淺談人工智能技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用

董積有 蘇何音 王海藝

摘要：當(dāng)前，人工智能已經(jīng)成為各學(xué)科領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)，人工智能在各大領(lǐng)域中均可使用，這也是它成為熱點(diǎn)的根源。在教育教學(xué)中，人工智能技術(shù)的使用還處于初級階段，而該技術(shù)對于教育教學(xué)而言其影響力是非常大的，因而探討人工智能技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用也成為學(xué)者們重點(diǎn)研究的方向。本文通過對人工智能技術(shù)的探究，研究如何更好將人工智能技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中，提出見解和應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：人工智能;教育教學(xué);影響;探究

1引言

當(dāng)前，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的高速發(fā)展，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)、人工智能技術(shù)等都已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸到的技術(shù)了。人工智能技術(shù)更是在多學(xué)科多領(lǐng)域上都能夠使用，并且已經(jīng)產(chǎn)生了良好的影響，它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能技術(shù)通過使用計(jì)算機(jī)計(jì)算和學(xué)習(xí)，對需要解決的問題進(jìn)行分類并處理，其中還會涉及到大數(shù)據(jù)技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如谷歌的人工智能阿爾法狗下圍棋，其實(shí)該人工智能后臺的計(jì)算涉及到了大數(shù)據(jù)技術(shù)，有大數(shù)據(jù)作為人工智能的腦容量去針對性地下棋，而很多實(shí)體機(jī)器人類型的人工智能則是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的傳感器去識別和分類，通過傳感器獲取溫濕度和光度等的觸覺來判斷接下來的模式識別和大數(shù)據(jù)計(jì)算。人工智能的應(yīng)用也非常廣泛，在各行各業(yè)都有它的身影，特別是在未來，人工智能將會成為各行各業(yè)的常態(tài)化應(yīng)用，當(dāng)前人們經(jīng)常用到的人臉識別也屬于人工智能，聊天機(jī)器人和翻譯工具，還有智能音箱等，幾乎都出現(xiàn)在人們的日常生活中。

2在教育教學(xué)上的應(yīng)用

在教育教學(xué)中，人工智能的使用還處于初級階段。在當(dāng)下，網(wǎng)上教學(xué)已經(jīng)成為必不可少的教學(xué)場景，而網(wǎng)上教學(xué)對于教師也是一種新的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)，很多時(shí)候教師得不到回應(yīng)，教師的教學(xué)熱情和教學(xué)積極性就會受到挫敗，從而影響教學(xué)教育質(zhì)量，由此，提出了基于人工智能技術(shù)的網(wǎng)上教學(xué)教育手段，用人工智能的方式既可進(jìn)行教學(xué)也可針對教師的教學(xué)進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕貞?yīng)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

現(xiàn)在，網(wǎng)上也出現(xiàn)了一些有關(guān)人工智能技術(shù)的教學(xué)平臺，如科大訊飛的暢言智慧校園系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是進(jìn)行輔助教學(xué)，用到的技術(shù)有智能計(jì)算和數(shù)據(jù)挖掘;日本東京理科大學(xué)的Saya 教師，它是一種教學(xué)輔助機(jī)器人的類型，輔助教師批改作業(yè)和輔導(dǎo)學(xué)生，用到的技術(shù)主要有機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理等;還有微軟小冰，主要是進(jìn)行智能語音識別輔助教學(xué)及測評，用到的技術(shù)有自然語言處理和語音識別技術(shù)。這些平臺都還處于初級階段，對于教育教學(xué)的輔助手段還不夠，還可以進(jìn)一步的改進(jìn)。

當(dāng)前，學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)越來越重，學(xué)習(xí)強(qiáng)度也隨之增加，知識點(diǎn)和知識的運(yùn)用更是復(fù)雜多變。教師在教學(xué)上花費(fèi)的時(shí)間更加多，任務(wù)也繁瑣，而教學(xué)質(zhì)量得不到提高。而一個(gè)有效的教育教學(xué)系統(tǒng)對于上述的學(xué)習(xí)情況是能重要的，教育教學(xué)系統(tǒng)能夠把知識點(diǎn)和知識的運(yùn)用整合起來進(jìn)行教學(xué)。因此，好的教育教學(xué)平臺是很必要的，而且也應(yīng)運(yùn)了網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代和當(dāng)前的社會場景。假如一個(gè)教育教學(xué)系統(tǒng)中使用人工智能來進(jìn)行輔助教學(xué)，那這個(gè)系統(tǒng)將會有質(zhì)的飛躍，人工智能能夠很好的識別和判斷學(xué)生個(gè)體對知識點(diǎn)的掌握和運(yùn)用程度，因材施教。還可以創(chuàng)造一些AI和學(xué)生進(jìn)行互動學(xué)習(xí)。

