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            現代教育教學中人工智能的運用
            發布時間:2020-04-18

              摘    要: 隨著我國科學技術的迅猛發展,人工智能系統也日益普及和應用,而人工智能技術也成為21世紀三大尖端科技之一,在教育教學領域中有效應用人工智能系統,呈現出十分顯著的應用優勢,對于整體的教育教學領域來講,都有著極為深遠的影響;诖,本文重點探討和分析人工智能系統在教育教學領域的應用情況,希望本文的簡要分析能夠為相關從業人員提供一定的參考和啟示。

              關鍵詞: 人工智能系統; 教育教學; 應用研究;

              Abstract: With the rapid development of science and technology in our country,artificial intelligence systems are increasingly popular and applied,and artificial intelligence technology has become one of the three most advanced technologies in the 21st century,it has a very significant application advantage and has a far-reaching influence on the whole field of education and teaching.Based on this,this paper focuses on the application of artificial intelligence system in the field of education and teaching,I hope the brief analysis of this paper can provide some reference and inspiration for relevant practitioners.

              Keyword: Artificial Intelligence System; education and teaching; applied research;

              目前,人工智能技術取得突飛猛進的發展,在發展的過程中,人們也越來越著重關注該技術的重要性和必要性,在教育教學領域,使其得到持續深入的應用,并呈現出巨大的應用優勢,對于整體的教學過程,教學管理等一系列方面都有著特別深遠的影響。人工智能系統可以針對教學環境進行不斷的優化和改善,使學生的積極性,主動性和創造性得到充分的激發,同時使教學管理水平顯著提升,確保教學管理更合理高效。隨著科學技術的迅猛發展,使得人工智能系統更加完善,日趨成熟,相關方面的研究成果為進一步有效應用到教育教學領域,所呈現出的應用效益越來越顯著,為教育教學全新面貌的呈現作出應有的貢獻。

              一、人工智能的概念

              通常我們所稱之為的人工智能,也叫做機器智能,這個概念最早是在1956年的Dartmouth學會上提出的。人工智能是一門綜合性的學科,融合了計算機科學、控制論、信息論、心理學、語言學等多個學科和專業,并且互相滲透有效融合發展而來,人工智能所要探究的問題是怎樣才能更有效的利用計算機針對人腦所從事的各項思維活動進行模擬并開展相對應的行為,通過這種方式從根本上有效解決人類專家才能處理的各項復雜問題。換句話說,人工智能主要分成兩部分內容,分別是人工和智能,也就是說人造的智能。人工智能是研究怎樣才能制造出智能化的機器或者智能系統,針對人類的各項智能活動和思維模式進行模擬,通過這種方法使人們的智能得到進一步的延伸和拓展的科學。
             

            現代教育教學中人工智能的運用
             

              二、人工智能和教育教學領域的關系

              人工智能和人工智能系統在1956年誕生的,其最初的設計研究和應用領域就和教育教學有著至關重要的緊密聯系。人工智能系統本身就是從根本上有效研究怎樣才能充分確保計算機更有效的融合教育,提升智能的科學技術。人工智能研究成果對于人們的各項教育教學內容起到至關重要的推進作用,作用于教育的各個環節,對于教學質量的提升有著至關重要的直接影響。例如,在教育教學過程中有效應用人工智能系統,可使教育教學的工作效率得到顯著提升,使教師的工作數量和時間有效縮短,對于受教育者的智能有著十分明顯的提升作用。與此同時,有效利用人工智能系統能充分創設全新教學模式,例如,可進行網上學習,共同體合作學習等等。

              三、人工智能在教育教學中的主要作用

              1.知識的表示與訪問。

              以人工智能為基礎的知識表示是把知識作為研究對象,通過計算機的軟件硬件,計算機科學以及人工智能和專家系統技術,以此作為工具,以哲學,心理學,邏輯學等為方法和指導,確保知識表達能夠有效轉化,成為可以進行直接處理的知識庫,然后通過計算機智能針對人類專家或者人工智人類智能來進行有效模擬,通過這種方法,更科學合理而且精準快速的自動化處理知識。通常情況下,它不屬于數據管理或者信息管理的數據層次,而是一種智能化的層次,更有效的處理知識。而通過計算機輔助教育,對于知識進行表達和訪問是其中至關重要的內容,在具體的應用過程中呈現出十分顯著的作用。

              2.符號計算。

              針對符號計算而言,所涉及的內容主要包括數值計算,符號計算和函數作圖等等,在具體的應用過程中所涉及的代表性軟件主要包括Mathematica等,這個軟件在教育教學領域有著十分顯著的應用優勢,對于整體計算機使用方式的發展,都有著特別深刻的影響,而它也從某種程度上標志著現代科技計算的啟程。Mathematica被越來越深入廣泛的應用在教育教學領域,已經延伸出成百上千的課程種類,從高中課程到研究生課程,在實踐的過程中都把該軟件和符號計算模式作為基礎。當前,隨著各種類型的學生版的發布和應用,Mathematica實現了更大程度的創新和完善,并且在世界范圍內不同專業的教育教學類型中都得到顯著的應用,所呈現出的應用優勢日益提升。

