人工智能技術(shù)輔助在線教學(xué)研究

陳亦欣 肖鋒 胡曦

關(guān)鍵詞：在線課程;人工智能;輔助教學(xué)

1.人工智能與在線教學(xué)概述

計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能技術(shù)近年來飛速發(fā)展，同時(shí)在線課程也逐漸興起。在線教學(xué)的在線性決定了它與傳統(tǒng)課堂教學(xué)有很多區(qū)別，這種形式能讓學(xué)生打破時(shí)間和空間的限制，隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí);同時(shí)教師能夠不受課堂環(huán)境的限制，更加自由的進(jìn)行教學(xué)。在線課程作為一種較為新興的教學(xué)方式，離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的輔助，實(shí)際上近年來興起的人工智能技術(shù)更加能夠輔助在線教學(xué)。

2.人工智能與在線教學(xué)特點(diǎn)

人工智能是一種迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，它影響著我們生活的方方面面。據(jù)預(yù)測(cè)，人工智能將導(dǎo)致包括醫(yī)學(xué)在內(nèi)的許多專業(yè)領(lǐng)域的實(shí)踐發(fā)生根本性的變化。人工智能最重要的進(jìn)步之一涉及數(shù)字成像和圖像識(shí)別。因此，在數(shù)字化程度最高的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域工作的放射科醫(yī)生需要熟悉這種快速發(fā)展的技術(shù)。“人工智能”、“機(jī)器學(xué)習(xí)”和“深度學(xué)習(xí)”是一些容易在高級(jí)計(jì)算機(jī)算法中互換使用的術(shù)語，但它們的含義各不相同。最初人工智能被認(rèn)為在可預(yù)見的未來可能對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生影響，大部分探討基于這項(xiàng)技術(shù)如何對(duì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有益。而今它擴(kuò)展到各行各業(yè)以及各個(gè)領(lǐng)域。許多機(jī)構(gòu)對(duì)在線教學(xué)的教師發(fā)展采用“一刀切”的方法，這不能滿足教師的需求，因?yàn)榻處熢谠诰€教學(xué)中往往具有不同水平的經(jīng)驗(yàn)、技能和自我效能。為了解決這些問題，一些在線教學(xué)能夠進(jìn)行自我評(píng)估。一些工具根據(jù)在線教學(xué)能力所需的關(guān)鍵屬性和技能開發(fā)，包括三個(gè)方面：在線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和態(tài)度、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)能力和技術(shù)獲取。自我評(píng)估通過一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的調(diào)查工具分發(fā)給那些被確定要開發(fā)新的在線課程的教師。個(gè)人的成果被用來創(chuàng)建個(gè)性化的專業(yè)開發(fā)框架（研討會(huì)、研究所、視頻和咨詢）和及時(shí)的資源，以支持教師的開發(fā)過程許多學(xué)校依然采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，該模式存在許多缺陷，如授課形式單一化，不夠豐富生動(dòng)，學(xué)生與教師之間缺乏溝通平臺(tái)，已不滿足學(xué)校的教學(xué)需求。引入在線教學(xué)系統(tǒng)可解決現(xiàn)有缺陷，并可與傳統(tǒng)教學(xué)模式互為補(bǔ)充，大大提升教學(xué)質(zhì)量的目的。基于此，推進(jìn)教學(xué)的信息化建設(shè)成為了未來的發(fā)展趨勢(shì)。

3.實(shí)現(xiàn)方式

3.1智能代理

Intelligent Agent被稱為智能代理技術(shù)，它具有高度智能性和自主學(xué)習(xí)性。該技術(shù)是由一種名為自含式軟件的程序構(gòu)成，該程序執(zhí)行時(shí)能利用儲(chǔ)存在知識(shí)庫里的信息完成任務(wù)。智能代理之間相輔相成共同執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)，通過交流他們能實(shí)現(xiàn)單個(gè)智能代理所不能實(shí)現(xiàn)的功能;智能代理根據(jù)系統(tǒng)定義的規(guī)則，自主指定、調(diào)整和執(zhí)行工作計(jì)劃，主動(dòng)地通過智能化代理服務(wù)器代理用戶完成某項(xiàng)任務(wù)，并能推測(cè)用戶的意圖; 具有通過學(xué)習(xí)而獲得知識(shí)、從經(jīng)驗(yàn)中不斷積累、提高處理問題的能力。智能代理集智能性和自主執(zhí)行性等特性于一身，可以同時(shí)以學(xué)習(xí)者、教學(xué)者、管理者、監(jiān)控者、評(píng)價(jià)者等身份出現(xiàn)，為互聯(lián)網(wǎng)上的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和實(shí)施提供可靠的技術(shù)支持，又可為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境和資源。

