Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/20.500.14279/32478
Title: Artificial intelligence in smart learning environments: an overview and case studies
Authors: Dimitriadou, Eleni A. 
Keywords: Artificial Intelligence;Emerging Technologies;Smart Classroom;Student Action Recognition;Teaching Style Assessment
Advisor: Lanitis, Andreas
Issue Date: Mar-2024
Department: Department of Multimedia and Graphic Arts
Faculty: Faculty of Fine and Applied Arts
Abstract: This thesis provides a review of research work on smart classroom technologies, with a focus on emerging and Artificial Intelligence (AI)-related technologies. Smart classroom technologies related to the effective class management that enhance the convenience of classroom environments, the use of teaching aids during the educational process and the use of performance assessment technologies are presented. Apart from discussing the range of technological achievements in each of the aforementioned areas, the role of AI in smart learning environments is thoroughly discussed. Furthermore, the development of two automated artificial intelligence systems that aim to address modern education issues and enhance the professional skills of educators are presented. The first system aims to maximise the interaction between educators and students during tele-education, by monitoring the actions of the students in online courses while protecting as much as possible students' privacy. In addition, as an attempt to assist educators to improve their teaching style, a second system that assesses the body language of educators was developed. Furthermore, the operation, role and impact of these two proposed systems was assessed with comprehensive quantitative and qualitative evaluations. Conclusions derived from this thesis indicate the acceptance of stakeholders for AI-based systems that can facilitate the educational process through the provision of tools that enhance the educator-student interaction, and tools that help educators improve their teaching style.
Description: Η ταχεία πρόοδος της τεχνολογίας και η ανάγκη δημιουργίας πιο αποτελεσματικών και δημιουργικών εκπαιδευτικών περιβαλλόντων που υποστηρίζουν δραστηριότητες τόσο εντός της τάξης όσο και εξ αποστάσεως, οδήγησαν στην ενσωμάτωση της Τεχνητής Νοημοσύνης και των έξυπνων τεχνολογιών στις έξυπνες τάξεις. Η παρούσα διατριβή περιλαμβάνει μια ανασκόπηση σχετικά με τις έξυπνες εκπαιδευτικές τεχνολογίες, με έμφαση στις αναδυόμενες τεχνολογίες και τις τεχνολογίες που σχετίζονται με την Τεχνητή Νοημοσύνη. Ακόμη, παρουσιάζονται έξυπνες τεχνολογίες που σχετίζονται με την αποτελεσματική διαχείριση της τάξης, τη χρήση εκπαιδευτικών βοηθημάτων κατά την εκπαιδευτική διαδικασία και τη χρήση τεχνολογιών αξιολόγησης της απόδοσης. Εκτός από τη συζήτηση του φάσματος των τεχνολογικών επιτευγμάτων σε κάθε έναν από τους προαναφερθέντες τομείς, συζητείται διεξοδικά ο ρόλος της τεχνητής νοημοσύνης σε έξυπνα περιβάλλοντα μάθησης. Επιπλέον, παρουσιάζεται η διαδικασία ανάπτυξης δύο αυτοματοποιημένων νεωτεριστικών συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης που στοχεύουν στην αντιμετώπιση σύγχρονων εκπαιδευτικών ζητημάτων και στην ενίσχυση των επαγγελματικών δεξιοτήτων των εκπαιδευτικών. Το πρώτο σύστημα στοχεύει στη μεγιστοποίηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ εκπαιδευτικών και μαθητών κατά τη διάρκεια της τηλεκπαίδευσης, παρακολουθώντας τις ενέργειες των μαθητών στα διαδικτυακά μαθήματα και προστατεύοντας παράλληλα όσο το δυνατόν περισσότερο το απόρρητο των μαθητών. Επιπρόσθετα, στην προσπάθεια να βοηθηθούν οι εκπαιδευτικοί για να βελτιώσουν τον τρόπο διδασκαλίας τους, αναπτύχθηκε ένα δεύτερο σύστημα που αξιολογεί τη γλώσσα του σώματος των εκπαιδευτικών κατά τη διδασκαλία, παρέχοντας άμεση και στοχευμένη ανατροφοδότηση. Ακόμη, η λειτουργία, ο ρόλος και ο αντίκτυπος αυτών των δύο προτεινόμενων συστημάτων αξιολογήθηκαν με ολοκληρωμένες ποσοτικές και ποιοτικές αξιολογήσεις. Τα συμπεράσματα που προέκυψαν από αυτήν τη μελέτη, αποδεικνύουν την αποδοχή των άμεσα εμπλεκόμενων για συστήματα βασισμένα στην τεχνητή νοημοσύνη που μπορούν να διευκολύνουν την εκπαιδευτική διαδικασία μέσω της παροχής εργαλείων που ενισχύουν την αλληλεπίδραση δασκάλου-μαθητή και βοηθούν τους εκπαιδευτικούς να βελτιώσουν το διδακτικό τους στυλ.
URI: https://hdl.handle.net/20.500.14279/32478
Rights: Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
Type: PhD Thesis
Affiliation: Cyprus University of Technology 
Appears in Collections:Διδακτορικές Διατριβές/ PhD Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat
Abstract.pdfAbstract168.16 kBAdobe PDFView/Open
EDimitriadou_PhD_thesis.pdfFulltext8.16 MBAdobe PDFEmbargoed until May 16, 2026    Request a copy
CORE Recommender
Show full item record

Page view(s)

141
Last Week
7
Last month
15
checked on Nov 21, 2024

Download(s)

83
checked on Nov 21, 2024

Google ScholarTM

Check


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons