智慧教育時(shí)代背景下人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育的推動(dòng)與變革

智慧教育時(shí)代背景下人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育的推動(dòng)與變革〔〕:

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷開展和進(jìn)步，人類已經(jīng)步入智慧教育時(shí)代。在新的時(shí)代背景下，人工智能得到了大范圍的開發(fā)和推廣，已經(jīng)和教育事業(yè)相結(jié)合，開展成為人工智能為主導(dǎo)的智慧教育形式，為教育事業(yè)的開展和變革做出了很大的奉獻(xiàn)。本文基于當(dāng)代的教育背景，以計(jì)算機(jī)教育為切入點(diǎn)，分析了人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育工作的推動(dòng)和影響，主要討論了智慧教育和人工智能的本質(zhì)和特征，剖析了當(dāng)前人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育所面臨的問題和挑戰(zhàn)，并對(duì)人工智能在將來的某一階段對(duì)計(jì)算機(jī)教育事業(yè)的推動(dòng)和變革做出了展望和預(yù)測(cè)。希望本文可以給相關(guān)行業(yè)內(nèi)朋友提供一點(diǎn)小小的啟示和幫助。

關(guān)鍵詞：智慧教育；人工智能；計(jì)算機(jī)教育；推動(dòng)；變革

本文引用格式：肖志強(qiáng).智慧教育時(shí)代背景下人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育的推動(dòng)與變革[J].教育現(xiàn)代化，2022，6〔19〕：115-117.

隨著社會(huì)的不斷開展和進(jìn)步，我國(guó)的教育事業(yè)面臨著宏大的洗牌和轉(zhuǎn)型晉級(jí)。教育朝著更加信息化、智能化的方向開展。如今，智慧教育成為了當(dāng)下教育行業(yè)的潮流。當(dāng)前的教育事業(yè)的工作者或者專家學(xué)者都表態(tài)對(duì)于智慧教育充滿著信心。智慧教育得以開展的依托還是基于當(dāng)前熾熱的人工智能技術(shù)。人工智能可以對(duì)每一位學(xué)生進(jìn)展大數(shù)據(jù)分析，從學(xué)生的歷史數(shù)據(jù)中分析學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣于性格特征，分析出學(xué)生適宜的開展方向，因材施教，并結(jié)合學(xué)生的興趣于意向?yàn)槠渲贫▽W(xué)習(xí)方案，為他們量身定制專屬于他們的個(gè)性化教育方案，讓教育過程更加具有智慧性和科學(xué)性。此外，智慧教育還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時(shí)針對(duì)學(xué)生做出調(diào)整。智慧教育不僅是教育教學(xué)的改革，更是智能科技開展的先進(jìn)方向，是先進(jìn)科技的實(shí)際應(yīng)用的探究。

一本文相關(guān)根本理論概述

〔一〕智慧教育內(nèi)核和特征

智慧教育其實(shí)就是一種宏觀的教育系統(tǒng)，里面包括萬(wàn)象，形成一張宏大的智慧教育網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)智慧教育體系里面包含智慧校園、智慧課堂、智慧效勞等一系列與智慧教育相關(guān)的板塊，共同打造出智慧教育這樣一個(gè)智能型的體系。智慧教育的開展依托于當(dāng)代快速開展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興科技，基于強(qiáng)大的現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧教育完全打破了傳統(tǒng)教育形式存在的弊端，具有一種智能化、個(gè)性化、可感知化以及實(shí)用性強(qiáng)大的教育效勞系統(tǒng)，表達(dá)了數(shù)字化媒體教學(xué)的高級(jí)階段的特征，也具有現(xiàn)代化教育信息化的內(nèi)核。

〔二〕人工智能

人工智能是最近幾年開展出來的一種新興科學(xué)技術(shù)，簡(jiǎn)稱為AI，是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，他可以通過科學(xué)技術(shù)的手段，將人們置身于虛擬的世界，并完美復(fù)原一定的逼真度，給人一種身臨其境的感覺。人工智能技術(shù)包含的學(xué)科很多，是一種多學(xué)科交融，跨領(lǐng)域的一種應(yīng)用型技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別、圖像識(shí)別、語(yǔ)音智能識(shí)別、機(jī)器人系統(tǒng)、高度仿真模擬等一系列應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)超越人類智慧的一種高科技。

二人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育中的應(yīng)用

〔一〕智能決策支持系統(tǒng)