3.2學(xué)生代理

個(gè)性化的學(xué)生代理能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求在線獲取各種信息。以往的學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠提供各種零散的材料，但學(xué)習(xí)者必須靠自己逐個(gè)查閱從中獲得有意義的材料。學(xué)生代理不僅能夠獲取、編輯整理零散的信息，還可以進(jìn)一步向?qū)W習(xí)者推薦他們感興趣的材料。學(xué)習(xí)者代理還可以通過一些數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的個(gè)性特征、學(xué)習(xí)習(xí)慣等個(gè)人數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)信息反饋給教師代理或管理者代理，協(xié)助他們通過改進(jìn)策略提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。例如，學(xué)習(xí)者初次進(jìn)入系統(tǒng)，可以選擇自己感興趣的或是教師規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容。據(jù)此，學(xué)生代理將會(huì)根據(jù)指令自動(dòng)搜索匹配的各類學(xué)習(xí)材料，并將其按照一定的邏輯、類別、難易程度等分類整理并推送給學(xué)習(xí)者。自此學(xué)習(xí)者進(jìn)行的一系列學(xué)習(xí)行為都會(huì)被代理記錄下來，生成有關(guān)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)層次、學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)路徑等一系列個(gè)性化的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。當(dāng)學(xué)習(xí)者再次登陸時(shí)，代理將會(huì)根據(jù)上次的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)推薦學(xué)習(xí)者可能感興趣的學(xué)習(xí)材料。

3.3 教師代理

教師代理可以在學(xué)習(xí)者發(fā)出請(qǐng)求幫助時(shí)提供操作幫助。當(dāng)學(xué)習(xí)者在不熟悉在線學(xué)習(xí)環(huán)境的情況下搜索其感興趣的資料時(shí)總會(huì)遇到問題。這時(shí)教師代理會(huì)給予他們操作方法上的幫助，化解因技術(shù)問題導(dǎo)致的學(xué)習(xí)焦慮或恐懼，這點(diǎn)對(duì)于保持那些剛開始接觸在線智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣很關(guān)鍵。在實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)，教師代理可以根據(jù)課程的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)信息自主為學(xué)生制定恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)內(nèi)容和相關(guān)測(cè)驗(yàn)，并全程對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行控制監(jiān)督與學(xué)生代理類似，在教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)、進(jìn)度等數(shù)據(jù)將被完整收集記錄下來，形成學(xué)生個(gè)人的模型數(shù)據(jù)庫。并且教師代理根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握情況可通過教學(xué)策略和自身的推理機(jī)制對(duì)教學(xué)過程遇到的問題自動(dòng)求解、智能指導(dǎo)。

4.結(jié)語

基于分析和教學(xué)試用，我們認(rèn)為人工智能對(duì)在線課程和在線教學(xué)有極大的輔助作用，能夠產(chǎn)生課堂上無法達(dá)到的效果。學(xué)生完全可以直接使用人工智能輔助在線教學(xué)進(jìn)行課程的完整學(xué)習(xí)，教師也能夠使用該種方式實(shí)施完整的教學(xué)。同時(shí)，如果在不排除課堂教學(xué)的情況下，人工智能輔助在線教學(xué)也能夠給課堂教學(xué)提供巨大的幫助和補(bǔ)充。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊斌，黃成. 超越在線課程：疫情之下高校在線教育的突破[J].中國(guó)高等教育，2020（8）：25-27.

本課題得到江漢大學(xué)教研項(xiàng)目“基于移動(dòng)學(xué)習(xí)的第二課堂教學(xué)模式研究”（項(xiàng)目編號(hào)JyQ2020025）的支持