              3.針對學生學習過程中所涉及的錯誤,可以自動化的診斷。

              在具體操作過程中有效利用人工智能系統,可以確保學生在學習過程中某種程度上的錯誤進行及時有效的自動化診斷,在更大程度上提升教師的教育水平,及時有效的發現學生的錯誤,而且能夠探究到錯誤的源頭,從而進行更有針對性的輔導和建議。與此同時,在具體的教學過程中,可以結合學生的身心發展特點和學習實際,自動化的選擇與之相對應的教學內容,這樣能夠針對整體教學進度進行自動化的調整和優化,并且選擇更科學合理的教學策略和方法。

              4.充分構建智能性超媒體教學系統。

              超媒體系統能夠具備更為理想的教育環境,這樣能夠使學生的學習興趣以及積極性主動性得到充分的激發,但是很難保障實現預期的學習目的。與此同時,因為針對所教學的對象不能夠充分的了解,因此無法起到切實有效的指導性作用,不能真正意義上實現因材施教,針對這樣的情況,在更大程度上有效確保智能系統和超媒體教學系統兩者有效融合,優勢互補,在具體的應用時間中,這樣能夠進一步研發出全新一代的高性能智能超媒體教學系統,所呈現出的應用效果特別顯著,應用價值巨大。

              四、人工智能在現代教育教學中的應用情況

              1.智能教學系統。

              智能教學系統是人工智能技術中在教育教學領域中十分重要的組成部分,同時也是對計算機輔助教學相關研究的深入發展和全新體現。智能教育系統的根本宗旨是為學生創設出更加優良和諧的學習環境,確保學生能夠針對各項資源進行及時有效的調用,充分優化,更有效的接受全方位,多角度的學習服務,這樣才能呈現出更加理想的學習效果。當前,智能教學系統主要是通過智能主體技術來有效構建教師主體,學生主體和教學管理主題,在具體操作過程中,可進一步結合學生身心發展特點和學習實際,設計和制定出與之相對應的教學策略,并在具體教育教學過程中加以有效執行,以此為學生提供更高效,更個性化教學服務。當前,在智能教學系統中最新的發展方向就是以網絡為基礎的分布式智能教學系統,它能充分確保不同地區的學生能夠在創設出的虛擬環境中共同學習和討論,使網絡資源得到更充分利用,這樣能夠確保學生積極性,主動性和創造性得到充分發揮,從而呈現出更理想的教學效果。

              2.智能網絡組卷閱卷系統。

              當前,在教育教學領域無紙化考試已經成為大勢所趨,是一種新型的形式,建立管理題庫,選題組卷考試與閱卷等一系列相關環節,不僅在形式方面對傳統的紙質考試進行不斷的創新和完善,與此同時,也能夠在更大程度上改進考試的設計和評價環節。智能化的網絡組卷系統有著十分顯著的應用優勢,其成本更低,效率更高,保密性更好。與此同時,以網絡為基礎的數據庫也能夠夠有效的收集和分析知名教師編寫的經典習題,充分實現教師研究成果的共享,使試卷的質量得到顯著提升。通過智能閱卷系統可以針對試卷進行更有效的識別,從根本上有效降低試題的出錯率,使閱卷流程更簡明,工作效率更高。

              3.智能決策支持系統。

              智能決策支持系統在教育教學領域中有效應用,是把人工智能和決策支持系統互相融合,充分利用專家系統,這樣能夠確保決策支持系統更有效的發揮作用,充分應用在人類的知識層面。例如,決策問題的描述性知識,決策過程中的過程性知識等等,利用邏輯推理的方式,針對比較復雜的決策問題進行切實解決。智能決策支持系統所涉及的組成部分主要包括數據庫、模型庫、方法庫、人機接口以及智能部件等等多種因素。當前,在教育教學領域中,決策支持系統中智能決策支持系統成為主流發展方向,在網絡教育領域有著極其深遠的發展潛力,應用前景巨大。

              4.智能仿真教學系統。

              在教育教學領域,特別是遠程教育教學過程中,實驗教學是其中至關重要的組成部分和核心教學環節,在具體的教學過程中,充分利用智能化仿真教學系統,其應用優勢也十分顯著,智能仿真技術是高度集成人工智能和仿真技術,它可以有效突破傳統的仿真模型和建模方法的局限性,突破建模間距界面單調和結果費解等相關方面的問題,智能仿真系統可以在某種程度上替代專家完成建模、設計實驗、理解及評價仿真相關內容,有著特別顯著的學習能力,通過智能仿真系統針對實驗教學課件進行開發和挖掘,能使人力物力得到有效節省,從而呈現出更為顯著的效益。

              總而言之,通過上面的分析和探討,我們能夠充分看出,當前隨著科學技術的迅猛發展,人工智能技術也實現了長足的進步,在更大程度上改變著人們的思維方式和行為模式,與教育教學領域也有著至關重要的推進作用,使教育教學的效率得到顯著提升,創新教育教學模式。在未來的發展過程中,相信在人工智能系統的支持之下并對其進行更深入的應用,這樣能夠使我國教育領域實現創新式的發展。

              參考文獻

              [1] 王曉根.基于遺傳算法的網絡教學資源共享優化調度[J].電化教育研究,2016(10).
              [2] 金聰,郭京蕾.人工智能原理與應用[J].北京:清華大學出版社,2017.10.
              [3] 尹朝慶,尹皓.人工智能與專家系統[M].北京:中國水利水電出版社,2012.

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