智能決策支持系統(tǒng)是通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合教學(xué)政策等信息為計(jì)算機(jī)教育教學(xué)提供決策、制定教學(xué)目的于教學(xué)方案的系統(tǒng)。以數(shù)據(jù)分析為根底，計(jì)算機(jī)教學(xué)可以為學(xué)校提供多種決策模型以及教學(xué)方案，節(jié)約了教師的時(shí)間，也為教師提供了參考，便于教師改良教學(xué)形式，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，進(jìn)步了教育教學(xué)的效率。智能決策系統(tǒng)的應(yīng)用也使學(xué)生們更加適應(yīng)學(xué)校的教學(xué)形式，在學(xué)習(xí)過程中可以更上教學(xué)進(jìn)度，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有了更加深化的理解。智能決策系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)教育中的重要改革，為我國(guó)大量高校的計(jì)算機(jī)教育提供了開展助力。

〔二〕智能教學(xué)專家系統(tǒng)

智能教學(xué)專家系統(tǒng)可以模擬傳統(tǒng)的授課環(huán)境，并在其中參加人工智能技術(shù)的支持，提供影視播放、文本展示等多媒體功能，讓學(xué)生們既能于教師進(jìn)展交流，又能在開放式的教學(xué)環(huán)境中自己體悟于感知。簡(jiǎn)單來說，智能教學(xué)專家系統(tǒng)可以將傳統(tǒng)教學(xué)形式的優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)代技術(shù)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)步課堂教學(xué)效率與教學(xué)成果。通過這一系統(tǒng)，學(xué)生不僅可以與智能化的教學(xué)專家交流，獲取自己想理解的內(nèi)容，還可以檢查自己的學(xué)習(xí)成果，進(jìn)展自我反省。智能教學(xué)專家系統(tǒng)還可以為學(xué)生量身定制教學(xué)課程，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)藏、理解才能等為學(xué)生提供適宜的學(xué)習(xí)材料，真正做到因材施教。

〔三〕智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)

智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)使計(jì)算機(jī)教育過程中的輔助系統(tǒng)，它可以協(xié)調(diào)各類教學(xué)資源，為學(xué)生方便快捷的獲取想要的知識(shí)提供便利。同時(shí)它還能幫助理解分析學(xué)生的現(xiàn)狀，掌握學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中的缺陷與短板，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)展整合分析、管理，使其得到充分的利用。由此可見，智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育的重要支撐，沒有它的存在，學(xué)生和教師無法利用人工智能強(qiáng)大的功能為自己效勞。

〔四〕智能仿真技術(shù)

近年來應(yīng)用智能仿真技術(shù)開發(fā)CAI實(shí)驗(yàn)課件將有望為打通遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸開啟方便和智慧之門。智能仿真技術(shù)IST是不斷開展變化的仿真環(huán)境促成和推動(dòng)的一種技術(shù)開發(fā)，是人工智能與仿真技術(shù)的高度集成。IST力求抑制以往傳統(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)解等方面的問題，重點(diǎn)研究廣義仿真模型、仿真模型生成、智能仿真算法、智能仿真界面、仿真結(jié)果分析、多庫(kù)仿真軟件、綜合仿真語(yǔ)言、仿真信息預(yù)處理等仿真技術(shù)。IST在輸入信息預(yù)處理、仿真模型生成、仿真算法的靈敏性有效性、仿真結(jié)果的分析解釋等方面，表達(dá)智能性、適用性和友好性。由于智能仿真系統(tǒng)在某種程度上可替代仿真專家完成建模、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、理解及評(píng)價(jià)仿真結(jié)果這些本需專家來完成的步驟，并具有一定的學(xué)習(xí)才能。因此，運(yùn)用智能仿真系統(tǒng)來開發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件可以大大節(jié)省人力物力，降低開發(fā)本錢，加快開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期。

〔五〕智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)

無紙化考試是教學(xué)考核的重大改革，也是考試開展的方向。無紙化考試技能節(jié)約資源，又能很好地杜絕作弊現(xiàn)象。無紙化考試過程包括題庫(kù)建立、選題組卷、考試、以及考核結(jié)果斷定于展示等環(huán)節(jié)。智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)可以以題庫(kù)為根底進(jìn)展組卷，節(jié)省了教師出題的時(shí)間，并且可以形成自動(dòng)化的考試流程，減少考試過程中會(huì)出現(xiàn)的問題，降低作弊幾率。智能組卷系統(tǒng)可以很大程度上滿足教師對(duì)試卷的要求，且具有保密、高效、一致性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，各高校教師也可結(jié)合起來建立題庫(kù)，將學(xué)生日常學(xué)習(xí)中的易錯(cuò)點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)問題進(jìn)展記錄，保證考試結(jié)果的真實(shí)性與可參考性?？傊?，智能考試系統(tǒng)可以極大的減少教師的工作，進(jìn)步教學(xué)評(píng)價(jià)的真實(shí)性，為學(xué)生們?nèi)蘸蟮慕虒W(xué)方案提供參考。

