信息科技環(huán)境下人工智能與未來教育變革路徑

高紅 山東現(xiàn)代學(xué)院

前言

人工智能在信息技術(shù)環(huán)境下與教育教學(xué)結(jié)合，能為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)條件，幫助教師更好的進(jìn)行教學(xué)，在未來智能教育中，教師應(yīng)用感知智能、計(jì)算智能、認(rèn)知智能等技術(shù)科學(xué)，可以通過大數(shù)據(jù)了解學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的發(fā)生過程，智能測(cè)評(píng)學(xué)習(xí)者的真實(shí)學(xué)習(xí)水平，智慧教育平臺(tái)的構(gòu)建，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在線答疑、作業(yè)自動(dòng)批改、智能化個(gè)性學(xué)習(xí)，還能通過智能設(shè)備有效預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為，并依據(jù)精準(zhǔn)的個(gè)性分析，向?qū)W習(xí)者智能推送學(xué)習(xí)資源，有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，推進(jìn)未來教育的變革創(chuàng)新。

一、信息科技環(huán)境下智能教育環(huán)境變革創(chuàng)新

人工智能是模擬人類智能思維的技術(shù)科學(xué)，可以對(duì)人的語言信息、思維信息、行為意識(shí)過程進(jìn)行模擬，勝任各種專業(yè)復(fù)雜工作。在信息科技環(huán)境下，將人工智能作為推動(dòng)未來教育變革核心技術(shù)力量，可以有效實(shí)現(xiàn)教學(xué)的智能化、精準(zhǔn)化、個(gè)性化。人工智能領(lǐng)域中的專家系統(tǒng)、知識(shí)資源庫、圖像識(shí)別、語言處理等技術(shù)科學(xué)，可以對(duì)教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)工具、教學(xué)環(huán)境產(chǎn)生深刻的影響，推動(dòng)未來教育教學(xué)的創(chuàng)新變革。

(一）智能化平臺(tái)

信息科技環(huán)境下，教師可以利用人工智能構(gòu)建智能化教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，并讓學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地，進(jìn)行獨(dú)立自主的高效率學(xué)習(xí)，智能化教學(xué)平臺(tái)依托于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、計(jì)算智能技術(shù)、信息科技技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可以針對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析，實(shí)現(xiàn)知識(shí)文化的智能化推薦。例如，課前教師可以利用學(xué)習(xí)平臺(tái)向?qū)W習(xí)者精準(zhǔn)推送練習(xí)題、教學(xué)視頻等資源素材，并與學(xué)習(xí)者進(jìn)行在線互動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)習(xí)者在課前完成初步學(xué)習(xí)，在課堂中學(xué)習(xí)者可用手機(jī)進(jìn)行掃碼簽到，課后教師可以收集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)反饋情況，利用大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)輔助教學(xué)，智能化平臺(tái)系統(tǒng)的構(gòu)建，還可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)提問、學(xué)習(xí)反饋、課堂測(cè)試、智能測(cè)評(píng)等個(gè)性化的智慧教育教學(xué)方式。

(二）教學(xué)機(jī)器人

現(xiàn)代智能機(jī)器人充斥著和專業(yè)領(lǐng)域，可以在特定的環(huán)境中執(zhí)行復(fù)雜的活動(dòng)任務(wù)，例如，醫(yī)療領(lǐng)域機(jī)器人、社交領(lǐng)域機(jī)器人等。同樣，未來智能教學(xué)機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)，也是教育變革的主要路徑之一，依托于語言識(shí)別和仿生科技，機(jī)器人可以代替教師觀察了解學(xué)習(xí)者的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，并利用大數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過精準(zhǔn)挖掘后用智能語言告知學(xué)習(xí)者答案。例如，當(dāng)前一些教學(xué)玩具，就可以與學(xué)習(xí)者進(jìn)行簡(jiǎn)單的語言互動(dòng)，可以學(xué)習(xí)者朗誦課文、回答簡(jiǎn)單問題，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力。

(三）智能化軟件

學(xué)習(xí)者在未來教育中可以應(yīng)用智能學(xué)習(xí)軟件，實(shí)現(xiàn)高效率的智能自主學(xué)習(xí)，例如，學(xué)習(xí)者利用手機(jī)、平板電腦等終端設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)協(xié)作、網(wǎng)絡(luò)信息檢索等軟件，可以快速獲取問題答案，在語音識(shí)別和圖像識(shí)別智能技術(shù)支持下，學(xué)習(xí)者可以將遇到的難題拍照上傳識(shí)別，學(xué)習(xí)軟件會(huì)通過大數(shù)據(jù)庫，提取準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)資源素材，向?qū)W習(xí)者反饋答案，提高學(xué)習(xí)者自主練習(xí)的正確率。在信息科技環(huán)境下，智能教學(xué)軟件可以分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)情況，識(shí)別學(xué)習(xí)者的個(gè)性化需求與特征，利用大數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)的匹配個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源，提供針對(duì)性的智能化服務(wù)。

