淺談人工智能在教育中的應用

陳靜靜

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

關鍵詞：人工智能；教育；應用

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、控制論、信息論、神經生理學、語言學等多種學科交叉發展起來的一門綜合性的前沿學科。其精確定義是：一個計算機系統具有人類知識和行為，并具有學習、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，隨著人工智能技術日漸成熟，它的一些研究成果被逐漸運用到教學領域，"教育中的人工智能"（Artificial Intelligence in Education）已經成為教育技術學領域的熱點話題。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展，人工智能在教育領域的應用也越來越受到人們的重視，我國的許多專家學者從不同角度對人工智能的教育教學應用展開了深入的研究，取得了豐碩的成果。近日，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，《規劃》指出，實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，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軟件、游戲的開發和推廣。人工智能正在悄然引發一場"教育革命"，它給教育帶來機遇與挑戰，同時也給老師帶來了機遇與挑戰。

2.人工智能在現代教育中的應用情況

2.1 智能教學系統（Intelligent Tutoring System）。智能教學系統是人工智能技術在教育中的重要應用之一，是對計算機輔助教學（CAI） 相關研究的進一步發展。智能教學系統旨在為學生創造一個優良的學習環境，使學生可以方便快捷的調用各種資源，接受全方位的學習服務，以獲得學習的成功。當前的智能教學系統主要依靠智能主體技術來進行構建，通過建立教師主體、學生主體、教學管理主體等，可以根據不同學生的特點來制定和實施相應的教學策略，為學生提供個性化的教學服務。基于網絡的分布式智能教學系統是目前智能教學系統的最新發展方向，它可以使原本相隔在不同地區的學生在虛擬的環境之中共同學習，充分利用網絡資源，發揮學習者的主動性，帶來更好的教學效果。傳統教學的最大困難，在于教師難以準確把握每個學生真實的學習情況，導致教學設計與過程，難以聚焦到每個學生的真實學習需求，造成時間、精力以及教學資源的浪費。而智慧化的學習平臺，能全面、精準記錄全班學生的學習狀態和效果，快速、準確地幫助老師分析各個環節的得失，從而及時、有效地調整教學策略，助力教師實現分層教學和精準教學，由經驗型向科學型轉變，有效解決了教與學雙方的核心問題，真正做到教學相長。

2.2 智能網絡組卷閱卷系統（Intelligent Network Examine System）。目前無紙化考試已經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節。它不僅從形式上對傳統的紙質考試方式進行了創新，對考試的設計與評價環節也有了重大的改進。智能網絡組卷系統具有成本低、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，基于網絡的試題庫可以收集廣大教師的編寫的經典習題，集中和共享了教師的勞動成功，確保了試卷的高質量。采用人工智能的閱卷系統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（Intelligent Decision Support System） 。智能決策支持系統是人工智能的重要應用之一，是人工智能和決策支持系統相結合，應用專家系統，使決策支持系統能夠更充分地應用人類的知識，如關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雜的決策問題。智能決策支持系統主要由數據庫、模型庫、方法庫、人機接口以及智能部件組成。目前，智能決策支持系統已經成為了決策支持系統的主要發展方向，在網絡教育領域的應用方面顯示出了極強的發展潛力和美好的前景。

2.4 智能仿真教學系統（Intelligent Simulation Technology） 。在遠程教育教學中，實驗教學是一個不可缺少的教學環節，但目前以教學教務管理為主的網絡教學平臺很少涉及實驗教學內容。智能仿真技術是人工智能與仿真技術的高度集成，它力求克服以往傳統仿真的模型及建模方法的局限性，以及建模艱巨、界面單調和結果費解等方面的問題。智能仿真系統在某種程度上可替代仿真專家完成建模、設計實驗、理解及評價仿真結果的步驟，并具有一定的學習能力，運用智能仿真系統來開發實驗教學課件可以大大節省人力物力，降低開發成本，加快開發速度，縮短開發周期。

3.結語

北京外國語大學語言學家和英語教育家劉潤清教授說過："在未來，由于教學模式、學習模式的變化，教師認知和學生認知都會發生變化，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情，促進一線老師們的精準教學，從而實現提升學生核心素養，有著其他教學手段未能替代的作用。人工智能的研究成果應用到教育過程中，促進教育的工作效率、產生新的教學模式。總之，隨著人工智能的進步，必將在教育領域得到更廣泛的應用，從而不斷推動我國教育的發展。endprint