自闭症相关行为具有显著的改进作用，应用增强现实和情感人工智能，能够帮助学习者学习关键的社会和情感技能。
2.人工智能支持的智慧学习模型
智慧学习是在人工智能、大数据等技术支持下，能够动态采集学习数据，精准调控学习过程，帮助学习者选择合适的学习内容与学习方式，找到最佳学习伙伴，获得最有效的指导和帮助，以促进学习者智慧发展的新型学习范式。人工智能支持智慧学习的关键在于，利用人工智能技术构建教育知识图谱，通过问题解决与任务完成刻画知识与能力的掌握程度；利用模式识别技术和深度学习构建学习共同体，帮助学习者得到学习伙伴的帮助与指导；利用深度学习技术精准推荐学习路径，帮助学习者选择合适的学习方式；利用数据挖掘和深度学习构建学习者画像，帮助学习者精准调控学习过程。通过分析可知，人工智能技术能够为智慧学习实施提供必要的给养，有效推动智慧学习顺利开展，促进学习者智慧生成。
智慧学习模型是实现人工智能技术应用于教育领域的关键技术，由学习行为数据算法、数据分析模式、数据分析维度以及学习辅助功能等内容构成。智慧学习模型聚焦于数据挖掘、控制论、学生建模、案例推理、学习虚拟化、贝叶斯网络、多智能体系统、模糊逻辑、深度学习、学生分析、智能计算、智能辅导系统、知识状态和虚拟模型等研究内容。
3.人工智能支持的智能导师系统
智能导师系统是将人工智能、教育科学、认知科学、计算语言学、数学和其他领域中的计算模型结合起来的计算机化学习环境。智能导师系统缘于对原有教育软件未能迎合教育环境需求而产生的，聚焦于个性化学习、辅助性学习以及学习精准测评等研究内容，诸如学习者建模、计算机化、自动预测、辅助教学、学习对象排序、问题复杂性、学习分析、算法、认知增强、教育数据挖掘和自然语言处理等。智能学习评价技术以算法和评价标准为主要研究向度，包括人工智能模糊逻辑算法的学习分析系统、标准化测试项目方法、基于本体论和布鲁姆学习目标分类的计算机辅助项目库、数字化学习系统框架、复杂问题解决测量和表征应用。
智能导师系统实现了学习者个性化学习支持。个性化智能学习支持技术能够实现学习过程的动态学习服务供给，在基于能力学习的教学模型智能导师系统架构下，系统能够根据学生特征和活动动态定制个性化的教学过程，利用案例推理和模糊系统能够实现学习者学习风格和学习内容的个性化自适应学习。在学习者个性化情感体验方面，情绪感知系统开发与改善的理论指导分类框架，能够提高学习者适应性和积极的情感体验，网络智能导师提供的礼貌反馈和提示，能够激励和吸引学生学习。在人类导师、智能导师系统以及其他导师系统的学习效果比较中，智能导师系统与人类导师对学生的学习影响，几乎具有同样的效果。
4.人工智能支持的机器人学习系统
教育机器人可以分为物理形态机器人和虚拟形态机器人，前者以开源硬件、编程控制和实践操作等方式，通过协作互动、参与交流以及做中学的方式促进学习者学习；后者为促进学生学习的虚拟机器人，诸如虚拟学习助手、虚拟学伴、虚拟学习团队以及虚拟导师等。人工智能支持的教育机器人研究，涉及虚拟社区、虚拟原型、学习者建模系统、社会化基本理论、机器人、自适应采样、个人学习、自动预测状态、创新学习过程、辅助教学体系建设、自适应系统、伤口愈合模拟、乐高机器人、智能眼镜、增强现实和交互学习环境等。
其中，乐高机器人技术在人工智能教育机器人中具有重要影响，运用乐高头脑风暴，能够帮助学生创建具有反应的和缜密思考的教育机器人。基于模糊系统开发的乐高教育机器人，实现了数学教学功能，能够帮助学习者完成学科知识复习、知识检测以及学习引导，对学习意向和学习成绩具有显著的积极作用。乐高教育机器人以“做中学”理念为导向，为学习者提供知识创新、自主学习和实践探索的编程环境。教育机器人常以虚拟教育机器人的形式服务于学习者，通过动态接口代理技术与智能学习环境融合，在游戏化的学习环境中开展对学习者的学习帮助。未来教育机器人的发展，可能在教室、虚拟学习环境中承担更多功能，帮助教师进行监督、管理和教学。