人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用

1、人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用黃月妹(金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院)【摘要】人工智能技術(shù)作為各種學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物，其理論和應(yīng)用的研究領(lǐng)域幾乎涉及人類的一切活動范疇。本文主要夼紹人工智能在教育中的應(yīng)用，特別針對人工智能技術(shù)應(yīng)用在教育中產(chǎn)生的智能化計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)進行了詳細討論?！娟P(guān)鍵詞】人工智能；智能化計算機輔助教學(xué)系統(tǒng)；專家系統(tǒng)；知識庫ApplicationofArtificialIntelligenceinEducationHuangYuemei

2、Abstract：AsaresetoftheinterpenetrationofolderbranchesintoeachotherscientifictheoriesandtheirapplicationofArtificialIntelligencehaveexpandedintonearlyalltheareasofhumanacfivityThispaperintTeducestheapplicationofArtificial

3、Intelligenceineducation，especiallydealswithIntelligenceComputerAidedlnstructionbasedontheArtificial／ntelligenceKeywords：ArtificialInlelligence：ICAI；expertsystem：knowledgebase1引言人工智能作為當(dāng)今世界三大尖端技術(shù)(空間技術(shù)、能源技術(shù)和人工智能技術(shù))之一，是計算機科學(xué)

4、的一個分支，它的目標是構(gòu)造能表現(xiàn)出一定智能行為的代理。川美國Stanford大學(xué)計算機科學(xué)系的Hays—Roth在IJCAI。95的特邀報告中談到：“智能的計算機代理既是人工智能最初的目標，也是人工智能最終的目標?！比斯ぶ悄苁且婚T極富挑戰(zhàn)性的科學(xué)，從事這項工作的人必須懂得計算機知識、心理學(xué)和哲學(xué)、機器學(xué)習(xí)、計算機視覺等?？偟恼f來，人工智能的目的就是讓計算機這臺機器能夠像人一樣思考。人工智能的研究更多的是結(jié)合具體領(lǐng)域進行的，主要研究領(lǐng)域有

5、專家系統(tǒng)、機器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計、機器人學(xué)、博弈、智能決定支持系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它總的來說是面向應(yīng)用的，也就是說什么地方有人在工作，它就可以用在什么地方。2人工智能在教育中的作用目前在教育技術(shù)中涉及到AI的主要有以下頓域：21知識的表示與訪問基于人工智能豹知識表示是以知識為對象，以計算機的軟硬件和計算機科學(xué)及人工智能(和專家系統(tǒng))技術(shù)為工具，咀哲學(xué)、心理學(xué)和邏輯學(xué)等為方法和指導(dǎo)，將知識表達成計算機

6、可以直接處理的“知識庫”，使用“計算機的智能”來模擬人類專家或“人類智能”，對知識進行快速、精確、自動、科學(xué)的處理。它不屬于通常的“數(shù)據(jù)管理或信息管理”的“數(shù)據(jù)”層次，而是屬于“知識處理”或“知識”的智能化層次。其主要內(nèi)容是對于知識進行形式化的表示、自動化的推理，智能化的教學(xué)或倉Ⅱ造。計算機輔助教育是其中重要的組成部分。22符號計算符號計算包括數(shù)值計算、符號計算和函數(shù)作圖。其代表軟件是Mathematica，當(dāng)該軟件在1988年第一次發(fā)

7、布，對科技及很多其他領(lǐng)域的計算機使用方式產(chǎn)生了深刻餉影響。Mathematica10發(fā)布時，商業(yè)周報將其列入當(dāng)年最重要的十大新產(chǎn)品名單。這標志著現(xiàn)代科技計算的開始。Mathematica也被大量地用于教育：有成百上千的課程——從高中課程到研究生課程——用它作基礎(chǔ)。隨著各種學(xué)生版的發(fā)布，Mathematica也已成為全世界各種不同專業(yè)學(xué)生的重要工具。人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用2II表示以及知識的訪問與調(diào)用問題，因此，知識的表示與訪問是人工

8、智能的核心技術(shù)之一，也是將AI引入教育領(lǐng)域必須首先解決的一個難題。ICAl中的資源庫應(yīng)該包括以下一些內(nèi)容：①多媒體素材庫：包括所要呈現(xiàn)的知識的一些素材，包括：文本、圖象、聲音、動畫及數(shù)字影象等多媒體教學(xué)資源。這些滋芽用多媒體數(shù)據(jù)庫管理，便于分類、增刪、修改及查詢等操作。②教學(xué)內(nèi)容庫：教學(xué)內(nèi)容庫用于存放教學(xué)內(nèi)容，包括領(lǐng)域知識庫(含輔助知識庫、提示幫助庫、練習(xí)題庫)和測試題庫。這些教學(xué)教學(xué)內(nèi)容，包括習(xí)題和試題分章、節(jié)、課及知識點等有序存貯。

