基于新時(shí)代人工智能終身教育教學(xué)應(yīng)用研究

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，人工智能技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用對(duì)教育教學(xué)改革提供了技術(shù)支持。基于此，本文探討了終身教育核心特征及發(fā)展需求，分析了新時(shí)代人工智能應(yīng)用終身教育教學(xué)優(yōu)勢(shì)，以及主要技術(shù)內(nèi)容，研究了新時(shí)代人工智能終身教育教學(xué)應(yīng)用技術(shù)，以供參考。

關(guān)鍵詞：新時(shí)代;人工智能;教育教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.03.009

本文著錄格式：李素桂.基于新時(shí)代人工智能終身教育教學(xué)應(yīng)用研究[J].軟件，2021，42（03）：032-034

Research on the Application of Lifelong Education Based on Artificial Intelligence in the New Era

LI Sugui

（Xiamen Huatian International Vocation Institute， Xiamen? Fujian? 361102）

【Abstract】：Internet + era， the application of artificial intelligence technology in education and teaching provides technical support for education and teaching reform. Based on this， this paper discusses the core characteristics and development needs of lifelong education， this paper analyzes the teaching advantages of lifelong education of artificial intelligence application in the new era， and the main technical content， the application technology of AI lifelong education in the new era is studied， for reference.

【Key words】：new era;artificial intelligence;education and teaching

0 引言

新時(shí)代人工智能技術(shù)普及，為終身教育發(fā)展創(chuàng)造時(shí)代新機(jī)遇。終身教育對(duì)于人工智能技術(shù)教學(xué)應(yīng)用，應(yīng)積極做好深層次的技術(shù)探索，了解人工智能技術(shù)的基本特征，掌握人工智能在終身教育領(lǐng)域的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，切實(shí)圍繞終身教育多元化發(fā)展開展人工智能技術(shù)應(yīng)用布局，為未來階段終身教育高質(zhì)量發(fā)展奠定良好根基。

1 終身教育核心特征及發(fā)展需求

1.1 終身性

終身教育最早由聯(lián)合國教科文組織成人教育局局長(zhǎng)Paul Lengrand正式提出。其核心理念是打造覆蓋全年齡段教育發(fā)展體系，從嬰兒、幼兒、少年、青年、中年至老年等各個(gè)階段，均能基于課程教育獲取所需知識(shí)。由于終身教育不受時(shí)間條件、空間條件及年齡條件的限制，使終身教育具有終身性特點(diǎn)，各個(gè)年齡段人群均能夠根據(jù)自身教育需求，按照課程教學(xué)規(guī)范參與課程學(xué)習(xí)，切實(shí)滿足多方面教育發(fā)展需求，從根本上建立多維度教育發(fā)展體系，讓教育真正意義實(shí)現(xiàn)全階段發(fā)展貫穿，為教育發(fā)展的體系化、多元化推進(jìn)夯實(shí)基礎(chǔ)[1]。

1.2 開放性

終身教育不僅打破年齡限制的門檻，同時(shí)，在性別、崗位、社會(huì)背景、學(xué)歷等方面，也不存在教育管理門檻，不同學(xué)歷及不同工作崗位的個(gè)體，均能基于開放的終身教育平臺(tái)參與多個(gè)科目的學(xué)習(xí)實(shí)踐。從發(fā)展需求角度來說，終身教育改變傳統(tǒng)形式教育發(fā)展所采取的平臺(tái)對(duì)接教育模式，利用開放教育渠道、創(chuàng)新教育路徑及豐富教育體系形式，提升終身教育實(shí)際容納性與包容性，促使終身教育可以面向不同人群進(jìn)行開放，極大降低傳統(tǒng)邏輯下教育門檻，推動(dòng)全民教育發(fā)展，從公益化、個(gè)性化及多元化視角，構(gòu)建終身教育發(fā)展的新生態(tài)。

1.3 多樣性

現(xiàn)階段各國高等教育發(fā)展，均需要做好對(duì)前期階段學(xué)員學(xué)習(xí)能力評(píng)估，根據(jù)學(xué)員各項(xiàng)學(xué)習(xí)指標(biāo)差異，為其提供專業(yè)課程選擇建議，降低學(xué)員專業(yè)學(xué)科選擇多樣性、自由度。終身教育則無需通過教育篩選為學(xué)員安排課程內(nèi)容，學(xué)員能根據(jù)自身需求自主選擇學(xué)科內(nèi)容，進(jìn)一步提高教育選擇多樣性，充分突出的教育公平性、透明性原則。因此，滿足教育多樣性是終身教育的主要特征之一，對(duì)于提高多學(xué)科教育對(duì)接能力及解決教育不公平問題提供一定教育支持。從而，使終身教育保持一定教育前瞻性、先進(jìn)性。