文本認(rèn)為一個(gè)好的人工智能教學(xué)教育應(yīng)用平臺應(yīng)該具備以下幾個(gè)特征：

1.為人工智能的智庫提供教育知識圖譜，加入知識點(diǎn)和知識的運(yùn)用，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和專家系統(tǒng)的方法讓人工智能邊使用邊學(xué)習(xí)，使用過程中反饋決策信息用以后續(xù)的學(xué)習(xí)和精準(zhǔn)決策。

2.人工智能系統(tǒng)的智庫中信息量要有足夠多，要建立一些知識數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，并通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí)的方法對新獲取知識進(jìn)行梳理和映射。

3.人工智能要在學(xué)生學(xué)習(xí)出現(xiàn)疲憊或者慵懶的情況下積極進(jìn)行提醒和引導(dǎo)，可通過語音圖像識別和模式識別的方式將學(xué)生的情感狀態(tài)記錄下來，然后進(jìn)行溝通和引導(dǎo)。

4.應(yīng)該設(shè)計(jì)人工智能與教師學(xué)生進(jìn)行知識互動，問答或者搶答等方式，把一些知識跟一些電影的影像結(jié)合或者關(guān)聯(lián)起來，為教師和學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)提供更深刻認(rèn)識，同時(shí)還能提高興趣。

5.設(shè)計(jì)人工智能與學(xué)生進(jìn)行游戲的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，勞逸結(jié)合。一些有挑戰(zhàn)性的競技小游戲最好，知識的競技能使得更有學(xué)習(xí)熱情。

6.人工智能經(jīng)常關(guān)心學(xué)生，詢問一些日常生活或者心情相關(guān)的事情，讓學(xué)生有傾訴的對象，同時(shí)人工智能也能通過這個(gè)方式學(xué)習(xí)更多。

7.涉及到的技術(shù)有：知識表示，機(jī)器學(xué)習(xí)，模式識別，自然語言處理，專家系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)挖掘，機(jī)器視覺，智能搜索和智能控制。

3結(jié)語

在本文中，主要對人工智能技術(shù)進(jìn)行了大概的描述，對于人工智能在教學(xué)教育上的應(yīng)用進(jìn)行了梳理，參考了前人所做的一些工作，對人工智能往后在教學(xué)教育上的應(yīng)用進(jìn)行建議，提出想法和方向，這種模型能夠使得學(xué)生和教師在學(xué)習(xí)和生活上更加方便，同時(shí)也能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，促進(jìn)教師的教學(xué)和科研。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳永和，劉博文，馬曉玲.構(gòu)筑“人工智能+教育”的生態(tài)系統(tǒng)[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2017，35（05）：27-39.DOI：10.15881/j.cnki.cn33-1304/g4.2017.05.003.

[2]梁迎麗，劉陳.人工智能教育應(yīng)用的現(xiàn)狀分析、典型特征與發(fā)展趨勢[J].中國電化教育，2018（03）：24-30.

[3]許濤，嚴(yán)驪，殷俊峰，周斌.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育視角下的“人工智能+新工科”發(fā)展模式和路徑研究[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2018，36（01）：80-88.DOI：10.15881/j.cnki.cn33-1304/g4.2018.01.008.

[4]楊現(xiàn)民，張昊，郭利明，林秀清，李新.教育人工智能的發(fā)展難題與突破路徑[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2018（03）：30-38.

[5]汪時(shí)沖，方海光，張鴿，馬濤.人工智能教育機(jī)器人支持下的新型“雙師課堂”研究——兼論“人機(jī)協(xié)同”教學(xué)設(shè)計(jì)與未來展望[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2019，37（02）：25-32.DOI：10.15881/j.cnki.cn33-1304/g4.2019.02.004.

基金項(xiàng)目：2020年玉林師范學(xué)院高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目——二本院校離散數(shù)學(xué)MOOC改革與應(yīng)用（項(xiàng)目編號：2020XJJGZC10）。