淺析人工智能在教育領域中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展方向

宋香玉 趙萬祥

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著科學技術的發(fā)展，人工智能已逐步滲入社會的各個領域。其中，人工智能正在促進教育領域向智能化發(fā)展，對教育工作者的教學方式也產(chǎn)生了較大的影響。通過文獻研究法和案例研究法，以人工智能軟件“作業(yè)幫”為研究對象，探析人工智能在教育領域中的應用現(xiàn)狀，并對人工智能在教育領域中的發(fā)展方向進行探討。

[關? ? 鍵? ?詞]? 人工智能;教育領域;作業(yè)幫;現(xiàn)狀;發(fā)展

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）19-0180-02

近年來，人工智能應用領域不斷擴大，理論和技術日益成熟，人工智能時代已經(jīng)到來，當前人工智能除了應用于軍事、農(nóng)業(yè)、商業(yè)以及工業(yè)等眾多領域外，也已經(jīng)逐步進入學生的學習生活中，并利用其自身的優(yōu)點給教育工作和學生帶來積極的作用。例如，隨著學生的多元化學習需求不斷增加，各類學習軟件或平臺不斷涌現(xiàn)，給學生的學習帶來了極大的便利和幫助。其中，近年來在學生當中十分受歡迎且最具影響力的學習軟件“作業(yè)幫”便是基于人工智能的學習軟件。在學習過程中，學生如果遇到不能理解或是無法解答的題目，只要將題目拍下來并上傳到“作業(yè)幫”或直接口頭輸入題目，學生便能立即得到題目答案和詳解。因此，學生無論何時何地都可以利用拍照、語音等方式來搜索材料，達到隨時隨地進行學習的目的。本文首先通過文獻研究法，對人工智能在教育領域中的應用主要方式進行了梳理，結合案例研究法，以人工智能軟件“作業(yè)幫”為研究對象，從學習積極性、精準減負和學習方式變革三個方面淺析人工智能在教育領域中的應用，以供相關教育工作研究人員參考。

一、人工智能在教育領域中的應用方式

人工智能在教育領域中的應用仍處于起步階段，人們將機器

的高效率與人的智慧有效結合，并以此影響社會的發(fā)展。近些年，人工智能技術始終保持著較快的發(fā)展速度，而將其應用到教育領域，在教育教學中發(fā)揮巨大的作用，并以此促進人性化與個性化的教學的發(fā)展，將教學活動與科技發(fā)展緊密聯(lián)系，這是教育領域一次重大的創(chuàng)新活動。對人工智能在教育領域的應用，具體的形式主要有如下四種。

（一）智能測評

在傳統(tǒng)教育模式下，教師的工作內(nèi)容重點有兩方面，一是課堂教學，二是批改作業(yè)。其中，教師對學生作業(yè)的批改需要耗費較多的時間和精力，然而在大數(shù)據(jù)技術、文字識別技術、語義分析技術的推動下，自動批改作業(yè)已經(jīng)在現(xiàn)實中得以實現(xiàn)。智能測評能夠在很大程度上對批改的流程進行簡化，這也是對傳統(tǒng)評測方法的重大變革，其速度更快，同時效率更高，并且非常準確，將教師從繁重的作業(yè)批改中解放出來，使之將更多的精力放在課堂教學中，有效促進教學效率的提升。

（二）智能導師系統(tǒng)

智能導師系統(tǒng)屬于自適應學習系統(tǒng)之一，正是由于該系統(tǒng)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)教學模式下教師向?qū)W生單向灌輸?shù)哪Ｊ皆诤艽蟪潭壬系玫搅宿D變，能夠收獲更好的教學效果。該系統(tǒng)能夠按照不同學生對學習內(nèi)容的掌握程度，有針對性地制定相應的學習計劃，同時突出學生個性化的學習方式，通過更為豐富的學習資源，幫助學生更加快速地掌握知識點，達成具體的學習目標。通過智能導師系統(tǒng)，甚至可以對學生的表情進行分析，并從中了解學生的學習狀態(tài)，通過反饋機制使教師能夠更加清楚學生對課堂教學內(nèi)容的掌握程度，利用一種情感感知對其進行預測和

