人工智能計(jì)算機(jī)教育論文

時(shí)間:2022-05-10 10:15:01

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人工智能計(jì)算機(jī)教育論文

摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,人類已經(jīng)步入智慧教育時(shí)代。在新的時(shí)代背景下,人工智能得到了大范圍的開(kāi)發(fā)和推廣,已經(jīng)和教育事業(yè)相結(jié)合,發(fā)展成為人工智能為主導(dǎo)的智慧教育模式,為教育事業(yè)的發(fā)展和變革做出了很大的貢獻(xiàn)。本文基于當(dāng)代的教育背景,以計(jì)算機(jī)教育為切入點(diǎn),分析了人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育工作的推動(dòng)和影響,主要探討了智慧教育和人工智能的本質(zhì)和特征,剖析了當(dāng)前人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn),并對(duì)人工智能在未來(lái)的某一階段對(duì)計(jì)算機(jī)教育事業(yè)的推動(dòng)和變革做出了展望和預(yù)測(cè)。希望本文能夠給相關(guān)行業(yè)內(nèi)朋友提供一點(diǎn)小小的啟示和幫助。

關(guān)鍵詞:智慧教育;人工智能;計(jì)算機(jī)教育;推動(dòng);變革

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,我國(guó)的教育事業(yè)面臨著巨大的洗牌和轉(zhuǎn)型升級(jí)。教育朝著更加信息化、智能化的方向發(fā)展。如今,智慧教育成為了當(dāng)下教育行業(yè)的潮流。當(dāng)前的教育事業(yè)的工作者或者專家學(xué)者都表態(tài)對(duì)于智慧教育充滿著信心。智慧教育得以發(fā)展的依托還是基于當(dāng)前火熱的人工智能技術(shù)。人工智能能夠?qū)γ恳晃粚W(xué)生進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,從學(xué)生的歷史數(shù)據(jù)中分析學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣于性格特征,分析出學(xué)生適合的發(fā)展方向,因材施教,并結(jié)合學(xué)生的興趣于意向?yàn)槠渲贫▽W(xué)習(xí)計(jì)劃,為他們量身定制專屬于他們的個(gè)性化教育方案,讓教育過(guò)程更加具有智慧性和科學(xué)性。此外,智慧教育還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與學(xué)習(xí)狀態(tài),及時(shí)針對(duì)學(xué)生做出調(diào)整。智慧教育不僅是教育教學(xué)的改革,更是智能科技發(fā)展的先進(jìn)方向,是先進(jìn)科技的實(shí)際應(yīng)用的探索。

一本文相關(guān)基本理論概述

(一)智慧教育內(nèi)核和特征。智慧教育其實(shí)就是一種宏觀的教育系統(tǒng),里面包括萬(wàn)象,形成一張巨大的智慧教育網(wǎng)絡(luò),這個(gè)智慧教育體系里面包含智慧校園、智慧課堂、智慧服務(wù)等一系列與智慧教育相關(guān)的板塊,共同打造出智慧教育這樣一個(gè)智能型的體系。智慧教育的發(fā)展依托于當(dāng)代快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),包括物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等新興科技,基于強(qiáng)大的現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),智慧教育完全打破了傳統(tǒng)教育模式存在的弊端,具有一種智能化、個(gè)性化、可感知化以及實(shí)用性強(qiáng)大的教育服務(wù)系統(tǒng),體現(xiàn)了數(shù)字化媒體教學(xué)的高級(jí)階段的特征,也具有現(xiàn)代化教育信息化的內(nèi)核。(二)人工智能。人工智能是最近幾年發(fā)展出來(lái)的一種新興科學(xué)技術(shù),簡(jiǎn)稱為AI,是一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),他能夠通過(guò)科學(xué)技術(shù)的手段,將人們置身于虛擬的世界,并完美還原一定的逼真度,給人一種身臨其境的感覺(jué)。人工智能技術(shù)包含的學(xué)科很多,是一種多學(xué)科融合,跨領(lǐng)域的一種應(yīng)用型技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)指紋識(shí)別、圖像識(shí)別、語(yǔ)音智能識(shí)別、機(jī)器人系統(tǒng)、高度仿真模擬等一系列應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)超越人類智慧的一種高科技。

