淺談人工智能在教育中的應(yīng)用

1、淺談人工智能在教育中的應(yīng)用孫立友摘要：隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，以及研究的深入和在教育領(lǐng)域的逐步推廣，對(duì)教育領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。人工智能對(duì)于彌補(bǔ)當(dāng)前教育存在的種種缺陷和不足，推動(dòng)教育發(fā)展改革和教學(xué)現(xiàn)代化進(jìn)程起著越來(lái)越重要的作用。關(guān)鍵詞：人工智能；教育；應(yīng)用中圖分類(lèi)號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1672-1578（2017）10-0020-011.引言人工智能（Artificial Intelligence，簡(jiǎn)稱AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多種學(xué)科交叉發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合性的前沿學(xué)科。其精確定義是：一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有人類(lèi)知識(shí)和行為，并具有學(xué)習(xí)、推斷、判斷解決問(wèn)

2、題、記憶知識(shí)和了解人類(lèi)自然語(yǔ)言的能力。上世紀(jì)70年代以來(lái)，隨著人工智能技術(shù)日漸成熟，它的一些研究成果被逐漸運(yùn)用到教學(xué)領(lǐng)域，"教育中的人工智能"（Artificial Intelligence in Education）已經(jīng)成為教育技術(shù)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著人工智能研究的不斷深入以及教育信息化的發(fā)展，人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越受到人們的重視，我國(guó)的許多專(zhuān)家學(xué)者從不同角度對(duì)人工智能的教育教學(xué)應(yīng)用展開(kāi)了深入的研究，取得了豐碩的成果。近日，國(guó)務(wù)院印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃，規(guī)劃指出，實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓

3、勵(lì)社會(huì)力量參與寓教于樂(lè)的編程教學(xué)軟件、游戲的開(kāi)發(fā)和推廣。人工智能正在悄然引發(fā)一場(chǎng)"教育革命"，它給教育帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，同時(shí)也給老師帶來(lái)了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。2.人工智能在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用情況2.1 智能教學(xué)系統(tǒng)（Intelligent Tutoring System）。智能教學(xué)系統(tǒng)是人工智能技術(shù)在教育中的重要應(yīng)用之一，是對(duì)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI） 相關(guān)研究的進(jìn)一步發(fā)展。智能教學(xué)系統(tǒng)旨在為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生可以方便快捷的調(diào)用各種資源，接受全方位的學(xué)習(xí)服務(wù)，以獲得學(xué)習(xí)的成功。當(dāng)前的智能教學(xué)系統(tǒng)主要依靠智能主體技術(shù)來(lái)進(jìn)行構(gòu)建，通過(guò)建立教師主體、學(xué)生主體、教學(xué)管理主體等，可

4、以根據(jù)不同學(xué)生的特點(diǎn)來(lái)制定和實(shí)施相應(yīng)的教學(xué)策略，為學(xué)生提供個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)?；诰W(wǎng)絡(luò)的分布式智能教學(xué)系統(tǒng)是目前智能教學(xué)系統(tǒng)的最新發(fā)展方向，它可以使原本相隔在不同地區(qū)的學(xué)生在虛擬的環(huán)境之中共同學(xué)習(xí)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性，帶來(lái)更好的教學(xué)效果。傳統(tǒng)教學(xué)的最大困難，在于教師難以準(zhǔn)確把握每個(gè)學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)情況，導(dǎo)致教學(xué)設(shè)計(jì)與過(guò)程，難以聚焦到每個(gè)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)需求，造成時(shí)間、精力以及教學(xué)資源的浪費(fèi)。而智慧化的學(xué)習(xí)平臺(tái)，能全面、精準(zhǔn)記錄全班學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，快速、準(zhǔn)確地幫助老師分析各個(gè)環(huán)節(jié)的得失，從而及時(shí)、有效地調(diào)整教學(xué)策略，助力教師實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)和精準(zhǔn)教學(xué)，由經(jīng)驗(yàn)型向科學(xué)型轉(zhuǎn)變，有效解決

5、了教與學(xué)雙方的核心問(wèn)題，真正做到教學(xué)相長(zhǎng)。2.2 智能網(wǎng)絡(luò)組卷閱卷系統(tǒng)（Intelligent Network Examine System）。目前無(wú)紙化考試已經(jīng)成為了考試的一種重要的新型形式。從廣義上來(lái)說(shuō)，無(wú)紙化考試包括使用計(jì)算機(jī)來(lái)建立與管理題庫(kù)、選題組卷、考試與閱卷等多個(gè)環(huán)節(jié)。它不僅從形式上對(duì)傳統(tǒng)的紙質(zhì)考試方式進(jìn)行了創(chuàng)新，對(duì)考試的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)也有了重大的改進(jìn)。智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)具有成本低、效率低、保密性好、試卷一致性高，即使在限制條件較多的情況下，仍可以按給定的組卷策略生成滿足要求的試卷。同時(shí)，基于網(wǎng)絡(luò)的試題庫(kù)可以收集廣大教師的編寫(xiě)的經(jīng)典習(xí)題，集中和共享了教師的勞動(dòng)成功，確保了試卷的高質(zhì)量

6、。采用人工智能的閱卷系統(tǒng)能夠有效地識(shí)別試卷，并減少出錯(cuò)的可能，極大地提高閱卷流程的工作效率。2.3 智能決策支持系統(tǒng)（Intelligent Decision Support System） 。智能決策支持系統(tǒng)是人工智能的重要應(yīng)用之一，是人工智能和決策支持系統(tǒng)相結(jié)合，應(yīng)用專(zhuān)家系統(tǒng)，使決策支持系統(tǒng)能夠更充分地應(yīng)用人類(lèi)的知識(shí)，如關(guān)于決策問(wèn)題的描述性知識(shí)，決策過(guò)程中的過(guò)程性知識(shí)，求解問(wèn)題的推理性知識(shí)，通過(guò)邏輯推理來(lái)幫助解決復(fù)雜的決策問(wèn)題。智能決策支持系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、方法庫(kù)、人機(jī)接口以及智能部件組成。目前，智能決策支持系統(tǒng)已經(jīng)成為了決策支持系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，在網(wǎng)絡(luò)教育領(lǐng)域的應(yīng)用方面顯示出了

7、極強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿兔篮玫那熬啊?.4 智能仿真教學(xué)系統(tǒng)（Intelligent Simulation Technology） 。在遠(yuǎn)程教育教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，但目前以教學(xué)教務(wù)管理為主的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)很少涉及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。智能仿真技術(shù)是人工智能與仿真技術(shù)的高度集成，它力求克服以往傳統(tǒng)仿真的模型及建模方法的局限性，以及建模艱巨、界面單調(diào)和結(jié)果費(fèi)解等方面的問(wèn)題。智能仿真系統(tǒng)在某種程度上可替代仿真專(zhuān)家完成建模、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、理解及評(píng)價(jià)仿真結(jié)果的步驟，并具有一定的學(xué)習(xí)能力，運(yùn)用智能仿真系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件可以大大節(jié)省人力物力，降低開(kāi)發(fā)成本，加快開(kāi)發(fā)速度，縮短開(kāi)發(fā)周期。3.結(jié)語(yǔ)北京外國(guó)語(yǔ)大學(xué)語(yǔ)言學(xué)家和英語(yǔ)教育家劉潤(rùn)清教授說(shuō)過(guò)："在未來(lái)，由于教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式的變化，教師認(rèn)知和學(xué)生認(rèn)知都會(huì)發(fā)生變化，我們科研的方向和重點(diǎn)也會(huì)有根本性改變。"利用人工智能的手段分析學(xué)情，促進(jìn)一線老師