二、信息科技環(huán)境下智能教育環(huán)境技術(shù)支持

(一）自然語言處理

人工智能自然語音識(shí)別，可以根據(jù)算法編寫程序，有效實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的學(xué)習(xí)目的，在未來教育中自然語言處理文本知識(shí)進(jìn)行分析管理，例如，可用于及時(shí)翻譯、批改作業(yè)等功能，現(xiàn)今利用機(jī)器人還無法對(duì)批閱、識(shí)別進(jìn)行及時(shí)有效反饋，在未來可利用人工智能和互網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)的主觀批改，能讓學(xué)生及時(shí)得到學(xué)習(xí)反饋及時(shí)進(jìn)行修改糾錯(cuò)，提高學(xué)習(xí)效果。信息科技環(huán)境下，自然語言處理還可以實(shí)現(xiàn)問答系統(tǒng)的開發(fā)，學(xué)習(xí)者向系統(tǒng)提供語言表達(dá)問題后，問答系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出相關(guān)答案，實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然交互，問答系統(tǒng)在接收到文字或語言信息后，對(duì)問題進(jìn)行分析，并以對(duì)話交流的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑輔導(dǎo)。

(二）智能模式識(shí)別

人工智能模式識(shí)別，可通過圖像、自然物體的識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采集處理，計(jì)算機(jī)通過人工視覺、聽覺智能感知能力，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)模式、模板匹配等相關(guān)算法，提高識(shí)別的準(zhǔn)確率，在未來教育中，智能識(shí)別模式，可以及時(shí)收集學(xué)生的情感、語言、行為能體征數(shù)據(jù)，并在挖掘和分析后將數(shù)據(jù)上傳至資源庫，為學(xué)生后續(xù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)制定，建立數(shù)據(jù)模型。在具體應(yīng)用過程中，智能識(shí)別模式以及時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并通過語言反饋學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)上的幫助和鼓勵(lì)。

(三）大數(shù)據(jù)應(yīng)用

未來智能教育依托于大數(shù)據(jù)，可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)習(xí)慣進(jìn)行科學(xué)的分析和存儲(chǔ)，大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高速流轉(zhuǎn)、非結(jié)構(gòu)化、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的特點(diǎn)，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)信息后，再通過數(shù)據(jù)挖掘分析，可以發(fā)現(xiàn)已知變量間的相互關(guān)系，未來智能教學(xué)環(huán)境的改變，可以通過大數(shù)據(jù)分析做出科學(xué)智能決策，大數(shù)據(jù)的價(jià)值，主要在于對(duì)海量數(shù)據(jù)的建立、分析、挖掘、存儲(chǔ)，在未來教育變革中，必須要將人工智能與大數(shù)據(jù)進(jìn)行全面融合，才能進(jìn)一步通過智能軟件、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的智能服務(wù)。

(四）學(xué)習(xí)診斷分析

智能教學(xué)工具應(yīng)用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，可以全面解讀分析學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，通過學(xué)習(xí)診斷、數(shù)據(jù)挖掘，可以有效預(yù)測(cè)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)成果，學(xué)習(xí)診斷分析主要是依托于大數(shù)據(jù)，建立的教育教學(xué)概念。未來教育中應(yīng)用數(shù)字化工具時(shí)，學(xué)習(xí)診斷分析技術(shù)會(huì)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，持續(xù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行收集，并利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析出真實(shí)情況進(jìn)行記錄，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行預(yù)測(cè)和干預(yù)，學(xué)生可以通過分析診斷分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的問題并進(jìn)行糾錯(cuò)改正，提高學(xué)習(xí)效率和質(zhì)量。

三 結(jié)語

綜上所述,信息科技環(huán)境下,人工智能可以有效推動(dòng)未來教育教學(xué)的發(fā)展變革,教師構(gòu)建智能學(xué)習(xí)平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的個(gè)性化精準(zhǔn)教學(xué),通過大數(shù)據(jù)向?qū)W生及時(shí)推送豐富多樣的學(xué)習(xí)資源素材,在人工智能技術(shù)科學(xué)的輔助下,智能教學(xué)軟件可與學(xué)生進(jìn)行人機(jī)交互,對(duì)學(xué)生存在的疑難問題進(jìn)行答疑幫助同時(shí)學(xué)生利用圖像識(shí)別智能技術(shù),也可自主快速獲取問題答案,提高學(xué)習(xí)效率未來教育智能化信息化的創(chuàng)新變革,可以釋放學(xué)生無限的學(xué)習(xí)潛力,在學(xué)習(xí)上進(jìn)行針對(duì)性的幫助和鼓勵(lì)