二人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)教育中的應(yīng)用

(一)智能決策支持系統(tǒng)。智能決策支持系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合教學(xué)政策等信息為計(jì)算機(jī)教育教學(xué)提供決策、制定教學(xué)目標(biāo)于教學(xué)方案的系統(tǒng)。以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)教學(xué)可以為學(xué)校提供多種決策模型以及教學(xué)方案,節(jié)約了教師的時(shí)間,也為教師提供了參考,便于教師改進(jìn)教學(xué)模式,調(diào)整教學(xué)進(jìn)度,提高了教育教學(xué)的效率。智能決策系統(tǒng)的應(yīng)用也使學(xué)生們更加適應(yīng)學(xué)校的教學(xué)模式,在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠更上教學(xué)進(jìn)度,對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有了更加深刻的理解。智能決策系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)教育中的重要改革,為我國(guó)大量高校的計(jì)算機(jī)教育提供了發(fā)展助力。(二)智能教學(xué)專家系統(tǒng)。智能教學(xué)專家系統(tǒng)能夠模擬傳統(tǒng)的授課環(huán)境,并在其中加入人工智能技術(shù)的支持,提供影視播放、文本展示等多媒體功能,讓學(xué)生們既能于教師進(jìn)行交流,又能在開(kāi)放式的教學(xué)環(huán)境中自己體悟于感知。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),智能教學(xué)專家系統(tǒng)能夠?qū)鹘y(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)代技術(shù)有機(jī)結(jié)合,提高課堂教學(xué)效率與教學(xué)成果。通過(guò)這一系統(tǒng),學(xué)生不僅能夠與智能化的教學(xué)專家交流,獲取自己想了解的內(nèi)容,還能夠檢查自己的學(xué)習(xí)成果,進(jìn)行自我反省。智能教學(xué)專家系統(tǒng)還可以為學(xué)生量身定制教學(xué)課程,根據(jù)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、理解能力等為學(xué)生提供合適的學(xué)習(xí)材料,真正做到因材施教。(三)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)。智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)使計(jì)算機(jī)教育過(guò)程中的輔助系統(tǒng),它能夠協(xié)調(diào)各類教學(xué)資源,為學(xué)生方便快捷的獲取想要的知識(shí)提供便利。同時(shí)它還能幫助了解分析學(xué)生的現(xiàn)狀,掌握學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中的缺陷與短板,同時(shí)對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行整合分析、管理,使其得到充分的利用。由此可見(jiàn),智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育的重要支撐,沒(méi)有它的存在,學(xué)生和教師無(wú)法利用人工智能強(qiáng)大的功能為自己服務(wù)。(四)智能仿真技術(shù)。近年來(lái)應(yīng)用智能仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)CAI實(shí)驗(yàn)課件將有望為打通遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的瓶頸開(kāi)啟方便和智慧之門。智能仿真技術(shù)IST是不斷發(fā)展變化的仿真環(huán)境促成和推動(dòng)的一種技術(shù)開(kāi)發(fā),是人工智能與仿真技術(shù)的高度集成。IST力求克服以往傳統(tǒng)仿真的模型及建模方法的局限性以及建模艱巨、界面單調(diào)和結(jié)果費(fèi)解等方面的問(wèn)題,重點(diǎn)研究廣義仿真模型、仿真模型生成、智能仿真算法、智能仿真界面、仿真結(jié)果分析、多庫(kù)仿真軟件、綜合仿真語(yǔ)言、仿真信息預(yù)處理等仿真技術(shù)。IST在輸入信息預(yù)處理、仿真模型生成、仿真算法的靈活性有效性、仿真結(jié)果的分析解釋等方面,體現(xiàn)智能性、適用性和友好性。由于智能仿真系統(tǒng)在某種程度上可替代仿真專家完成建模、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、理解及評(píng)價(jià)仿真結(jié)果這些本需專家來(lái)完成的步驟,并具有一定的學(xué)習(xí)能力。因此,運(yùn)用智能仿真系統(tǒng)來(lái)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件可以大大節(jié)省人力物力,降低開(kāi)發(fā)成本,加快開(kāi)發(fā)速度,縮短開(kāi)發(fā)周期。(五)智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)。無(wú)紙化考試是教學(xué)考核的重大改革,也是考試發(fā)展的方向。無(wú)紙化考試技能節(jié)約資源,又能很好地杜絕作弊現(xiàn)象。無(wú)紙化考試過(guò)程包括題庫(kù)建設(shè)、選題組卷、考試、以及考核結(jié)果判定于展示等環(huán)節(jié)。智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)能夠以題庫(kù)為基礎(chǔ)進(jìn)行組卷,節(jié)省了教師出題的時(shí)間,并且能夠形成自動(dòng)化的考試流程,減少考試過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題,降低作弊幾率。智能組卷系統(tǒng)能夠很大程度上滿足教師對(duì)試卷的要求,且具有保密、高效、一致性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),各高校教師也可聯(lián)合起來(lái)建設(shè)題庫(kù),將學(xué)生日常學(xué)習(xí)中的易錯(cuò)點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行記錄,保證考試結(jié)果的真實(shí)性與可參考性??傊?,智能考試系統(tǒng)能夠極大的減少教師的工作,提高教學(xué)評(píng)價(jià)的真實(shí)性,為學(xué)生們?nèi)蘸蟮慕虒W(xué)計(jì)劃提供參考。