調(diào)節(jié)。實際上，智能導師系統(tǒng)在現(xiàn)階段的發(fā)展尚不成熟，基本上在自學與答疑方面應用較多，但在課堂教學方面的應用卻相

對較少，若要對其進行更好的應用，仍然要注重技術層面上的改進與優(yōu)化。

（三）教育仿真游戲

在現(xiàn)代教育理念中強調(diào)素質(zhì)教育，因而課堂氣氛不應是死

氣沉沉，而應更多地以寓教于樂的方式呈現(xiàn)出來。在人工智能快速發(fā)展的背景下，教育仿真游戲也并非是傳統(tǒng)意義上娛樂活動，其所具有的針對性更強，通過游戲的方式促進教育教學的開放性，基于仿真環(huán)境創(chuàng)建一些數(shù)字化游戲，使學生能夠?qū)W習擁有更

高的熱情。學生通過智能仿真游戲能夠?qū)κ挛镄纬梢环N全新的認識，同時觀察能力與思維能力也能得到很好的鍛煉，促進學生主動地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。基于仿真游戲環(huán)境，學生通過對不同角色的扮演，能夠?qū)W習更加投入，饒有興趣地參與到學習活動中，以此獲得新的知識。在教學中引入仿真游戲，可以將一些抽象的知識以具體的形式展現(xiàn)出來，使學生形成更為直觀的認識

和感受，可以有效增強學生的注意力，使學生對專業(yè)知識的學習更加扎實與深入。

（四）教育機器人

教育機器人所涉及的學科較多，應用多學科知識和技術，研發(fā)出的教育機器人在輔助教學方面所發(fā)揮的作用顯而易見，能夠有效增添課堂情趣，激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，依托信息技術增強學生對知識與信息的獲取能力。在具體教學應用中，教育機器人是一種智能化的教學工具，對教師開展教學活動能夠形成有力的補充，學生也能夠通過這種人機交互主動尋求問題的答案，促進自我學習能力的提升。教育機器人能夠感知到學生情緒的變化，如果是與學生有較多交流的情況下，可以更加準確地把握學生的學習效果，有利于實現(xiàn)因材施教，使學生能夠從與智能機器人的交流中感受到知識的無窮魅力。

二、人工智能在教育領域中的應用案例研究——以答題軟

件“作業(yè)幫”為例

人工智能作為一種以數(shù)學和計算機為基礎的科技，已經(jīng)應

用到了中學生的學習生活中，并且發(fā)揮了重要的作用。目前，在學習方面，人工智能主要通過各類學習軟件來實現(xiàn)其在學習上的

應用。下面，筆者將以“作業(yè)幫”為例，從學習積極性、精準減負和學習方式變革三個方面淺析人工智能在教育領域中的應用。

（一）學習的積極性視角下人工智能的應用

學習的積極性是影響授課效果的因素之一。在學習過程中，若學生積極自主，則可以很好地接受和掌握知識;反之，如若消極拖拉便會影響學習的最終效果。那么，人工智能又是如何提高學生的學習積極性的呢？實際上，很多學生不能很好地認清自身的學習狀況，導致在制定學習計劃時出現(xiàn)較多的困惑。然而，人工智能則很好地解決了這個問題。人工智能通過幫助學生歸納考點和制定學習計劃，使學生能有適合自己的學習和復習計劃，這樣不僅為學生節(jié)省時間帶來便利，也提高了學生自主學習的積極性。例如，在學習軟件“作業(yè)幫”當中，“作業(yè)幫”通過人工智能來分析學生的做題情況，進而為學生制定出適合個人的復習計劃。因而，學生不必在如何制定學習計劃方面花過多的心思。此外，拍照搜題和語音輸入等人工智能的學習方式也給學生省去了不少麻煩，在提高學生的學習積極性中有重要作用。