三人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育面臨的困難

〔一〕學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)碎片化，系統(tǒng)化程度不高

目前，人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育事業(yè)的時(shí)間不是很長(zhǎng)，因此相對(duì)來說還是不是特別的成熟，還有很多地方需要去理論和優(yōu)化。目前，人工智能應(yīng)用在計(jì)算機(jī)教育中存在的最為主要的問題就是學(xué)生只是比擬零散、系統(tǒng)化程度不夠。人工智能在一定程度上雖然可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性，但是學(xué)生們很容易選擇自己所感興趣的方面學(xué)習(xí)，而對(duì)于不感興趣的就忽略，學(xué)生們選擇上的自由導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)不系統(tǒng)，過于零散，不利于學(xué)生形成一個(gè)完好而又系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系，對(duì)于他們將來的職業(yè)生涯的開展也是有影響的。

〔二〕學(xué)生學(xué)習(xí)自主性不強(qiáng)，管理難度增大

人工智能在一定程度上改變了傳統(tǒng)的教育形式，學(xué)生們擁有更加多的自主權(quán)，課堂的上課形式也由傳統(tǒng)的教師講課，學(xué)生聽課為主轉(zhuǎn)變成了學(xué)生學(xué)習(xí)為主，教師只是扮演一個(gè)引導(dǎo)和答疑解惑的作用。這種新的形式對(duì)于那些有主見，自主學(xué)習(xí)才能強(qiáng)的學(xué)生來說是非常有好處的，充分給與了他們自幼學(xué)習(xí)的時(shí)間，課堂的學(xué)習(xí)效率變高了，學(xué)生的學(xué)習(xí)才能增強(qiáng)了，學(xué)生的想象力和創(chuàng)新力可以得到更為充分的開展。但是對(duì)于那些自主性較差的學(xué)生來說，這種新型的上課形式不一定特別適宜他們。一方面，他們的自學(xué)才能較差，在課堂上讓他們自主學(xué)習(xí)，完全擺脫教師的干擾，他們往往就比擬迷茫，不知道怎么學(xué)習(xí)，導(dǎo)致上課的珍貴時(shí)間被浪費(fèi)；另一方面，他們的自律性往往比擬差，不可以很好的利用課堂上的時(shí)間進(jìn)展學(xué)習(xí)，而是用來開小差、玩游戲、聊天等與課堂學(xué)習(xí)無關(guān)的活動(dòng)，嚴(yán)重影響了他們課堂學(xué)習(xí)的效率，并且教師對(duì)他們的管理難度也增加了。

〔三〕人工智能的應(yīng)用引發(fā)人們的擔(dān)憂

人工智能應(yīng)用于教育教學(xué)系統(tǒng)需要獲取學(xué)生的詳細(xì)數(shù)據(jù)，這不可防止地造成了人們對(duì)隱私泄露的擔(dān)憂。不法分子有可能利用計(jì)算機(jī)技術(shù)竊取學(xué)生以及學(xué)校的數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生和學(xué)校而言是極大的平安隱患。因此，解決數(shù)據(jù)平安問題是人工智能廣泛應(yīng)用的一大障礙。此外，人工智能雖然有強(qiáng)大的分析才能，但是其結(jié)果依賴于數(shù)據(jù)的支持，而對(duì)于學(xué)生而言，存在許多不能用數(shù)據(jù)明確顯示的因素，例如家庭情況、性格、愛好或者身體安康狀態(tài)的變化等，這些因素將會(huì)造成分析結(jié)果的失真，進(jìn)而對(duì)學(xué)生的教育于開展造成不良影響。因此人工智能技術(shù)的準(zhǔn)確性與改良程度也是人們對(duì)人工智能信任程度的影響因素。人工智能能否順利應(yīng)用于智慧教育仍需進(jìn)一步探究于研究。

