張柏玲

(遼寧對(duì)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院，遼寧大連116000)

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用研究

張柏玲

(遼寧對(duì)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院，遼寧大連116000)

近年來(lái)，我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育中引入了人工智能技術(shù)，推動(dòng)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的蓬勃發(fā)展。通過(guò)運(yùn)用人工智能系，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)得到極大的改善，并突破了時(shí)空的限制，拓寬了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的服務(wù)領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中人工智能技術(shù)的深入研究和發(fā)展，在未來(lái)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中將會(huì)更加凸顯其個(gè)性化，推動(dòng)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。

計(jì)算機(jī)；輔助教學(xué)；人工智能技術(shù)；應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展，人工智能技術(shù)有了更加廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，也推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。因此，在現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，要加強(qiáng)人工智能技術(shù)的運(yùn)用，通過(guò)把握其概念和主要研究?jī)?nèi)容，分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并根據(jù)目前的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)情況，就其在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了解。通過(guò)分析了解，推動(dòng)人工智能技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展。

1 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)及人工智能技術(shù)

1.1 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是近年來(lái)興起的一種學(xué)習(xí)方式，主要的學(xué)習(xí)工具就是計(jì)算機(jī)，并以此來(lái)代替教師教學(xué)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容編制不同的學(xué)習(xí)資料，比如不同的教學(xué)軟件、專家系統(tǒng)、試題庫(kù)等[1]，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)了解程度選擇學(xué)習(xí)不同的課件內(nèi)容，這樣可以實(shí)現(xiàn)因材施教，也有利于教學(xué)內(nèi)容的多樣化和形象化。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)一般有幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1)知識(shí)庫(kù)。這是教學(xué)內(nèi)容的一種集合，主要解決課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容是什么。在知識(shí)庫(kù)中的存儲(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容，可以在學(xué)生學(xué)習(xí)教學(xué)與控制模塊時(shí)，進(jìn)行選取和調(diào)用[2]。

2)學(xué)生模塊。這一模塊設(shè)置的主要目的是記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并結(jié)合學(xué)生各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，在系統(tǒng)自動(dòng)分析評(píng)估后，為學(xué)生提供具有針對(duì)性的學(xué)習(xí)建議和個(gè)性化的輔導(dǎo)。該模塊可以對(duì)學(xué)生理解掌握教學(xué)內(nèi)容的程度進(jìn)行描述，并結(jié)合學(xué)生模塊的具體情況，進(jìn)行具體教學(xué)策略的調(diào)整，保證學(xué)生學(xué)習(xí)情況的準(zhǔn)確反饋。

3)用戶接口模塊。這一模塊是用戶和系統(tǒng)進(jìn)行交流的界面。通過(guò)用戶接口模塊，整個(gè)系統(tǒng)可以為用戶提供教學(xué)內(nèi)容，呈現(xiàn)其輸入的具體信息，并進(jìn)行用戶情況的意見(jiàn)反饋[3]。

4)教學(xué)與控制模塊?？刂平虒W(xué)過(guò)程與整個(gè)系統(tǒng)的模塊就是教學(xué)與控制模板，它主要涉及的內(nèi)容就是教學(xué)方法的問(wèn)題，具有領(lǐng)域知識(shí)、教學(xué)策略和人機(jī)對(duì)話等功能。通過(guò)學(xué)生模型為系統(tǒng)反饋的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，系統(tǒng)就可以進(jìn)行智能搜索和推理，優(yōu)化其教學(xué)方法與策略，提高學(xué)生學(xué)習(xí)水平評(píng)估的科學(xué)性。

1.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)也是一種機(jī)器智能，它是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，發(fā)展速度非?？欤饕菍?duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多門學(xué)科的一種綜合，并在其互相滲透中進(jìn)行發(fā)展的一種新技術(shù)[4]。結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展，人工智能技術(shù)就是對(duì)智能機(jī)器和智能系統(tǒng)的一種研究，主要是人類智能活動(dòng)能力的一種模擬，是人們智能科學(xué)的一種延伸。而且人工智能技術(shù)是一門交叉的科學(xué)，其中涉及多個(gè)門類，心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、生物學(xué)科等多門學(xué)科都囊括其中，綜合性和科學(xué)性都非常強(qiáng)。

