以學(xué)生角度研究人工智能中的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作用

劉迪航

摘 要：作為現(xiàn)階段世界級(jí)的研究熱點(diǎn)，人工智能一直在被視為人類智慧的高級(jí)表現(xiàn)形式，一直被廣為關(guān)注。隨著人工智能的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)的輔助教學(xué)功能也在人工智能發(fā)展領(lǐng)域得到了一定程度的體現(xiàn)，計(jì)算機(jī)的輔助教學(xué)功能不僅改善了以前傳統(tǒng)的CAI中存在的較多弱點(diǎn)，同樣也使得教學(xué)效果與教學(xué)效率得到了質(zhì)的飛躍。本文研究重點(diǎn)放在計(jì)算機(jī)對(duì)于人工智能領(lǐng)域的輔助教學(xué)的體系建設(shè)方面與計(jì)算機(jī)的分析研究作用，以此作為基礎(chǔ)構(gòu)建出一個(gè)相對(duì)完整的理論構(gòu)架。

關(guān)鍵詞：人工智能 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 理論構(gòu)架

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2018）12-0-01

一、CAI與AI概念

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（英文簡(jiǎn)稱CAI，Computer Assisted Instruction）是一種新型的教學(xué)方式，該教學(xué)方式以計(jì)算機(jī)進(jìn)行對(duì)于傳統(tǒng)教師職能的替代，改變?cè)械膶W(xué)生教師關(guān)系為學(xué)生計(jì)算機(jī)交互關(guān)系以達(dá)成教學(xué)目的。在1959年美國(guó)的軟件商構(gòu)建出首個(gè)CAI系統(tǒng)教學(xué)體制，從此之后，形成了一套相對(duì)健全的CAI產(chǎn)業(yè)，并且這套產(chǎn)業(yè)一直延續(xù)到現(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)了部分問題。首先是無法進(jìn)行差別性學(xué)習(xí)，對(duì)于學(xué)生來說不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)進(jìn)度是不同的，CAI使用的是相同的教學(xué)方式與教學(xué)目標(biāo)，使得學(xué)生無法受到個(gè)性化的教育；其次是CAI教學(xué)相對(duì)而言方式單一，變通較小，使得CAI發(fā)展無法受到創(chuàng)新型的改變，因此AI應(yīng)運(yùn)而生。

在計(jì)算機(jī)科學(xué)不斷發(fā)展過程中，人工智能技術(shù)（英文簡(jiǎn)稱AI，Artificial Intelligence）在很大程度上得到了發(fā)展，也逐漸走向了成熟，將AI技術(shù)與CAI技術(shù)相融合使得CAI系統(tǒng)能夠?qū)τ趯W(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行個(gè)性化處理，對(duì)于教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行差別化教學(xué)，對(duì)于學(xué)習(xí)方式能夠具有較強(qiáng)目的性的分類，這就使得計(jì)算機(jī)技術(shù)科學(xué)發(fā)展到了一個(gè)新興的領(lǐng)域，也就是個(gè)性化計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域，這就使得整體計(jì)算機(jī)教學(xué)能力得到了質(zhì)的提升，效率得到了質(zhì)的改變，使得學(xué)生學(xué)習(xí)能力能夠得到提高，學(xué)生的綜合素養(yǎng)得到相應(yīng)的培養(yǎng)。

二、AI與CAI融合的實(shí)現(xiàn)

在目前已知的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的CAI中，進(jìn)行對(duì)于AI的融合形成新型的ICAI技術(shù)，既有AI的目的識(shí)別性也有CAI的教學(xué)系統(tǒng)性，ICAI的實(shí)現(xiàn)需要多個(gè)方面，首先就是模塊的架構(gòu)：

1.模塊架構(gòu)

（1）儲(chǔ)存模塊：CAI具備極強(qiáng)的儲(chǔ)備功能，能夠?qū)τ诮虒W(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行全方面的傳授，并且能夠產(chǎn)生相應(yīng)問題進(jìn)行對(duì)于學(xué)習(xí)者的提問，對(duì)于受ICAI學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，豐富的知識(shí)儲(chǔ)備度，能夠讓學(xué)生的好奇心得以發(fā)揮，能夠更好的促進(jìn)人機(jī)交互，讓學(xué)習(xí)流程更加流暢；