三人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育面臨的困難

(一)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)碎片化,系統(tǒng)化程度不高。目前,人工智能應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育事業(yè)的時(shí)間不是很長(zhǎng),因此相對(duì)來(lái)說(shuō)還是不是特別的成熟,還有很多地方需要去實(shí)踐和優(yōu)化。目前,人工智能應(yīng)用在計(jì)算機(jī)教育中存在的最為主要的問(wèn)題就是學(xué)生只是比較零散、系統(tǒng)化程度不夠。人工智能在一定程度上雖然能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和積極性,但是學(xué)生們很容易選擇自己所感興趣的方面學(xué)習(xí),而對(duì)于不感興趣的就忽略,學(xué)生們選擇上的自由導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)不系統(tǒng),過(guò)于零散,不利于學(xué)生形成一個(gè)完整而又系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系,對(duì)于他們將來(lái)的職業(yè)生涯的發(fā)展也是有影響的。(二)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性不強(qiáng),管理難度增大。人工智能在一定程度上改變了傳統(tǒng)的教育模式,學(xué)生們擁有更加多的自主權(quán),課堂的上課模式也由傳統(tǒng)的老師講課,學(xué)生聽(tīng)課為主轉(zhuǎn)變成了學(xué)生學(xué)習(xí)為主,老師只是扮演一個(gè)引導(dǎo)和答疑解惑的作用。這種新的模式對(duì)于那些有主見(jiàn),自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常有好處的,充分給與了他們自幼學(xué)習(xí)的時(shí)間,課堂的學(xué)習(xí)效率變高了,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力增強(qiáng)了,學(xué)生的想象力和創(chuàng)新力可以得到更為充分的發(fā)展。但是對(duì)于那些自主性較差的學(xué)生來(lái)說(shuō),這種新型的上課模式不一定特別適合他們。一方面,他們的自學(xué)能力較差,在課堂上讓他們自主學(xué)習(xí),完全擺脫老師的干擾,他們往往就比較迷茫,不知道怎么學(xué)習(xí),導(dǎo)致上課的寶貴時(shí)間被浪費(fèi);另一方面,他們的自律性往往比較差,不能夠很好的利用課堂上的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí),而是用來(lái)開(kāi)小差、玩游戲、聊天等與課堂學(xué)習(xí)無(wú)關(guān)的活動(dòng),嚴(yán)重影響了他們課堂學(xué)習(xí)的效率,并且老師對(duì)他們的管理難度也增加了。(三)人工智能的應(yīng)用引發(fā)人們的擔(dān)憂。人工智能應(yīng)用于教育教學(xué)系統(tǒng)需要獲取學(xué)生的詳細(xì)數(shù)據(jù),這不可避免地造成了人們對(duì)隱私泄露的擔(dān)憂。不法分子有可能利用計(jì)算機(jī)技術(shù)竊取學(xué)生以及學(xué)校的數(shù)據(jù),對(duì)學(xué)生和學(xué)校而言是極大的安全隱患。因此,解決數(shù)據(jù)安全問(wèn)題是人工智能廣泛應(yīng)用的一大障礙。此外,人工智能雖然有強(qiáng)大的分析能力,但是其結(jié)果依賴于數(shù)據(jù)的支持,而對(duì)于學(xué)生而言,存在許多不能用數(shù)據(jù)明確顯示的因素,例如家庭情況、性格、愛(ài)好或者身體健康狀態(tài)的變化等,這些因素將會(huì)造成分析結(jié)果的失真,進(jìn)而對(duì)學(xué)生的教育于發(fā)展造成不良影響。因此人工智能技術(shù)的準(zhǔn)確性與改進(jìn)程度也是人們對(duì)人工智能信任程度的影響因素。人工智能能否順利應(yīng)用于智慧教育仍需進(jìn)一步探索于研究。