9、供專家決策系統(tǒng)調(diào)用。IZ’(2)學(xué)生模塊學(xué)生模塊主要包括以下三個模塊：學(xué)生登陸模塊、學(xué)生水平評價模塊和學(xué)生監(jiān)督模塊。①學(xué)生登陸模塊：利用該模塊主要用于學(xué)生使用ICAI時登錄，第一飲登錄時學(xué)生輸人姓名、性別、年齡、學(xué)歷等相關(guān)信息，然后對學(xué)生進行詢問，選擇合適的測驗題對學(xué)生進行初測，推薦學(xué)習(xí)計劃。當(dāng)再次登錄時，系統(tǒng)根據(jù)保存的信息安排合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容。②學(xué)生水平評價模塊：學(xué)生水平測試模塊用于評價某～教學(xué)單元學(xué)習(xí)完后測試成績。通過測試等因素分析，

10、可以比較確切地了解學(xué)生的具體情況，從而制定出合理的教學(xué)策略和教學(xué)過程。③學(xué)習(xí)監(jiān)測模塊：學(xué)習(xí)檢測模塊用于監(jiān)測記錄學(xué)生的日常學(xué)習(xí)情況，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)某教學(xué)單元時的參數(shù)值，并記錄在學(xué)生檔案中。包括：學(xué)生目前學(xué)習(xí)單元號；學(xué)習(xí)方式：正常學(xué)習(xí)、練習(xí)、提前瀏覽、學(xué)后復(fù)習(xí)；學(xué)習(xí)時間：學(xué)生提示問題的類型和次數(shù)；學(xué)生本次練習(xí)出錯次數(shù)。(3)專家決策模塊CAI中的專家決策系統(tǒng)可以看作專家系統(tǒng)中的推理機，專家系統(tǒng)是目前人工智能中最活躍、最有成效的一個研究領(lǐng)域，它

11、是一種具有特定領(lǐng)域內(nèi)大量知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，它應(yīng)用人工智能技術(shù)，模擬人類專家求解問題的思維過程求解領(lǐng)域內(nèi)的各種問題，其水平可以達到甚至超過入類專家的水平。計算機中存有人類專家的知識并具有推理能力，從而剮解決診斷、規(guī)劃、調(diào)度、預(yù)報、決策等要靠人類專家才能完成的任務(wù)。成功的例于如：①PROSPECTOR系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了一個鉬礦沉積，價值超過1億美元：②DENDRL系統(tǒng)的性能己超過一般專家的水平，可供數(shù)百入在化學(xué)結(jié)構(gòu)分析方而的使用：③MYCIN系

12、統(tǒng)可以對血液傳染病的診斷治療方案提供咨詢意見。經(jīng)正式鑒定結(jié)果，對患有細菌血液病、腦膜炎方而的診斷和提供治療方案已超過了這方而的專家。Ⅲ’ICAI根據(jù)學(xué)生模塊提供的學(xué)生學(xué)習(xí)倩況，通過智能系統(tǒng)的搜索與推理，得出智能化的教學(xué)方法與教學(xué)策略；能夠較科學(xué)地評估學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，還可以通過分析學(xué)生以往的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣，預(yù)測學(xué)生的知識需求和常犯錯誤，動態(tài)地將不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法與不同的學(xué)生匹配，智能地分析學(xué)生錯誤的原因進而有針對地提出合理的教學(xué)

13、建議、學(xué)習(xí)建議以及改進方法，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的滿意度，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也對教師教學(xué)提供了客觀的依據(jù)和科學(xué)的方法。14]4結(jié)束語自從JohnMcCarthy在1956年首次提出人工智能的概念，人工智能技術(shù)隨著計算機軟硬件的發(fā)展迅速地發(fā)展，人工智能在教育中的應(yīng)用也得以實現(xiàn)。在人類步入2l世紀這個網(wǎng)絡(luò)時代，人工智能和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合必將極大地推動人工智能本身的發(fā)展，也將對教育產(chǎn)生巨大的作用。、參考文獻【1】史忠植等智能主體