教育学人工智能教学应用研究综述(1).docx

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1、人工智能教学应用研究综述【摘要】随着大数据的形成、理论算法的革新、计算能力的提升，人工智能成为技术和产业发展的重要方向，正在教育领域发挥着越来越重要的作用。人工智能在教育中的应用极大提升了教育基础设施、学习过程、评价手段、辅助方法、管理能力等领域的智能化与科学化水平。【关键词】人工智能；教育人工智能；学习分析；智能识别一、引言大数据应用方兴未艾，人工智能已悄然而至。习近平总书记在向国际人工智能与教育大会致贺信时指出：“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育

2、、更加开放灵活的教育。”国务院在2017年发布了新一代人工智能发展规划，提出要“推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程的应用“。2018年，教育部颁布了高等学校人工智能创新行动计划，提出构建人工智能多层次教育体系，支持高校智能教育。人工智能己逐渐渗透到社会的各个领域，引起经济结构、社会生活和工作方式的深刻变革，并重塑世界经济发展的新格局。在人工智能浪潮的冲击和影响下，教育领域正在经历一场深层次变革，技术正在重塑教育的新形态。在此背景下，研究如何应用新技术推动教育事业的发展具有重要意义。因此，有必要重新回顾人工智能的内涵，并立足于人工智能技术在教育领域中的应用现状，剖析其在教育方面的应用，并

3、把握其未来发展趋势，为推动我国人工智能与教育的融合创新发展提供理论指导。二、人工智能内涵1950年艾伦麦席森图灵提出“图灵测试”，用于测试机器是否具有智能。达特茅斯会议推动了全球第一次人工智能浪潮的出现，从1956年到1974年，在算法方面出现了很多世界级的发明。这些算法的提出无疑推动了人工智能的发展，而增强学习的算法也正是谷歌AIPhaGo算法的核心思想。1986年，Rume1hart发现了反向传播学习算法，突破了早期感知机的局限，人工智能开始受到广泛关注。库兹韦尔于1990年出版智能机器时代(TheAgeofInte11igentMachines)一书,认为随着计算机性能的不断提升，未来经

4、过足够多的时间，人类将会创造比他自身更聪明的实体。2006年，GeoffreyHinton提出深度学习。在接下来的若干年，借助深度学习技术，包括语音识别、计算机视觉等在内的诸多领域都取得了突破性的进展。微软公司在2014年发布了全球第一款个人智能助理微软小娜，该智能软件的出现掀起了人工智能研究的热潮。目前关于人工智能的定义有很多，从技术角度来看，人工智能是一门研究如何制造出类人的智能机器或系统，以模拟人类活动和思维，延伸与扩展人类智能的科学；从理论角度来看，Chassigno1等认为人工智能是一种指导计算机系统开发与应用的理论框架，包括视觉感知、语音识别等。近年来，由于大数据的崛起以及计算机相

5、关技术的突破性发展，无人驾驶、智慧物流等智能产品也爆发式涌现，人工智能已经渗透到医疗、交通、物流、教育等领域，并在其中扮演着重要角色，成为推动社会发展的中坚力量国。三、人工智能在教学中的应用（一）仿真实验教学方面人工智能技术的应用带来了虚拟现实技术的高速发展，通过虚拟现实来进行仿真教学情景，这样的学习方式在一定程度上是学生学习方法上的革命,它使学生能够充分调动自身感官参与学习，不仅带给学生沉浸式的学习体验,还使他们的专注力、理解力、学习兴趣和学习效率都有极大提升。按照不同应用场景下的功能可以分为虚拟校园、虚拟实验等。教师在授课前从三维数据库中配置好课程对应的模型和场景，这样就会在虚拟现实系统中

6、看到各种3D视觉效果，让学生感同身受地参与在虚拟环境中必然能产生传统教学模式所达不到的效果。在模拟实验中，人工智能的使用不再局限于领域和时间，不仅可以提高整体实验效率，而且可以弥补实际实验的一些不足。智能模拟教学实验的广泛应用，不仅可以使学生更积极地获得相应的知识点和专业技能，而且还可以使学生充分体验整个科学探究过程，从而达到预期的教育效果”（二）学习分析技术学习分析技术主要是以大数据为基础的数据分析。高校教务教学平台会将学生的学习行为数据上传至数据中心，数据中心通过大数据的跟踪和比对形成学生画像，教师再结合学生画像中的学习规律和特征调整教学计划，制定因材施教策略，实施开展个性化教学。结合大数

7、据的学习分析技术能够得出学生学习特征，然后通过学习特征筛选出匹配度较高的知识内容，再将匹配度较高的知识内容推送至学生，以此提高教学内容推送的适应性及精准度。学习分析技术也是人工智能技术应用于网络教学平台中最核心的功能。由早期的计算机发展而来的智能导师系统可以模型根据领域知识及其推理，依据学习者模型反映的学习者当前的知识技能水平和情感状态，做出适应性决策，向学习者提供个性化推荐服务口1教师可以充分利用人工智能教育平台来准确地分析自己的教学资源，实施科学合理的课堂教学模式，并使更多的学生学习所学知识，能够达到更理想的效果。例如，长三角地区部分学校采用的智能自适应学习系统可以根据学生个性的差异实现学

