人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用

王 曦

（廣州工商學(xué)院，廣東 廣州510400）

1 人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）中的應(yīng)用價(jià)值

隨著以人工智能為代表的智能技術(shù)迅速迭代和成熟，其在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的研究與應(yīng)用，特別是在教育教學(xué)的應(yīng)用場景中，極大地促進(jìn)了教育過程的改進(jìn)。AI技術(shù)與教學(xué)的有機(jī)融合，可以為教學(xué)過程創(chuàng)造更加智能化、人性化的教學(xué)環(huán)境，為開展相關(guān)教學(xué)活動(dòng)提供良好的氛圍。借助AI技術(shù)，還可以準(zhǔn)確描繪出學(xué)生的個(gè)性化特征，使教學(xué)活動(dòng)和過程的設(shè)計(jì)更有針對(duì)性，保證個(gè)性化教學(xué)的開展[1]。

人工智能還具有模擬人的思維結(jié)構(gòu)、問題解決、信息展示和處理的能力。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)問題解決和知識(shí)表征的過程；還可以通過知識(shí)庫的更新被不斷地迭代優(yōu)化，進(jìn)一步提高其在輔助教學(xué)中的適用性和實(shí)用性[2]。

人工智能技術(shù)在輔助教學(xué)中具有獨(dú)特的利用價(jià)值。借助人工智能技術(shù)可以對(duì)相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)建立感知數(shù)據(jù)模型，通過該模型可以輔助優(yōu)化教師的教學(xué)活動(dòng)。此外，通過利用數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)，學(xué)生可以更直觀、更清晰地了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而提升學(xué)習(xí)效率。因此研究人工智能技術(shù)與輔助教學(xué)的有機(jī)運(yùn)用具有重要的實(shí)用價(jià)值。

2 人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前通過人工智能在語言特征、智能理解和解決問題的基本策略，可以逐步獲得對(duì)非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化問題解決過程的理解，使學(xué)生能夠體驗(yàn)更有效的教學(xué)方法。其次，借助AI技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生多種思維方式，幫助他們更好地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容以及解決更多的實(shí)際問題。

然而AI技術(shù)在教學(xué)輔助中的應(yīng)用尚處于起步階段，主要在信息技術(shù)課程或綜合實(shí)踐課程作為教師的指導(dǎo)輔助工具，只有少數(shù)學(xué)校將人工智能技術(shù)融入課堂教學(xué)。而且，AI技術(shù)在CAI中的實(shí)際應(yīng)用還存在問題，如教學(xué)目標(biāo)不夠科學(xué)、缺乏合理的規(guī)劃和教學(xué)設(shè)計(jì)、缺乏規(guī)范、教育行政部門對(duì)AI輔助教學(xué)不夠重視并且缺乏更深層次的研究。

3 人工智能在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）中的具體應(yīng)用

教學(xué)輔助領(lǐng)域中最常用的智能技術(shù)包括知識(shí)圖譜和數(shù)據(jù)科學(xué)。知識(shí)圖譜本身是一個(gè)具有屬性的實(shí)體通過關(guān)系連接而成的網(wǎng)狀知識(shí)庫，可將知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)系連接成一個(gè)圖譜結(jié)構(gòu)[3]。從而為備課、教材編寫等工作進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的梳理、對(duì)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度提供信息支持。數(shù)據(jù)科學(xué)是一門利用數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)知識(shí)的學(xué)科，其目標(biāo)是通過從數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的部分來生產(chǎn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在輔助教學(xué)領(lǐng)域中，研究人員可以通過聚類分析算法構(gòu)建關(guān)于學(xué)生的特征、愛好、學(xué)習(xí)路線以及行為習(xí)慣的模型，從而針對(duì)不同類型的學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方法。

從教育場景來看，可將主流的場景分為教學(xué)、管理和評(píng)價(jià)等。對(duì)于不同的場景AI技術(shù)的應(yīng)用也有不同的切入點(diǎn)。如表1中列舉了通過AI技術(shù)已實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用場景。

表1 通過AI技術(shù)已實(shí)現(xiàn)的CAI應(yīng)用場景

基于AI的CAI可以創(chuàng)造出有趣、有競爭力的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生在充滿教育意義和明確教學(xué)目標(biāo)的環(huán)境中獲得知識(shí)、技能，并在一定程度上提升心理素質(zhì)。借助AI技術(shù)，也有助于開展遠(yuǎn)程教學(xué)，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、交互、并行處理以及數(shù)據(jù)庫等先進(jìn)技術(shù)的作用，使得教學(xué)過程不再受時(shí)間和空間的限制。在教學(xué)管理的輔助層面，通過對(duì)課堂教學(xué)信息的采集和分析反饋，迅速為教師的教學(xué)決策和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式選擇提供重要信息。

4 結(jié)語

綜上所述，借助人工智能技術(shù)可以使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有更直觀、更清晰的理解，還可以使教師更深層的了解學(xué)生，從而制定合理且高效的教學(xué)方法。人工智能技術(shù)中存在的問題不斷地被迭代優(yōu)化，保證提高其在輔助教學(xué)中的適用性和實(shí)用性。

本文通過對(duì)人工智能技術(shù)在輔助教學(xué)中的現(xiàn)狀研究，分析兩者結(jié)合的特點(diǎn)，并且通過分析前者在后者中的應(yīng)用，得出了AI的具體作用，最后總結(jié)了基于人工智能的輔助教學(xué)的過程、教學(xué)模式和教學(xué)策略。