AI人工智能在教学应用分析

文库 (41) 2021-04-25 16:27:58

1 引言
千年以来,学校的主体人物是学生,而学生得到知识的渠道便是教师,传统知识的传授一般是教师讲学生听的模式,老师是“传道授业解惑”的角色。传统的教育培养出来的大多数重书本,轻实践,动手能力差,创造能力差。这样落后的教学不能适应国家的需要。
人工智能作为一个新兴学科,已经为当下人们的生活带来了很多便利,极大的改变了人们的生活,人工智能涉及到生活的很多方面,给教育也带来了很大的影响。人工智能可以分为三个等级,(1)弱人工智能,智能专注一个事情或一个领域,如下围棋;(2)强人工智能,堪比人类的智慧;(3)可以比人类智慧超过1000倍的人工智慧。
2 人工和智能含义
人工智能顾名思义,分为两个部分。首先是人工,人工从字面意思理解就是人类所创造出来的,通过人的能力而得到的就是讲的人工。而智能相对来说理解就较为广泛,不同的人可能由不同的见解,智能就每个个体而言,都不尽相同,对于大众来说,更是无法确切的给出“智能”的定义,但是,要想进一步实现人工智能,加深对自身智能的了解是很有必要的。
3 计算机辅助教学系统及其现状
计算机辅助教学(CAI),其实就是相当于另外一种传授知识的方式,跟传统课堂教学有所不同,教师可将要传授的知识通过软件或者课件的辅助形式传授给知识的接收者。这样就可以使知识更加直观的呈现在学者眼前,使受众群体通过视觉感受更加直观的实现对知识的学习。国外采用这种教学方式较多,就教学成果来说,结果是很乐观的。对于国内来说,芮然在CAI技术方面晚于国外,但其迅猛的发展速度,使得CAI技术在二十世纪八十年代就已经成为一些高校的热门课题了。
3.1 计算机辅助教学的现状
CAI能够实现其功能,关键在于AI的技术支撑,例如一些定理的推理过程及其推理方法、一些复杂符号的形成等,在CAI系统中都可见到。
在以前的CAI使用过程中,其学习模式主要采用两种形式:决策理论和随机学习。这种教学方式的出现使学习过程更加高效。随着AI技术的更加深入的发展,CAI系统中添加了学习的行为及训练策略,这种方法可以控制训练策略并给出适合学生的学习内容。
到目前为止,大多数的CAI都是将所有教学信息以编程方式预置于课件中,一旦完成这样的CAI课件,所有的教学改动都会给维护工作带来不便。所以CAI系统多个方面存在一定的不足,需要从下面几个角度进行考虑,寻求解决方法。
(1)缺乏开放性。由于CAI系统是设计者根据既定的目标对程序进行编写的,一旦完成设计,使用者只有使用权限,没有编辑权限。其缺点如下:1)固定内容的局限性使得课件的应用变得狭窄;2)既定的运行路径使得教學缺乏自主性;3)教学针对性不强;4)在拥有新资源时,不能在原来的基础上对系统进行设计使用,仅能作为一次使用。
(2)人机交互能力不足。在当下的课堂教学中,最常见的就是教师以光盘中的知识构架为主题,借助多媒体进而实现教学。但是这种教学方式相对比较被动,教师的教学流程只能按照光盘中既定的顺序进行讲解,而不能根据课堂气氛或者老师的意愿进行随意改动,从而使整个教学过程更加有束缚感,结果是学生和老师都不是课堂的主宰,而是被动的接受方。
(3)忽视课程本身的特点。CAI系统因其自身的因素使得在具有不同教学目的时,没有针对性,而是只要是这一部分内容,在进行不同知识点讲解时,出来的画面都一样。比如说,涉及到很多曲线和曲面的课程,在对一些知识点进行讲解时,只需将这些曲面等呈现出来就好,但是对于一些图形形成的算法进行训练传授时,如果可以把曲面的形成过程逐步的显示出来,在教学效果方面,无疑可以达到事半功倍的效果。
(4)师生之间缺乏互动。在使用课件的过程中,如果学者有什么疑问,得不到及时的解决与反馈。同时,很多课件不支持链接互谅,这样就失去了互联网带来的大量资源和信息,它们不能提供方便的学习和讨论空间,不能提供师生随时随地的交流方式,也不能提供实现远程教学的条件。
(5)缺乏教学策略。在课件制作过程中制作者往往忽略了教学策略这一点。例如:大多课件都只能播放而不能互动。其实,使用课件教学只是一种手段,而不是一个目标,在教学设计理论的指导下,要强调课件的有效性,重点是帮助学生学习新知识,掌握新技术,培养各种能力,而不是表面上的“精美”。
(6)智力不足。现有的CAI课件系统不能对不同层次的学生进行教育,学生的学习是被动的,学生不能通过系统自动提供学习辅助信息来选择学习。对于老师们来说,不能亲身参与到教学当中,也不能根据每个学生的特点去更改相应的教学方案,因此没有智力。
总之,虽然计算机辅助技术为当下的教学提供了很多便利,但是,其存在的问题已越来越不可忽视。随着科技的持续发展,技术的革新速度越来越迅速,这就吸引力众多学者针对智能化方面进行了诸多探索,进而使大力发展和优化CAI系统成为了新的发展趋势。   3.2 智能计算机辅助教学系统ICAI
是以认知科学和思维科学为理论基础,与CAI相比,新增了人工智能和心理学方面的技术,进而更加的智能化,更能符合现在教学的特点。
教学过程是一个复杂的教学思维过程。它需要教师以他们的专业知识和经验为基础,通过吸收、解释、推理、举例、综合和其他步骤来更好地完成。该部分是主要的人机交互部分,提供用户对自己学习管理的手段。[1]教师在经过多年的教学之后,分析总结了一套独特的适合学生高效学习的教学方法,该教学方法结合学生的实际学习情况,针对学生存在的学习问题,实事求是的把知识传授给学生,这也是专家系统的工作内容。所以说,计算机辅助系统实际上是一种依据计算机,进而实现学生与老师之间的专家系统的一种方法。[2]而进一步优化之后,将相关的心理学以及智能化的技术融合进计算机辅助教学系统,将专家系统与计算机辅助教学系统合二为一,就可以更好的实现智能的发展优势,既ICAI技术。
对于智能CAI技术,可以借助知识将教学的思想、方法和内容都传递出去。而人工智能的关键点在于知识的传递。即怎样才能把知识传递出去,并且使受众群体可以很好的接受吸收,这也是人工智能能否在教育行业得以发展的关键。[3]智能CAI系统具有它自己的知识库,通过知识库可以完成相关知识的演绎推理,要想实现专家系统,知识库也是必不可少的因素。在进行知识传授时,实际上是知识库相关理论的推理流程。专家系统主要由知识库和推理机组成,是智能计算机辅助教学系统的核心技术。

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