淺談人工智能技術(shù)如何助力教育教學(xué)

李輝雄

人工智能技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域非常多，在教育教學(xué)中應(yīng)用也越來越普遍。下面我們就從模式識別技術(shù)、自然語言理解技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)這四個領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用來分析如何利用人工智能技術(shù)來提高教育教學(xué)效率、促進學(xué)生個性化及自主學(xué)習(xí)及簡化教學(xué)工作任務(wù)。

一、人工智能模式識別技術(shù)助力教育教學(xué)管理

目前人工智能在教育教學(xué)管理中的應(yīng)用主要有兩個：一個是師生跟蹤、人臉考勤等，另一個是學(xué)生課堂內(nèi)外行為檢測、表情分析等;這些都屬于人工智能模式識別技術(shù)的范疇。

具體應(yīng)用實例為圖像識別技術(shù)可完成教師的考勤，促進教風(fēng)建設(shè);智能跟蹤攝像機搭配行為分析技術(shù)可督促學(xué)生自律，規(guī)范學(xué)生課內(nèi)外日常行為。比如通過?？低曋悄芨檾z像機的人臉識別功能，搭配智能圖像分析技術(shù)，實現(xiàn)對教師授課畫面智能捕捉，同時可自動將實際上課科目與排課系統(tǒng)進行比對，遏制教師曠課或私自調(diào)課，為課堂督導(dǎo)提供參考數(shù)據(jù)，助力學(xué)校教風(fēng)建設(shè)。通過科達人臉考勤攝像機，以無感知的方式地準確考核每一個學(xué)生的課堂出勤狀況;可解決學(xué)校教育教學(xué)管理中學(xué)生曠課、教師上課遲到、私下調(diào)換課等難點痛點。此外，學(xué)生在課堂內(nèi)外的表現(xiàn)比如出勤情況、行為檢測、表情分析可通過智能圖像分析技術(shù)提供豐富的數(shù)據(jù)，自動統(tǒng)計分析、總結(jié)并輸出結(jié)果。班主任可根據(jù)分析軟件提供的準確量化數(shù)據(jù)結(jié)果及參考解決方案，更好完成班級課堂內(nèi)外紀律管理，促進學(xué)風(fēng)建設(shè)?？迫谓處焺t可以根據(jù)統(tǒng)計各個學(xué)生整堂課的表情反映的信息，并據(jù)此修改教學(xué)內(nèi)容及方式，以適合學(xué)生學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。

二、人工智能自然語言理解技術(shù)促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)

自然語言理解主要是研究如何使計算機能夠理解和生成自然語言的技術(shù)。自然語言理解在教育教學(xué)中應(yīng)用有：機器翻譯、人機對話等。

隨著自然語言處理技術(shù)以及語義分析技術(shù)的不斷進步，機器翻譯經(jīng)常應(yīng)用于學(xué)生自主學(xué)習(xí)語言類科目;例如學(xué)生英語單詞學(xué)習(xí)可以借助金山公司發(fā)布的金山詞霸、金山快譯等軟件實現(xiàn)英漢互譯;學(xué)生英語寫作方面則可以借助英語作文智能批改應(yīng)用軟件;用手機對英語作文隨拍隨傳，軟件自動識別手寫單詞，自動批改評分，對語法、單詞等錯誤進行批注;這些應(yīng)用能讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力進一步提高。

而當(dāng)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中遇到問題時，借助基于自然語言處理技術(shù)構(gòu)建的人機對話系統(tǒng)可以對問題和答案進行分詞處理、模板匹配自動對問題和答案進行課程類別判斷，返回相似度最大的答案;更好地服務(wù)于學(xué)生，體現(xiàn)出學(xué)習(xí)的自主化。同時有條件的學(xué)校則可借助訊飛開發(fā)的人機對話系統(tǒng)進行中高考口語聽說考試訓(xùn)練;學(xué)生隨時可以通過人機對話系統(tǒng)對自己的口語進行評測。

三、人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)

近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)成為探討社會認知、記憶、學(xué)習(xí)等高級心理過程機制的不可或缺的工具;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在學(xué)習(xí)中應(yīng)用研究也逐漸成熟。

追求學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)，是新課標(biāo)的核心精神?；趯W(xué)習(xí)方面研究的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠如同智能助理，實現(xiàn)人的個性化需求。人工智能技術(shù)的興起，更準確的說是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，讓因材施教看到了極大的希望和曙光。例如科大訊飛神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)個性化教學(xué)產(chǎn)品依據(jù)的是每個學(xué)生日常學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)，可以把當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)編進計算機進行分析。比如學(xué)生所做的試卷、作業(yè)，這是課前和課后銜接的一個重要環(huán)節(jié)，機器把做完的作業(yè)編成計算機可以處理、分析的數(shù)據(jù)，有了大量學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)以后，系統(tǒng)可以對學(xué)生進行問題診斷，最后給學(xué)生推送個性化的學(xué)習(xí)資源。在這個學(xué)習(xí)過程中逐漸建立每一個孩子自己特有的知識譜圖和最佳的學(xué)習(xí)路徑，成為每個孩子貼身的“老師”。

四、人工智能自動化技術(shù)簡化教學(xué)工作任務(wù)

教師對學(xué)生家庭作業(yè)和考試進行評分，需要花費大量的時間。而隨著人工智能自動化系統(tǒng)技術(shù)介入，可以快速完成這些任務(wù)，為教師節(jié)省更多時間，同時為縮小學(xué)習(xí)差距提供建議。

英文、中文的作文題已經(jīng)可以利用自動化系統(tǒng)技術(shù)評測，已經(jīng)過多次實驗驗證評測準確?，F(xiàn)在四六級考試中的英文作文若用這個技術(shù)可實現(xiàn)一人一機來評，它不僅僅減少了老師的負擔(dān)，更重要的是帶來了數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在科大訊飛的人工智能技術(shù)可以批閱越來越多的中英文作文題，以后還可以批閱更多領(lǐng)域的題目。未來機器還可以把更多優(yōu)秀的活動變成一種模型讓計算機去運行，從而代替很多繁瑣的工作。

而類似智學(xué)網(wǎng)之類的閱卷和考情分析自動化技術(shù)可以根據(jù)每個地區(qū)歷年的考試試卷進行基因級的知識點分析，將傳統(tǒng)需要一個教研組花上幾個星期的時間才能得到結(jié)果，只需要短短幾秒鐘就能夠分析出所有涉及到的考點，更為強大的是，考情系統(tǒng)還可以根據(jù)算法預(yù)測未來考試的知識點占比和分數(shù)占比，并根據(jù)知識點提供海量的真題題庫;這將極大的提高老師在輔導(dǎo)學(xué)生備考過程中的效率。

人工智能技術(shù)近幾年發(fā)展非常迅速;目前有些已經(jīng)可以代替人類工作學(xué)習(xí)。人工智能的研究成果應(yīng)用到教育過程中助力教育教學(xué)，將會促進教育的工作效率、產(chǎn)生新的教學(xué)模式?？傊?，在不久將來隨著人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，將對教育行業(yè)的產(chǎn)生巨大的推動作用。

參考文獻

[1]張逸凡.人工智能技術(shù)在金融行業(yè)中的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（23）：258-258.

[2]汪正剛.基于認知發(fā)展理論的兒童早教類App設(shè)計開發(fā)研究[D].沈陽航空航天大學(xué)，2017.