2 新時(shí)代人工智能應(yīng)用終身教育教學(xué)優(yōu)勢(shì)

2.1 有助于提升終身教育的教學(xué)適應(yīng)能力

終身教育雖然相比于傳統(tǒng)邏輯下高等人才培養(yǎng)具有諸多的教育優(yōu)勢(shì)，但由于教育門檻相對(duì)較低，終身教育必須克服不同文化、不同學(xué)歷及不同宗教信仰等因素對(duì)教育發(fā)展影響。采用傳統(tǒng)模式解決這一問題，不僅需要消耗大量人力資源成本投入，同時(shí)，也導(dǎo)致終身教育質(zhì)量大打折扣，使終身教育失去本質(zhì)意義。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于終身教育領(lǐng)域，則可有效解決這一問題，使終身教育發(fā)展能基于不同文化視角及學(xué)歷背景，更好制定科學(xué)的教育方案，切實(shí)滿足終身教育發(fā)展多元化需求。短期來看，由于當(dāng)前人工智能缺乏自主意識(shí)，人工智能技術(shù)的教育輔助，仍然停留于對(duì)機(jī)械概念的處理與應(yīng)用，無法全面替代教師開展終身教育的課程教學(xué)工作[2]。但人工智能對(duì)于單一數(shù)據(jù)信息處理速度及數(shù)據(jù)運(yùn)算效率相對(duì)較高，能為教師及學(xué)員提供多個(gè)方面教育、學(xué)習(xí)輔助，極大提高教育效率及教育便捷性，對(duì)于推動(dòng)終身教育高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

2.2 有利于建立多元化終身教育教學(xué)發(fā)展體系

終身教育本身具有開放化的基本特點(diǎn)，能從多個(gè)維度為不同人群提供學(xué)習(xí)、教育支持。但部分地區(qū)終身教育由于采用教育模式教育單一，教育發(fā)展水平相對(duì)滯后，使其無法應(yīng)對(duì)多元化教育課程，容易在教育管理及課程教學(xué)方面產(chǎn)生紕漏，尤其在倡導(dǎo)終身教育自主化學(xué)習(xí)背景下，不利于終身教育工作有效開展。以人工智能技術(shù)發(fā)展為載體，構(gòu)建多元化終身教育發(fā)展平臺(tái)，則可更好彌補(bǔ)以上終身教育不足，使終身教育能實(shí)現(xiàn)教育發(fā)展的多元化推進(jìn)。人工智能技術(shù)應(yīng)用于終身教育的主要優(yōu)勢(shì)在于，能處理繁瑣教學(xué)管理工作項(xiàng)目?jī)?nèi)容，縮短終身教育的教學(xué)管理周期，提高短時(shí)間內(nèi)終身教育的教學(xué)有效性，利用人工智能技術(shù)輔助，可以更好為學(xué)員自主化學(xué)習(xí)及多學(xué)科協(xié)同教學(xué)培養(yǎng)提供幫助，解決終身教育的教學(xué)管理、調(diào)度難題，為終身教育教學(xué)工作穩(wěn)步推進(jìn)提供切實(shí)技術(shù)保障。

3 新時(shí)代人工智能終身教育教學(xué)主要技術(shù)內(nèi)容

3.1 智能課程教學(xué)輔助技術(shù)

智能課程教學(xué)輔助技術(shù)內(nèi)核主要應(yīng)用于智能教學(xué)輔助系統(tǒng)。智能教學(xué)輔助系統(tǒng)又稱ITS系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備錯(cuò)誤診斷、錯(cuò)誤分析、課程內(nèi)容預(yù)習(xí)、課程知識(shí)講解等多項(xiàng)功能。國內(nèi)對(duì)于ITS系統(tǒng)的運(yùn)用共經(jīng)歷三個(gè)階段。早期階段智能教學(xué)輔助系統(tǒng)，主要依賴于多媒體教學(xué)平臺(tái)加以運(yùn)用，教學(xué)功能涉及學(xué)習(xí)流程展示、學(xué)習(xí)重點(diǎn)分析、課程要點(diǎn)匯總等方向。早期階段智能教學(xué)輔助系統(tǒng)，更多是采用被動(dòng)支持教育邏輯，需要通過人工操作或人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)為課程教學(xué)提供幫助。后續(xù)階段隨著對(duì)智能教學(xué)輔助系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，智能教學(xué)輔助系統(tǒng)逐漸具備自主化教學(xué)輔導(dǎo)功能，可以針對(duì)學(xué)生考試成績(jī)分析、學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控等內(nèi)容為教師提供教育幫助。相比于第一階段智能教學(xué)輔助系統(tǒng)運(yùn)用，第二階段智能教學(xué)輔助系統(tǒng)升級(jí)，具備自主學(xué)習(xí)引導(dǎo)及自主判斷學(xué)生學(xué)習(xí)問題能力，在充分拓展教學(xué)輔助功能的同時(shí)，突出智能化教學(xué)特點(diǎn)。當(dāng)前階段所廣泛應(yīng)用ITS系統(tǒng)經(jīng)過二次升級(jí)，在系統(tǒng)能力、系統(tǒng)智能化處理能力、智能教學(xué)輔助能力方面得到充分提高，可以在無人工干預(yù)的情況下對(duì)學(xué)生提供學(xué)習(xí)支持，極大改變?nèi)斯ぶ悄芗夹g(shù)教育輔助地位，使人工智能系統(tǒng)能主導(dǎo)終身教育課程教學(xué)，提高課程教學(xué)效率及教育水平。