四人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育的推動(dòng)和變革

〔一〕推動(dòng)教育理念的變革

智慧教育是將來信息化教育的一種開展階段，智慧教育的出現(xiàn)帶著和引領(lǐng)新的教育形式，推動(dòng)了教育理念的改革，促使教育活動(dòng)跨越了傳統(tǒng)教育形式的束縛，開展成為智能化、自主化、現(xiàn)代化的一種新型的教育形態(tài)。智能化的交融使得人工智能廣泛的應(yīng)用于教育行業(yè)，實(shí)現(xiàn)了教育行業(yè)質(zhì)的飛躍。在計(jì)算機(jī)的教學(xué)過程中，人工智能可以打破學(xué)生在學(xué)習(xí)階段遇到的問題，打破空間上的約束，實(shí)現(xiàn)家庭教育、社會(huì)教育、學(xué)習(xí)教育多位一體的復(fù)合式教育，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教育的大打破和大開展。人工智能最大的優(yōu)勢(shì)就是可以通過云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析，將智慧校園和學(xué)生的學(xué)習(xí)空間嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)起來，為學(xué)生們量身制定一份專屬于他們自己的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案，并且不斷地進(jìn)展跟蹤和監(jiān)控，保證學(xué)生學(xué)習(xí)后的效果，不在僅僅依賴于學(xué)校這個(gè)媒介進(jìn)展學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)可以無處不在，自由掌控，從而到達(dá)建立起終身性質(zhì)的學(xué)習(xí)體系。

〔二〕推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的變革

智慧時(shí)代下人工智能推動(dòng)了計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容變革，實(shí)現(xiàn)了人工智能輔助教學(xué)系統(tǒng)幫助學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)知識(shí)，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)展跟進(jìn)和追蹤，為下一步對(duì)學(xué)生制定個(gè)性化的教學(xué)方案或改良教學(xué)內(nèi)容做好根底，所有的反響結(jié)果教師可以輕松做到實(shí)時(shí)的跟進(jìn)，到達(dá)實(shí)現(xiàn)因材施教的目的，完全推動(dòng)了教學(xué)內(nèi)容的改革。此外，人工智能還可以為學(xué)生打造一個(gè)以計(jì)算機(jī)技能學(xué)習(xí)為主的針對(duì)性平臺(tái)，在平臺(tái)上師生可以進(jìn)展充分的交流和溝通。這個(gè)平臺(tái)不局限于線下，在線上也可以輕松實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生之間的溝通和交流，可以設(shè)置一個(gè)專門的時(shí)間來進(jìn)展答疑交流活動(dòng)。其他時(shí)間，機(jī)器人助理就可以輕松答復(fù)學(xué)生們存在的問題，大大減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)，提升了效率。此外，人工輔助智能教學(xué)系統(tǒng)還可以通過深度學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言來生成專門的計(jì)算機(jī)教育內(nèi)容，其質(zhì)量與真人編寫的相差無幾。

〔三〕減輕了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)

智慧教育時(shí)代對(duì)于教師來說是一個(gè)利好的時(shí)代，人工智能的介入很大程度上減少了傳統(tǒng)教育形式下教師備課、講課、修改作業(yè)、對(duì)學(xué)生進(jìn)展答疑解惑等各個(gè)環(huán)節(jié)所花費(fèi)的時(shí)間，大大節(jié)省了教師的時(shí)間，提升了教學(xué)的效率。人工智能可以幫助教師解決很多繁瑣型的工作，教師節(jié)省下來的時(shí)間可以花費(fèi)在學(xué)習(xí)前沿性的知識(shí)和研究，不斷給自己充電的過程中，對(duì)于教師將來的職業(yè)生涯的開展也是非常有幫助的。比方說，以前的傳統(tǒng)形式下，教師一般是親自修改作業(yè)，或者叫成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生幫助修改作業(yè)，人工的勞動(dòng)比擬辛苦。如今，在智慧教育形式下，教師完全可以把這種重復(fù)性的工作交給人工智能作業(yè)修改機(jī)器人，大大提升教學(xué)的效率。

4.改變了傳統(tǒng)的授課方式

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)過程中，教師都是根據(jù)教材和教學(xué)進(jìn)度編制教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。但是，在新的智慧教育時(shí)代的背景下，教師完全可以通過人工智能技術(shù)，對(duì)教學(xué)方式進(jìn)展改良，建立起交互性的教學(xué)系統(tǒng)。學(xué)生可以利用該系統(tǒng)，結(jié)合自身的實(shí)際需求，有針對(duì)性的進(jìn)展學(xué)習(xí)，更加有利于學(xué)生獲得他們想要的知識(shí)和內(nèi)容。課堂也由傳統(tǒng)的教師教課為主，轉(zhuǎn)變?yōu)榱藢W(xué)生們上課索取知識(shí)為主，并且可以有效的提升學(xué)習(xí)的效率和程度。

五結(jié)語(yǔ)