智慧教育人工智能應用分析

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摘要：人工智能技術的不斷進步，帶動了各行各業(yè)的發(fā)展。其中與教育的深度融合，擴展了教育功能，提高了教學效率和教育管理服務，推進了教育教學改革。本文通過介紹人工智能的發(fā)展，闡述智慧教育的概念和表現(xiàn)特征，探討了人工智能在個性學習、教學評價和管理服務等教育活動中的應用，對人工智能在智慧教育中的重要作用做了展望。

關鍵詞：人工智能；智慧教育；應用

國務院在2017年的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出，要發(fā)展“智能教育”，利用智能技術加快人才培養(yǎng)和教學改革，構建智能學習的新型教育體系，推動人工智能技術在教學、管理和資源建設方面的應用。2019年北京召開的“國際人工智能與教育”大會上，在賀信中提出，我國要高度重視人工智能技術和教育的深度融合，以此推動教育變革創(chuàng)新。因此，充分發(fā)揮人工智能在教育應用中智能化、個性化和多元化特征，加快我國教育水平的提升，是未來智慧教育的發(fā)展方向。

一、人工智能的發(fā)展

人工智能是把多門學科綜合在一起，形成的一種應用技術，它主要借助計算機的運算存儲功能，模擬人類大腦思維方式，從而獲得諸如人類思維、判斷、學習的能力。人工智能研究的領域很廣范，包括圖像技術、語音技術、機器人技術等；實際應用包括語言識別、人臉識別、圖像識別、專家系統(tǒng)、智能機器人等。目前，人工智能雖然與人類靈活的思維方式還存在很大的差距，但是隨著技術的進步，機器通過自主學習，模擬人類的聽覺、視覺、語言表達及思維，最終能夠具有人類簡單的思維方式，能夠自動完成一些適應性和靈活性的任務，從而對人類的工作和生活提供幫助。近年來，由于云計算、網(wǎng)絡等前沿技術的不斷進步，人工智能得到不斷成熟，應用領域也不斷拓展，其在教育方面的應用逐年增強。利用人工智能，可以實現(xiàn)師生對教學、服務個性化、定制化的要求，滿足管理人員對校園可視化、精細化管理要求，通過機器自主學習，可以完成教學趨勢、校園管理的自動分析，并且自動提出解決問題的參考方案，提高教學和管理效率。

二、智慧教育的特征

智慧教育是指在教學、管理和科研等教育領域，以移動通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等先進的信息技術為基礎，結合現(xiàn)代教育理論，提升教育的智慧水平，打造智能化、感知化的新型教育模式。智慧教育是一個龐大系統(tǒng)，它包括智慧校園、智慧教學、智慧科研、智慧服務、智慧評價等多個核心要素。與傳統(tǒng)的信息化教育相比較，智慧教育具有以下特征：一是智慧化的教學環(huán)境。智慧教育系統(tǒng)的學習環(huán)境利用各種傳感器設備及物聯(lián)網(wǎng)、RFID等技術感知并采集各種信息。這些廣泛獲取的信息通過網(wǎng)絡傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，按照設定的算法進行分析處理，可以為智能環(huán)境調(diào)節(jié)和學習者行為分析提供必要的參考。二是開放化的教學過程。在智慧教育系統(tǒng)中，運用多媒體和云計算技術，使學習過程變得完全開放。學習者不受時間、空間限制，借助智能終端設備，能夠隨時獲取優(yōu)質(zhì)學習資源。三是精準化的教學方案。智慧教育通過獲取學習者的學習數(shù)據(jù)，分析學習者的興趣愛好、學習習慣、學習效果，可以對不同的學習者采取不同的教學策略，有針對性地對其進行差異化教學習，幫助不同的學習者獲得更好的學習過程。

三、人工智能在智慧教育中的應用

人工智能從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、人機界面多個方面深度融合并應用到教育領域中，有助于給學習者提供個性化和智能化的學習體驗，提高教學效率。智慧教育中人工智能的運用，從根本上改變了傳統(tǒng)教學模式，增強了教學的互動性與智能性。人工智能在智慧教育中的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）運用人工智能構建多樣化的學習情境人工智能可以為學習者構建多樣化的學習情境。例如，通過虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術，實現(xiàn)真實場景與虛擬空間的結合，用全息和動態(tài)畫面，使學習者獲得更加真實直觀的具身體驗，真正實現(xiàn)具身化學習情境。此外，學習者還可以通過智能教學系統(tǒng)和智能測評系統(tǒng)進行自主學習和測試。智能教學系統(tǒng)是運用人工智能構建的一種自適應學習系統(tǒng)，其通過建立各種模型與知識庫進行數(shù)據(jù)關聯(lián)，實現(xiàn)自主指導學習者進行知識技能學習。智能測評是通過文字識別、語音識別、圖像識別等技術，完成作業(yè)和試卷自動批改，并對成績進行分析，提供教學診斷評估及下一步教學建議。

（二）運用人工智能提供更科學的教學評價運用人工智能進行教學評價，能夠突破文本結構的局限，直觀展現(xiàn)學習者的脈絡聯(lián)系，加深學習者對所學內(nèi)容的個性化認識。人工智能可以建構一個具有精密層級邏輯關系的三維空間知識結構數(shù)據(jù)庫，用來描繪學習者的知識狀態(tài)，記錄學習水平和特點，并以此給不同學習者提供不同的學習測試內(nèi)容。人工智能通過跟蹤測試，準確獲得學習者知識結構掌握情況。同時，運用不同算法模型，從元認知、高階認知、生理心理等多角度，對教學者和學習者進行教學綜合評價。

（三）運用人工智能保障更高效的管理服務人工智能可實現(xiàn)智能化教學和行政決策管理。通過對各種教學數(shù)據(jù)、測評數(shù)據(jù)、校園環(huán)境數(shù)據(jù)的動態(tài)監(jiān)測，智能教學平臺能夠使用智能算法模型為教學者和學習者提供個性化的服務。同時，在維護校園安全和隱患分析預警方面，智慧管理系統(tǒng)通過多維度整理分析收集到的數(shù)據(jù)，給管理者提供科學的管理決策。例如通過人臉識別等技術對校園及周邊環(huán)境、師生行為的有效監(jiān)控，及時預防和處理問題；通過傳感技術對學校供電、供水、供氣等重點設施進行監(jiān)測，及時把異常預警信息傳輸給管理員，提醒管理員及時確認和處理。

四、結語

人工智能與現(xiàn)代教育的深度融合，為智慧教育提供了廣泛的應用空間。同時，我們也認識到，當前人工智能在智慧教育中的應用還處于初始階段，人工智能還只是教育的一種輔助工具。要實現(xiàn)真正意義的智慧教育，還需要進一步發(fā)掘人工智能的教育功能，為現(xiàn)代教育提供更廣泛的支持。

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作者：孫宇 單位：貴州職業(yè)技術學院