3.2 智能作業(yè)批改及考試審核

智能作業(yè)批改與考試審核功能，是由智能圖像識(shí)別與語音識(shí)別延伸而來。目前，我國大部分在線教育系統(tǒng)，均將智能作業(yè)批改及考試審核功能植入線上教育平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)這一功能底層邏輯共有三個(gè)部分組成。第一部分是圖像分析、采集及識(shí)別系統(tǒng)，通過傳感器數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)收集，將作業(yè)信息與考試信息與數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比對(duì)，按照比對(duì)結(jié)果差異對(duì)其進(jìn)行信息歸類，正確信息將通過第二部分?jǐn)?shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行儲(chǔ)存，錯(cuò)誤信息則通過數(shù)據(jù)引導(dǎo)進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯運(yùn)算，分析學(xué)生產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因，在完成數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)及考核成績(jī)統(tǒng)計(jì)之后，錯(cuò)誤信息也將打入第二部分?jǐn)?shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行總成績(jī)計(jì)算。第三部分則有大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)成，通過對(duì)學(xué)生作業(yè)、考試錯(cuò)誤信息采集，根據(jù)第二部分的分析結(jié)果在數(shù)據(jù)庫中尋找解題方案，以服務(wù)器端對(duì)接PC端或移動(dòng)端設(shè)備形式進(jìn)行數(shù)據(jù)加密傳遞。以此，完善全部智能作業(yè)及考試審核流程。在此過程中，教師無需通過強(qiáng)行干預(yù)進(jìn)行作業(yè)批改的二次處理，智能系統(tǒng)可以給予學(xué)生相關(guān)解題意見或?qū)W習(xí)建議，教師可以按照智能系統(tǒng)提供學(xué)習(xí)意見為學(xué)生提供教學(xué)支持。進(jìn)而，在保證教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)提升總體教學(xué)有效性。

3.3 智能自主學(xué)習(xí)引導(dǎo)

智能化自主學(xué)習(xí)引導(dǎo)，是我國最早普及智能教學(xué)功能之一。不同于智能教學(xué)輔助系統(tǒng)，智能自主學(xué)習(xí)引導(dǎo)，是面向?qū)W(xué)生自主化學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)設(shè)計(jì)智能應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由兩個(gè)系統(tǒng)模塊構(gòu)成。第一部分是學(xué)習(xí)引導(dǎo)對(duì)接系統(tǒng)，學(xué)生需要在信息卡內(nèi)填寫學(xué)習(xí)信息，包括課程學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)、學(xué)習(xí)薄弱項(xiàng)及所需學(xué)習(xí)課程內(nèi)容等。通常線上教育平臺(tái)會(huì)給予多個(gè)自主選擇教學(xué)選項(xiàng)，通過后續(xù)階段學(xué)生線上筆試考核，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)進(jìn)行了解，并對(duì)學(xué)生前期所填寫信息卡內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。智能系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生信息卡內(nèi)容與學(xué)習(xí)考核成績(jī)，安排相關(guān)的自主學(xué)習(xí)項(xiàng)目，學(xué)生能根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)度的差異，對(duì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目?jī)?nèi)容進(jìn)行調(diào)整。第二部分由智能教學(xué)輔助系統(tǒng)延伸而來，通過評(píng)估學(xué)生第一階段學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)及學(xué)習(xí)表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)薄弱項(xiàng)及學(xué)習(xí)問題進(jìn)行分析，而后有針對(duì)性的在大數(shù)據(jù)題庫內(nèi)篩選考核題目，組成一套全新考試題。若學(xué)生考核成績(jī)達(dá)到表述分?jǐn)?shù)線，則可進(jìn)行下一階段的課程學(xué)習(xí)，如學(xué)生實(shí)際考核成績(jī)未能達(dá)標(biāo)，則需根據(jù)智能自主學(xué)習(xí)引導(dǎo)系統(tǒng)推送學(xué)習(xí)信息及提出學(xué)習(xí)建議，繼續(xù)當(dāng)前階段的學(xué)習(xí)課程。智能自主學(xué)習(xí)引導(dǎo)，利用對(duì)學(xué)習(xí)管理權(quán)限的下放，使學(xué)生能自行主導(dǎo)學(xué)習(xí)方向，實(shí)現(xiàn)教育需求及學(xué)習(xí)訴求雙向?qū)樱嵘K身教育的教學(xué)實(shí)效性及總體教育水平[3]。