8、习内容和学生方法的合理分配，并可以智能地分析学生的学习问题，然后加以解决。完善科学有效的改进计划，有效运用大数据和人工智能教育I。()智能识别技术智能识别技术是人工智能领域中最基本的技术，它由两部分构成，分别是图像识别技术和语音识别技术图像识别技术在高校的教育体系中运用的最早，也是最为广泛的技术。目前的图像识别技术不仅能识别出印刷文本，对手写文本也具有较高的识别度，而且还能对学生的作业及考卷进行自动化批阅。人脸识别技术可以通过人脸进行身份验证，比如对签到、替考等行为的管理，有效提高了教学管理效率。人脸识别技术还可以对学生在课堂中的微动作、微表情进行识别，结合学习分析技术得出学生在不同学习环节的

9、心理状态和学习状况。四、应用在教学体现出的优势在互联网时代背景下，通过人工智能技术能够实现智慧教育，满足个性化需求，现已取得了一定成果。人工智能技术在教育教学中的应用对于提升学生的学习兴趣、个人能力、职业素养等都有极大帮助。人们对于人工智能的依赖度越高，就越期望该技术能够成熟、稳定地应用于教育教学之中，从而带来教育教学的改革和创新。虽然科技不能完全取代教师，但在万物互联时代，教师可以采用信息化技术及智能化设备结合传统的教学方法对教学模式进行改革随着高校教育体系科技化程度的深入发展，人工智能不仅在教学中受到关注，也在高效的科研和行政管理中逐渐凸显出优势。教育资源已经形成了大量的数据基础原型，利用

10、人工智能技术建立大数据模型即可实现教育资源的整合的。大量的数据模型提供了各业务信息化平台的数据抽取，如教务系统、教学系统、学工管理系统的统一数据管理，方便了教师与学生的使用。高校的教育教学离不开实验实训，引入人工智能实验实训系统可以对学生实验实训环节进行指导和分析，准确判断出学生对操作技能掌握的短板，从而有针对性地强化短板训练。人工智能所提供的人机交互式学习不仅增强了学生个人体验性和课题娱乐性，还大大降低了学习成本。在课外自主学习方面，学生可通过智能检索或智能语音问答等技术来进行，不用完全依赖于教师指导，提升自主学习能力的同时也降低了教师的工作量。总结人类正面临一个技术口益增强的时代，科技、自

11、然和人正在加速有效融合，人工智能延伸了人类的体力和脑力，在教育方面得到了较为广泛的应用,为教学提供了许多的便利，一定程度上也提升了教育水平。然而，我国人工智能教育研究的发展总体上还处于初级阶段，一些研究还不够成熟，对教育教学的实践指导作用尚未充分显现。因此，希望有更多的学者关注、加入到对计算思维的理论研究和实践验证中，以共同推动我国人工智能教育的快速健康发展。参考文献1习近平向国际人工智能与教育大会致贺信N.人民日报,2019年5月17日.2国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知国发(2017)35号EBO1.(2017-07-08)2017-07-20.http:WW3教育部关于印发高等

12、学校人工智能创新行动计划教技(2018)3号EBO1.(2018-04-03).srcsiteA16s7062201804t20180410_332722htm1.4D.Si1ver,A.Huang,C.J.Maddison,A.Guez,1.Sifre,G.VanDenDriessche,J-Schrittwieser,1Antonog1ou,VPanneershe1vam,M.1anctoteta1.,"MasteringthegameofGowithdeepneura1networksandtreesearch",Nature529,vo1.7587,pp.484-4

13、89,2016.5陈晋.人工智能技术发展的伦理困境研究D.吉林大学，2016.6 KURZWEI1R.TheageOfinte11igentmachinesM1CambridgeiMITPress,1990:21.7 Hinton,G.E.,Osindero,S.andTeh,Y.,Afast1earninga1gorithmfordeepbe1iefnets.Neura1Computation18:1527-1554,2006.8陶雪琼.人工智能时代人机社会性交互设计研究D.江南大学，2023.D01:10.27169/ki.gwqgu.2023.000441.9马玉慧，柏茂林,周政.智慧教

14、育时代我国人工智能教育应用的发展路径探究一一美国规划未来,迎接人工智能时代报告解读及启示J.电化教育研究，2017,38(03):123-128.D01:10.13811/ki.eer.2017.03.019.10闫志明，唐夏夏，秦旋，张飞，段元美.教育人工智能(EA1)的内涵、关键技术与应用趋势一一美国为人工智能的未来做好准备和国家人工智能研发战略规划报告解析J.远程教育杂志，2017,35(01):26-35.D01:10.15881/33-1304g4.2017.01.003.11梁迎丽，刘陈.人工智能教育应用的现状分析、典型特征与发展趋势J.中国电化教育，2018(03):24-30.12陆世尧.人工智能在高校教育教学中的应用与研究J.黑龙江科学，2023,12(07):49-51.13梁敦亳.计算机人工智能识别技术应用分析J.长江信息通信，2023,34(07):72-74.14李素桂.基于新时代人工智能终身教育教学应用研窕U1软件，2023,42(03):32-34.15吴永和，刘博文，马晓玲.构筑“人工智能+教育”的生态系统U1远程教育杂志,2017,35(05):27-39.D01:10,15881/33-1304g4.2017.05.003.