2 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 開放性不足

在目前的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，缺乏開放性是其發(fā)展的最大缺點(diǎn)。在學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)者不能進(jìn)行課件的操作修改，只能根據(jù)系統(tǒng)的固有內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，使得學(xué)習(xí)者受到固定內(nèi)容的限制，降低了課件的適用面。而且因?yàn)槭艿皆O(shè)定學(xué)習(xí)路線的制約，教師授課的自主性受到制約，使得授課缺乏針對(duì)性，如果學(xué)習(xí)者想要繼續(xù)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，就不能運(yùn)用這一學(xué)習(xí)資源，影響深入化的研究學(xué)習(xí)。

2.2 人機(jī)交互能力差

目前的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的信息載體基本上都是光盤，通過(guò)多媒體的形式展現(xiàn)教材內(nèi)容，并根據(jù)預(yù)設(shè)的機(jī)械式教學(xué)流程為學(xué)生提供教學(xué)內(nèi)容，在這一教學(xué)過(guò)程中，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)是完全被動(dòng)的。這樣就嚴(yán)重影響了課堂的教學(xué)效率，教師只能根據(jù)預(yù)定的課件流程進(jìn)行教學(xué)操作，學(xué)生和教師的教與學(xué)參與都會(huì)受到影響，人機(jī)交互能力比較差，不能很好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果[5]。

2.3 師生間難以互動(dòng)

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的課件是學(xué)生進(jìn)行自學(xué)時(shí)進(jìn)行的一種操作系統(tǒng)，學(xué)習(xí)的時(shí)間、地方、內(nèi)容、方式風(fēng)都需要學(xué)生自己安排。因此教師不了解學(xué)習(xí)者的具體情況，只能為學(xué)生提出通常需要注意的問(wèn)題，在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，就不能及時(shí)和教師溝通交流，影響師生間的互動(dòng)，課件學(xué)習(xí)就不能真正發(fā)揮其效果。而且系統(tǒng)學(xué)習(xí)沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)支持，只能在單機(jī)環(huán)境下運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)的信息化更新難以對(duì)系統(tǒng)的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行更新，學(xué)生學(xué)習(xí)的討論空間、師生交流、遠(yuǎn)程教學(xué)等就難以有效開展，嚴(yán)重影響教學(xué)效果。

2.4 缺乏智能性

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的課件系統(tǒng)都是預(yù)先設(shè)定好的，不能為學(xué)生開展具有針對(duì)性的教育，學(xué)生只能被動(dòng)的學(xué)習(xí)，自主選擇的余地少。而且課程的教師不能積極地參與其中與學(xué)生討論，對(duì)于系統(tǒng)提供的信息只能按照自己的想法去處理，學(xué)生的認(rèn)知、學(xué)習(xí)情況等都不能參考進(jìn)來(lái)，使得教師的教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性降低，對(duì)于不同的學(xué)生和不同的教學(xué)模式，都不能靈活運(yùn)用，系統(tǒng)缺乏智能性。

3 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 智能決策支持系統(tǒng)

這一系統(tǒng)是決策支持系統(tǒng)和人工智能的一種結(jié)合，目前在網(wǎng)絡(luò)教育領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍。智能決策支持系統(tǒng)可以運(yùn)用在數(shù)字圖書館中，提供明確的決策目標(biāo)，并進(jìn)行問(wèn)題的識(shí)別，建立一種學(xué)習(xí)完善的決策模型。在系統(tǒng)運(yùn)行中，會(huì)為學(xué)習(xí)者提供多種備選方案，在優(yōu)化、比較、分析中學(xué)生可以自主選擇，提高決策的準(zhǔn)確和有效性。

3.2 智能教學(xué)專家系統(tǒng)

在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中，智能教學(xué)專家系統(tǒng)是主要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它體現(xiàn)的是一種開放式的交互教學(xué)。主要運(yùn)用智能教學(xué)專家系統(tǒng)，進(jìn)行專家教授教學(xué)思維的模擬，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)教學(xué)的智能化。智能專家系統(tǒng)的運(yùn)用，可以為學(xué)生提供知識(shí)，也可以根據(jù)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況開展教學(xué)，比如學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備、能力、學(xué)習(xí)方式等都會(huì)考慮進(jìn)來(lái)，最終提高教學(xué)效果。在智能教學(xué)專家系統(tǒng)中，主要運(yùn)用的教學(xué)工具就是智能計(jì)算機(jī)，其智能程度比較高。在學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)生成問(wèn)題和練習(xí)，在學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容后，系統(tǒng)可以為學(xué)生提供問(wèn)題的解決方案，自動(dòng)生成并理解自然語(yǔ)言[7]。同時(shí)在了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況后，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)進(jìn)度來(lái)合理調(diào)整，根據(jù)具體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了解。系統(tǒng)還可以判斷學(xué)生的錯(cuò)誤，評(píng)價(jià)其學(xué)習(xí)行為，并進(jìn)行糾錯(cuò)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)策略的智能化和科學(xué)化。

