淺談人工智能在教育中的應(yīng)用

陳靜靜

摘要：隨著人工智能技術(shù)的進步，以及研究的深入和在教育領(lǐng)域的逐步推廣，對教育領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠的影響。人工智能對于彌補當前教育存在的種種缺陷和不足，推動教育發(fā)展改革和教學(xué)現(xiàn)代化進程起著越來越重要的作用。

關(guān)鍵詞：人工智能；教育；應(yīng)用

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1578（2017）10-0020-01

1.引言

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是計算機科學(xué)、控制論、信息論、神經(jīng)生理學(xué)、語言學(xué)等多種學(xué)科交叉發(fā)展起來的一門綜合性的前沿學(xué)科。其精確定義是：一個計算機系統(tǒng)具有人類知識和行為，并具有學(xué)習(xí)、推斷、判斷解決問題、記憶知識和了解人類自然語言的能力。上世紀70年代以來，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)域的熱點話題。進入21世紀以來，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)用也越來越受到人們的重視，我國的許多專家學(xué)者從不同角度對人工智能的教育教學(xué)應(yīng)用展開了深入的研究，取得了豐碩的成果。近日，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，《規(guī)劃》指出，實施全民智能教育項目，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，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學(xué)軟件、游戲的開發(fā)和推廣。人工智能正在悄然引發(fā)一場"教育革命"，它給教育帶來機遇與挑戰(zhàn)，同時也給老師帶來了機遇與挑戰(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，是對計算機輔助教學(xué)（CAI） 相關(guān)研究的進一步發(fā)展。智能教學(xué)系統(tǒng)旨在為學(xué)生創(chuàng)造一個優(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。當前的智能教學(xué)系統(tǒng)主要依靠智能主體技術(shù)來進行構(gòu)建，通過建立教師主體、學(xué)生主體、教學(xué)管理主體等，可以根據(jù)不同學(xué)生的特點來制定和實施相應(yīng)的教學(xué)策略，為學(xué)生提供個性化的教學(xué)服務(wù)。基于網(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)者的主動性，帶來更好的教學(xué)效果。傳統(tǒng)教學(xué)的最大困難，在于教師難以準確把握每個學(xué)生真實的學(xué)習(xí)情況，導(dǎo)致教學(xué)設(shè)計與過程，難以聚焦到每個學(xué)生的真實學(xué)習(xí)需求，造成時間、精力以及教學(xué)資源的浪費。而智慧化的學(xué)習(xí)平臺，能全面、精準記錄全班學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和效果，快速、準確地幫助老師分析各個環(huán)節(jié)的得失，從而及時、有效地調(diào)整教學(xué)策略，助力教師實現(xiàn)分層教學(xué)和精準教學(xué)，由經(jīng)驗型向科學(xué)型轉(zhuǎn)變，有效解決了教與學(xué)雙方的核心問題，真正做到教學(xué)相長。

2.2 智能網(wǎng)絡(luò)組卷閱卷系統(tǒng)（Intelligent Network Examine System）。目前無紙化考試已經(jīng)成為了考試的一種重要的新型形式。從廣義上來說，無紙化考試包括使用計算機來建立與管理題庫、選題組卷、考試與閱卷等多個環(huán)節(jié)。它不僅從形式上對傳統(tǒng)的紙質(zhì)考試方式進行了創(chuàng)新，對考試的設(shè)計與評價環(huán)節(jié)也有了重大的改進。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，基于網(wǎng)絡(luò)的試題庫可以收集廣大教師的編寫的經(jīng)典習(xí)題，集中和共享了教師的勞動成功，確保了試卷的高質(zhì)量。采用人工智能的閱卷系統(tǒng)能夠有效地識別試卷，并減少出錯的可能，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)用專家系統(tǒng)，使決策支持系統(tǒng)能夠更充分地應(yīng)用人類的知識，如關(guān)于決策問題的描述性知識，決策過程中的過程性知識，求解問題的推理性知識，通過邏輯推理來幫助解決復(fù)雜的決策問題。智能決策支持系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫、模型庫、方法庫、人機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)用方面顯示出了極強的發(fā)展?jié)摿兔篮玫那熬啊?/p>

2.4 智能仿真教學(xué)系統(tǒng)（Intelligent Simulation Technology） 。在遠程教育教學(xué)中，實驗教學(xué)是一個不可缺少的教學(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)平臺很少涉及實驗教學(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)果費解等方面的問題。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)計實驗、理解及評價仿真結(jié)果的步驟，并具有一定的學(xué)習(xí)能力，運用智能仿真系統(tǒng)來開發(fā)實驗教學(xué)課件可以大大節(jié)省人力物力，降低開發(fā)成本，加快開發(fā)速度，縮短開發(fā)周期。

3.結(jié)語

北京外國語大學(xué)語言學(xué)家和英語教育家劉潤清教授說過："在未來，由于教學(xué)模式、學(xué)習(xí)模式的變化，教師認知和學(xué)生認知都會發(fā)生變化，我們科研的方向和重點也會有根本性改變。"利用人工智能的手段分析學(xué)情，促進一線老師們的精準教學(xué)，從而實現(xiàn)提升學(xué)生核心素養(yǎng)，有著其他教學(xué)手段未能替代的作用。人工智能的研究成果應(yīng)用到教育過程中，促進教育的工作效率、產(chǎn)生新的教學(xué)模式?？傊?，隨著人工智能的進步，必將在教育領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，從而不斷推動我國教育的發(fā)展。endprint