四人工智能對(duì)計(jì)算機(jī)教育的推動(dòng)和變革

(一)推動(dòng)教育理念的變革。智慧教育是未來(lái)信息化教育的一種發(fā)展階段,智慧教育的出現(xiàn)帶領(lǐng)和引領(lǐng)新的教育模式,推動(dòng)了教育理念的改革,促使教育活動(dòng)跨越了傳統(tǒng)教育模式的束縛,發(fā)展成為智能化、自主化、現(xiàn)代化的一種新型的教育形態(tài)。智能化的融合使得人工智能廣泛的應(yīng)用于教育行業(yè),實(shí)現(xiàn)了教育行業(yè)質(zhì)的飛躍。在計(jì)算機(jī)的教學(xué)過(guò)程中,人工智能能夠打破學(xué)生在學(xué)習(xí)階段遇到的問(wèn)題,突破空間上的約束,實(shí)現(xiàn)家庭教育、社會(huì)教育、學(xué)習(xí)教育多位一體的復(fù)合式教育,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教育的大突破和大發(fā)展。人工智能最大的優(yōu)勢(shì)就是可以通過(guò)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)分析,將智慧校園和學(xué)生的學(xué)習(xí)空間緊密聯(lián)系起來(lái),為學(xué)生們量身制定一份專屬于他們自己的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案,并且不斷地進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控,保證學(xué)生學(xué)習(xí)后的效果,不在僅僅依賴于學(xué)校這個(gè)媒介進(jìn)行學(xué)習(xí),讓學(xué)習(xí)可以無(wú)處不在,自由掌控,從而達(dá)到建立起終身性質(zhì)的學(xué)習(xí)體系。(二)推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容的變革。智慧時(shí)代下人工智能推動(dòng)了計(jì)算機(jī)教學(xué)內(nèi)容變革,實(shí)現(xiàn)了人工智能輔助教學(xué)系統(tǒng)幫助學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)知識(shí),并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟進(jìn)和追蹤,為下一步對(duì)學(xué)生制定個(gè)性化的教學(xué)方案或改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容做好基礎(chǔ),所有的反饋結(jié)果教師可以輕松做到實(shí)時(shí)的跟進(jìn),達(dá)到實(shí)現(xiàn)因材施教的目的,完全推動(dòng)了教學(xué)內(nèi)容的改革。此外,人工智能還能夠?yàn)閷W(xué)生打造一個(gè)以計(jì)算機(jī)技能學(xué)習(xí)為主的針對(duì)性平臺(tái),在平臺(tái)上師生可以進(jìn)行充分的交流和溝通。這個(gè)平臺(tái)不局限于線下,在線上也可以輕松實(shí)現(xiàn)老師和學(xué)生之間的溝通和交流,可以設(shè)置一個(gè)專門的時(shí)間來(lái)進(jìn)行答疑交流活動(dòng)。其他時(shí)間,機(jī)器人助理就可以輕松回答學(xué)生們存在的問(wèn)題,大大減輕了老師的工作負(fù)擔(dān),提升了效率。此外,人工輔助智能教學(xué)系統(tǒng)還能夠通過(guò)深度學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言來(lái)生成專門的計(jì)算機(jī)教育內(nèi)容,其質(zhì)量與真人編寫的相差無(wú)幾。