4 基于新時(shí)代人工智能終身教育教學(xué)應(yīng)用技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)匯總與信息管理模塊

通常情況下，數(shù)據(jù)匯總與信息管理模塊的設(shè)計(jì)，大部分由SQL技術(shù)進(jìn)行語言編輯。運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)核心優(yōu)勢(shì)在于，能進(jìn)一步模擬大數(shù)據(jù)平臺(tái)計(jì)算與云計(jì)算特征，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)畫像進(jìn)行抓取，根據(jù)學(xué)生各個(gè)方面學(xué)習(xí)能力及學(xué)習(xí)特點(diǎn)，構(gòu)建多維數(shù)據(jù)模型。該模型可以直觀的反映出學(xué)生學(xué)習(xí)不足及學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)，使智能化教育平臺(tái)，能以學(xué)生學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)為切入點(diǎn)，更好補(bǔ)齊學(xué)生課程學(xué)習(xí)短板。由于部分專業(yè)學(xué)科及學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)存在波動(dòng)，為保障數(shù)據(jù)信息采集的準(zhǔn)確性，并提高大數(shù)據(jù)畫像顆粒精細(xì)度，部分人工智能教育系統(tǒng)采用Deep Learning系統(tǒng)邏輯進(jìn)行底層構(gòu)架設(shè)計(jì)，通過深度學(xué)習(xí)提高智能系統(tǒng)實(shí)際數(shù)據(jù)整合與處理能力，幫助教師及學(xué)生更好掌握自身學(xué)習(xí)不足及教學(xué)缺失，使智能系統(tǒng)能準(zhǔn)確的進(jìn)行教學(xué)判斷，降低產(chǎn)生教育誤差及教學(xué)管理誤差的可能性[4]。除此之外，Network of Neuron也在近年來人工智能教學(xué)輔助系統(tǒng)開發(fā)方面得以廣泛運(yùn)用，對(duì)于更好模擬學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)及掌握教師教育狀態(tài)具有一定幫助，從根本上解決人工智能擬人化能力不足問題，使人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用可以更貼近實(shí)際學(xué)生學(xué)習(xí)、生活，為未來階段人工智能在終身教育領(lǐng)域發(fā)揮主導(dǎo)性教育優(yōu)勢(shì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.2 智能數(shù)據(jù)運(yùn)算與多媒體應(yīng)用模塊

長(zhǎng)期以來，多媒體平臺(tái)始終是我國信息化教育重要組成部分。然而，傳統(tǒng)意義多媒體平臺(tái)功能單一，無法滿足新時(shí)代教育發(fā)展新需求。人工智能系統(tǒng)對(duì)于多媒體平臺(tái)的運(yùn)用，可以根據(jù)專業(yè)學(xué)科教育需求的不同，對(duì)其系統(tǒng)功能進(jìn)行個(gè)性化定制。使其能從多個(gè)方面運(yùn)用智能化技術(shù)為終身教育提供教學(xué)支持。例如，MCAI在教學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用，則是基于傳統(tǒng)CAI系統(tǒng)構(gòu)架，對(duì)其系統(tǒng)功能進(jìn)行充分優(yōu)化，使其具備智能化教學(xué)輔助基本功能，重點(diǎn)對(duì)信息交互、感官刺激及操作功能進(jìn)行強(qiáng)化，使智能數(shù)據(jù)運(yùn)算系統(tǒng)運(yùn)用，可以適用于不同教學(xué)需求，更好以多媒體技術(shù)應(yīng)用為載體，實(shí)現(xiàn)將智能化技術(shù)、信息化技術(shù)及多媒體多數(shù)的有效融合，改變傳統(tǒng)枯燥的多媒體教學(xué)環(huán)境，極大提高智能化技術(shù)及多媒體技術(shù)的教育應(yīng)用針對(duì)性，為教學(xué)工作的有效開展創(chuàng)造便利條件。

5 結(jié)語

人工智能在終身教育教學(xué)中的應(yīng)用符合現(xiàn)代教育教學(xué)改革需要，人工智能技術(shù)是一種新型技術(shù)，終身教育教學(xué)是人的發(fā)展軌跡，人的一生是學(xué)習(xí)的一生，人工智能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)意識(shí)等方面都起到重要作用。人工智能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)終身學(xué)習(xí)起到輔助作用，尤其現(xiàn)在利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，是今后教育發(fā)展的趨勢(shì)，也是終身學(xué)習(xí)的重要方式，如何利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率是至關(guān)重要的，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)提高終身學(xué)習(xí)能力起到重要作用。

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