（2）學(xué)生模塊：ICAI通過個(gè)性化分析與識(shí)別功能，可以對(duì)于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行一個(gè)全方位的了解與分析，同時(shí)能夠根據(jù)學(xué)生不同程度的學(xué)習(xí)能力與知識(shí)水平進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，提出更符合學(xué)生提升能力的問題，降低傳授知識(shí)與學(xué)生能力不匹配的現(xiàn)象發(fā)生；

（3）判斷模塊：ICAI能夠?qū)τ趯W(xué)生學(xué)習(xí)能力進(jìn)行判斷，從學(xué)生反應(yīng)交互，學(xué)生對(duì)于提出問題的回答情況，學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)的投入情況等進(jìn)行分析，從而判斷出學(xué)生的目前能力，從而進(jìn)行精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)。被判斷屬于學(xué)生學(xué)習(xí)中相對(duì)重要的部分，ICAI的判斷模塊能力可以讓系統(tǒng)提升診斷的精確與排錯(cuò)的方式方法，系統(tǒng)化的提出學(xué)習(xí)任務(wù)，對(duì)于學(xué)生的回答進(jìn)行各種方向的解讀，對(duì)于學(xué)生來，尤其是高中生等學(xué)習(xí)任務(wù)重的學(xué)生來說，ICAI的判斷模塊能夠讓學(xué)生更快的了解自己學(xué)習(xí)中的缺陷部分并且可以集中性的反復(fù)試錯(cuò)。

（4）人機(jī)接口：作為學(xué)生與計(jì)算機(jī)交互的重要媒介，ICAI能夠在很大程度上降低人機(jī)接口難度，提升交互的便攜度，目前比較方便的交互方式就是將圖像與文字相結(jié)合的處理方式，這樣會(huì)讓學(xué)生與計(jì)算機(jī)交互更為直觀方便，更加形象也會(huì)變得更為生動(dòng)。

2.核心技術(shù)

ICAI的核心技術(shù)在于認(rèn)知型的學(xué)習(xí)模式，該模式分為兩種學(xué)習(xí)方式，分別是覆蓋型學(xué)習(xí)模式以及偏差型學(xué)習(xí)模式。

覆蓋型學(xué)習(xí)模式是將學(xué)習(xí)者的已知知識(shí)與未知知識(shí)進(jìn)行清楚的劃分，對(duì)于學(xué)生的未知知識(shí)進(jìn)行集中處理，分為多個(gè)子集進(jìn)行架構(gòu)分析，對(duì)于學(xué)生的錯(cuò)誤觀念進(jìn)行集中改正，對(duì)于學(xué)生多次犯下的技術(shù)性錯(cuò)誤進(jìn)行精準(zhǔn)化多次教學(xué)。

偏差型學(xué)習(xí)模式是與覆蓋型知識(shí)相反的，偏差型學(xué)習(xí)模式不注重于學(xué)生已有知識(shí)，集中對(duì)于學(xué)生錯(cuò)誤知識(shí)進(jìn)行多次反復(fù)提出，學(xué)生已知知識(shí)并不在一個(gè)子集內(nèi)部，而是放在整個(gè)學(xué)習(xí)構(gòu)架中進(jìn)行學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)性的了解未知知識(shí)。

對(duì)于這兩種學(xué)習(xí)模式，相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容也會(huì)因此而進(jìn)行差異化的改變，在教學(xué)過程中，通過對(duì)于學(xué)生的認(rèn)知程度與學(xué)習(xí)成果進(jìn)行集中分析與探究，采用并行方式進(jìn)行程序調(diào)試。同時(shí)在核心工作的線程過程中進(jìn)行同等操作，讓學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行對(duì)于并行運(yùn)行的恢復(fù)喚醒工作，使得目標(biāo)進(jìn)程能夠被學(xué)習(xí)者所交互運(yùn)行，當(dāng)進(jìn)程被終止后，就表示該段學(xué)習(xí)內(nèi)容已經(jīng)結(jié)束，進(jìn)行下一個(gè)進(jìn)程的調(diào)試與喚醒。

三、結(jié)論

本文以學(xué)生角度研究人工智能中的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)作用，將原有的CAI技術(shù)與現(xiàn)階段AI和CAI融合的ICAI技術(shù)進(jìn)行比較分析，找出CAI原有的弊端和ICAI存在的優(yōu)勢(shì)與存在價(jià)值，本文從系統(tǒng)入手進(jìn)行分析，對(duì)于多處理器的操作技術(shù)進(jìn)行集中探討解決方案與存在問題，將并行類別的程序進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試與檢查。

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