（二）精準減負視角下人工智能的應用

近年來，教育部一直提倡給義務教育階段的學生減負，即簡化課堂知識內(nèi)容、減少課后作業(yè)，然而這樣的學習模式之下帶來的后果是學生基礎知識不扎實、課后復習難度加大，最終可能導致學生無法牢固地掌握知識。那么，在現(xiàn)在中學生普遍負擔大的情況下如何給中學生精準減負、強化薄弱點來鞏固知識呢？答案就是運用人工智能。通過將人工智能應用到學習管理中，學生可以有效地了解自己的強項和弱項，對強項的訓練適當減少，對弱項的訓練則適當增加。例如學習軟件“作業(yè)幫”，學生在“作業(yè)幫”上進行數(shù)學復習，“作業(yè)幫”則通過人工智能分析學生做過的數(shù)學題，對學生對目前的數(shù)學知識的掌握情況進行分析，從而得出學生目前在數(shù)學這一科的學習情況。至此，“作業(yè)幫”便可以通過人工智能為學生制定相應的復習計劃，合理分配對已掌握知識和薄弱知識點的復習時間。如此一來，學生便不用盲目地進行復習而減輕了學習負擔，同時又能抓住薄弱點來進行強化和鞏固。由此看來，人工智能對學習備考中的減負和鞏固有重要作用。

（三）學習方式視角下人工智能的應用

以課后復習為例，在傳統(tǒng)的課后復習中，通常是學生在課堂上跟隨教師進行復習，另一個則是學生課后自主復習。然而在這兩種復習方式中，前者學生無法專門根據(jù)自己的實際情況來得到老師的有效幫助;后者的問題是，離開教師的專業(yè)性指導，學生也許無法確認自己的復習是否合理，“作業(yè)幫”則很好地解決了這個問題。學習軟件“作業(yè)幫”具有拍照搜題的功能，因而學生在課后獨立進行復習時，將有疑惑的題目拍照上傳至“作業(yè)幫”，“作業(yè)幫”便可以依據(jù)人工智能中的圖像識別技術來識別圖片上的題目，接著從“作業(yè)幫”資料庫中導出該題目的答案和解答過程。另外，“作業(yè)幫”還具有的語音輸入功能，學生也可以通過語音來輸入題目，“作業(yè)幫”依靠人工智能的語音識別歷能來識別學

生的語音信息，然后對語音進行分析和導出相應的答案和解析。可見，拍照搜題和語音搜題的人工智能學習方式的效率遠遠比手動輸入題目或逐一向教師請教的學習方式要方便且高效。

三、展望人工智能在教育領域中的發(fā)展方向

綜上所述，隨著人工智能等新型技術在教育領域的深度應

用，因材施教變得更加精確，通過人工智能技術，可以有效鍛煉學生的思維，使之在邏輯思維方面更加縝密，同時又在一定程度上鍛煉了學生與人交流的能力，使之在有效的溝通與協(xié)調(diào)下建立良好的合作關系，并由此對信息化形成更為深入的認識與理解，使教育資源更加豐富，增強這些資源的共享與互通，促進學生綜合素質(zhì)與能力的提升。如今，在國家大力提倡“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的一個發(fā)展方向就是在教育中更多地應用人工智能，同時也將有更多的人投入這一創(chuàng)新活動中，使教育也能同步進入人工智能的新時代。針對教育領域引入人工智能，所反映出的是一種時代的進步，更是一種教育模式的創(chuàng)新與發(fā)展。人工智能還能夠構建并完善教師的知識庫，并以此使教師在向?qū)W生傳授知識的過程中發(fā)揮輔助的作用，達到更為理想的學習效果，幫助學生樹人成才。信息技術的發(fā)展速度總是讓人難以預料，人們根據(jù)現(xiàn)有研究資料能夠推斷出未來人工智能在教學應用過程中可以飽含情感與學生交流互動，教育創(chuàng)造力方面會有一定突破，認知智能方面會進一步發(fā)展。隨著科技的發(fā)展和時代的進步，未來的教育將會在人工智能的影響下更加個性化、人性化與創(chuàng)新化。

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