人工智能技術在計算機輔助教學中的應用

王 曦

（廣州工商學院，廣東 廣州510400）

1 人工智能在計算機輔助教學（CAI）中的應用價值

隨著以人工智能為代表的智能技術迅速迭代和成熟，其在多個領域得到了廣泛的研究與應用，特別是在教育教學的應用場景中，極大地促進了教育過程的改進。AI技術與教學的有機融合，可以為教學過程創造更加智能化、人性化的教學環境，為開展相關教學活動提供良好的氛圍。借助AI技術，還可以準確描繪出學生的個性化特征，使教學活動和過程的設計更有針對性，保證個性化教學的開展[1]。

人工智能還具有模擬人的思維結構、問題解決、信息展示和處理的能力。該技術可以實現問題解決和知識表征的過程；還可以通過知識庫的更新被不斷地迭代優化，進一步提高其在輔助教學中的適用性和實用性[2]。

人工智能技術在輔助教學中具有獨特的利用價值。借助人工智能技術可以對相關教學環節產生的數據和經驗建立感知數據模型，通過該模型可以輔助優化教師的教學活動。此外，通過利用數據分析和處理技術，學生可以更直觀、更清晰地了解學習內容，從而提升學習效率。因此研究人工智能技術與輔助教學的有機運用具有重要的實用價值。

2 人工智能在計算機輔助教學（CAI）中的應用現狀

目前通過人工智能在語言特征、智能理解和解決問題的基本策略，可以逐步獲得對非結構化和半結構化問題解決過程的理解，使學生能夠體驗更有效的教學方法。其次，借助AI技術培養學生多種思維方式，幫助他們更好地理解學習內容以及解決更多的實際問題。

然而AI技術在教學輔助中的應用尚處于起步階段，主要在信息技術課程或綜合實踐課程作為教師的指導輔助工具，只有少數學校將人工智能技術融入課堂教學。而且，AI技術在CAI中的實際應用還存在問題，如教學目標不夠科學、缺乏合理的規劃和教學設計、缺乏規范、教育行政部門對AI輔助教學不夠重視并且缺乏更深層次的研究。

3 人工智能在計算機輔助教學（CAI）中的具體應用

教學輔助領域中最常用的智能技術包括知識圖譜和數據科學。知識圖譜本身是一個具有屬性的實體通過關系連接而成的網狀知識庫，可將知識點之間的相互關系連接成一個圖譜結構[3]。從而為備課、教材編寫等工作進行知識點的梳理、對掌握學生的學習進度提供信息支持。數據科學是一門利用數據學習知識的學科，其目標是通過從數據中提取出有價值的部分來生產數據產品，在輔助教學領域中，研究人員可以通過聚類分析算法構建關于學生的特征、愛好、學習路線以及行為習慣的模型，從而針對不同類型的學生提供個性化的學習方法。

從教育場景來看，可將主流的場景分為教學、管理和評價等。對于不同的場景AI技術的應用也有不同的切入點。如表1中列舉了通過AI技術已實現的應用場景。

表1 通過AI技術已實現的CAI應用場景

基于AI的CAI可以創造出有趣、有競爭力的教學環境，激發學生的學習動力，使學生在充滿教育意義和明確教學目標的環境中獲得知識、技能，并在一定程度上提升心理素質。借助AI技術，也有助于開展遠程教學，充分發揮計算機網絡、通信、交互、并行處理以及數據庫等先進技術的作用，使得教學過程不再受時間和空間的限制。在教學管理的輔助層面，通過對課堂教學信息的采集和分析反饋，迅速為教師的教學決策和學生的學習方式選擇提供重要信息。

4 結語

綜上所述，借助人工智能技術可以使學生對學習內容有更直觀、更清晰的理解，還可以使教師更深層的了解學生，從而制定合理且高效的教學方法。人工智能技術中存在的問題不斷地被迭代優化，保證提高其在輔助教學中的適用性和實用性。

本文通過對人工智能技術在輔助教學中的現狀研究，分析兩者結合的特點，并且通過分析前者在后者中的應用，得出了AI的具體作用，最后總結了基于人工智能的輔助教學的過程、教學模式和教學策略。