(三)減輕了教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)。智慧教育時(shí)代對(duì)于教師來(lái)說(shuō)是一個(gè)利好的時(shí)代,人工智能的介入很大程度上減少了傳統(tǒng)教育模式下老師備課、講課、批改作業(yè)、對(duì)學(xué)生進(jìn)行答疑解惑等各個(gè)環(huán)節(jié)所花費(fèi)的時(shí)間,大大節(jié)省了老師的時(shí)間,提升了教學(xué)的效率。人工智能可以幫助老師解決很多繁瑣型的工作,老師節(jié)省下來(lái)的時(shí)間可以花費(fèi)在學(xué)習(xí)前沿性的知識(shí)和研究,不斷給自己充電的過(guò)程中,對(duì)于老師未來(lái)的職業(yè)生涯的發(fā)展也是十分有幫助的。比如說(shuō),以前的傳統(tǒng)模式下,老師一般是親自批改作業(yè),或者叫成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生幫忙批改作業(yè),人工的勞動(dòng)比較辛苦?,F(xiàn)在,在智慧教育模式下,老師完全可以把這種重復(fù)性的工作交給人工智能作業(yè)批改機(jī)器人,大大提升教學(xué)的效率。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中,老師都是根據(jù)教材和教學(xué)進(jìn)度編制教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容。但是,在新的智慧教育時(shí)代的背景下,老師完全可以通過(guò)人工智能技術(shù),對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行改良,建立起交互性的教學(xué)系統(tǒng)。學(xué)生可以利用該系統(tǒng),結(jié)合自身的實(shí)際需求,有針對(duì)性的進(jìn)行學(xué)習(xí),更加有利于學(xué)生獲得他們想要的知識(shí)和內(nèi)容。課堂也由傳統(tǒng)的老師教課為主,轉(zhuǎn)變?yōu)榱藢W(xué)生們上課索取知識(shí)為主,并且能夠有效的提升學(xué)習(xí)的效率和水平。

五結(jié)語(yǔ)

綜上所述,我們可以看到,智慧教育的興起是時(shí)代進(jìn)步的不可阻擋的趨勢(shì),我們應(yīng)該順勢(shì)而為,利用好人工智能這一強(qiáng)大的科技手段,助力于我國(guó)的計(jì)算機(jī)教育,大大的提升教育的質(zhì)量和效益。其實(shí),人工智能已經(jīng)滲入到了教育行業(yè)的各個(gè)方面,推動(dòng)了計(jì)算機(jī)教育在教育理念、教學(xué)內(nèi)容、授課方式、教學(xué)模式等各個(gè)方面的改變,將會(huì)給教育行業(yè)帶來(lái)巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為一名教育工作者,應(yīng)該時(shí)刻不斷提升自己的專業(yè)的教學(xué)能力,不斷為自己充電,這樣才能夠在人工智能來(lái)臨的時(shí)代,發(fā)揮出自己的價(jià)值,而不被機(jī)器人輕易取代。此外,還需要積極學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外前沿的最新的知識(shí),鍛煉自己大腦具備思辨能力。

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作者:肖志強(qiáng) 單位:石河子大學(xué)