比如在運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)解決“盜竊罪”和“詐騙罪”的區(qū)別時(shí)，作為一種計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，智能專家系統(tǒng)就可以作品其中的專家水平知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以此來(lái)處理這一問(wèn)題，并提供相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。這就是對(duì)人工智能技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種應(yīng)用，通過(guò)對(duì)刑法領(lǐng)域的不同專家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行“盜竊罪”和“詐騙罪”的判斷分析，模擬專家的思維過(guò)程，解決學(xué)習(xí)者有疑問(wèn)的、復(fù)雜的問(wèn)題，智能教學(xué)專家系統(tǒng)可以模擬不同領(lǐng)域的專家解決各種問(wèn)題，并用計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)表達(dá)出來(lái)。這一專家系統(tǒng)是人工智能技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的一個(gè)領(lǐng)域，它將人工智能技術(shù)從理論研究發(fā)展向?qū)嶋H應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了一般推理策略探討向?qū)ｉT知識(shí)運(yùn)用的一種重大突破，是一種綜合了專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，通常都會(huì)運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行專家知識(shí)的表示和推理，并通過(guò)模擬不同領(lǐng)域的專家思維過(guò)程提供問(wèn)題解決的思路。目前這一系統(tǒng)已經(jīng)開始加入了更多發(fā)展模塊，比如專家協(xié)作系統(tǒng)、綜合知識(shí)庫(kù)、解題機(jī)制、多學(xué)科協(xié)同解題機(jī)制、專家系統(tǒng)工具、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)獲取機(jī)制等，這些都是最新的人工智能技術(shù)，具有多知識(shí)庫(kù)、多主體的系統(tǒng)能力。

3.3 智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)

這一系統(tǒng)是組成現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)的重要內(nèi)容，可以保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教育的目的實(shí)現(xiàn)。而且智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)可以為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的良好環(huán)境，并快速提供學(xué)生可能需要的各種資源，保證教學(xué)服務(wù)的全方位，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的目的。這一智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)可以結(jié)合學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，保證導(dǎo)學(xué)策略與學(xué)生的學(xué)習(xí)情況相適應(yīng)，提供更具個(gè)性化和針對(duì)性的教學(xué)服務(wù)。通過(guò)這樣的運(yùn)行，系統(tǒng)就可以自動(dòng)生成問(wèn)題和解決方案，進(jìn)行教學(xué)方案、內(nèi)容和進(jìn)度的合理規(guī)劃和調(diào)整，保證可以及時(shí)反饋信息內(nèi)容，并進(jìn)行修正導(dǎo)學(xué)，推動(dòng)導(dǎo)學(xué)策略的合理科學(xué)。在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，還有很多人工智能技術(shù)的應(yīng)用，比如智能仿真技術(shù)、智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)INES、智能信息檢索引擎等[8]，將這些系統(tǒng)運(yùn)用在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，完成了目前計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的智能化，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的新發(fā)展。在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)中已經(jīng)開始引入人的思想，提高系統(tǒng)的邏輯推理能力，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生之間的互動(dòng)，并解答學(xué)生提出的問(wèn)題。在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中，人工智能技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)提供適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教學(xué)情況進(jìn)行合評(píng)價(jià)。如果在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生有錯(cuò)誤出現(xiàn)，系統(tǒng)可以進(jìn)行指正，并進(jìn)行分析，自動(dòng)生成課后練習(xí)，解決課程知識(shí)咨詢中遇到的問(wèn)題等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和發(fā)展，在教育領(lǐng)域也開始引進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)，在教學(xué)中也有了人工智能技術(shù)的應(yīng)用。人工智能技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的，對(duì)于研究對(duì)象、范圍及其應(yīng)用都可以進(jìn)行智能化分析，這與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的要求相吻合?，F(xiàn)階段計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中開始廣泛地應(yīng)用人工智能技術(shù)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中的不足，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)系統(tǒng)的智能化。

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1009-3044(2017)24-0165-02

2017-07-15

張柏玲(1996—)，女，遼寧省葫蘆島市人，本科，學(xué)生，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)類。