教育学人工智能教学应用研究综述——.docx

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1、人工智能教学应用研究综述【摘要】随着科技和社会的发展，人工智能技术已经得到了广泛的关注，人工智能己逐渐渗透到社会的各个领域，它已经融入了人们的生活、教育、学习、工作各方面，尤其是在教育领域，给教育带来了许多新的变化。人工智能技术在教学中的应用极大地提高了教学效率，在本文中，笔者主要阐述了人工智能在教学中较多的应用：智能导学系统、智能教学学情分析系统以及自动化测评系统；笔者还根据大量文献的阅读，总结出人工智能教学应用存在的问题，希望为今后人工智能教学应用的发展需要解决的问题提出一定的方向。【关键词】人工智能；教学；个性化学习AbstractiWiththedeve1opmentofscience

2、andtechno1ogyandsociety,artificia1inte11igencetechno1ogyhasbeenwide1yconcerned,artificia1inte11igencehasgradua11ypenetratedintoa11areasofsociety,ithasbeenintegratedintopeop1e,s1ife,education,1earning,work,especia11yinthefie1dofeducation,tobringmanynewchangestoeducation.Theapp1icationofartificia1inte

3、11igencetechno1ogyinteachinggreat1yimprovestheteachingefficiency.Inthispaper,theauthormain1yexpoundstheapp1icationofartificia1inte11igenceinteaching:inte11igent1earningguidesystem,inte11igentteaching1earningsituationana1ysissystemandautomaticeva1uationsystem;Basedona1argenumberof1iteraturereading,th

4、eauthorsummarizestheprob1emsexistingintheapp1icationofartificia1inte11igenceteaching,hopingtoputforwardsomedirectionsforthedeve1opmentofartificia1inte11igenceteachingapp1icationinthefuture.KeyWordsiArtificia1inte11igence;Teaching;Persona1ized1earning一、前言随着教育的发展和技术的进步，教育信息化对课堂教学带来了巨大的变革。2018年4月出台的教育信

5、息化2.0行动计划是国家层面积极应对科技发展而付诸的行动，宣布正式启动了全面实现教育现代化，开启智能时代新征程。如何推动产生技术与教育的融合效应，如何激发技术的教育变革潜力，如何支撑教育系统进行整体变革，教育信息化2.0行动计划基于教育信息化2.0的里程碑意义，提出了智能教育启程、智慧教育领航的行动方针。2023年，中共中央、国务院印发的深化新时代教育评价改革总体方案中也明确提出：“创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价”。笔者认为，智能教育如今开始逐渐实行，发达地区已经开启了智能时代的新征程并且取得不错的成果，国家

6、政策也越来越重视并且细化有关行动计划等，可见智能教育之重要。人工智能在当前教育中的普遍应用仍偏向于“弱人工智能”，但对提升教育效率的作用不容忽视。在2023年突然爆发的新冠疫情打破了沉寂,在疫情期间，世界各地的远程教学也为人工智能教育的进一步发展提供了机遇。受新冠肺炎疫情的影响，世界各地的学校借助互联网技术，将教学从线下搬到线上，以维系学校的正常运行。在其中，人工智能(AI)技术得到了广泛应用，疫情封校期间，人工智能在学校和学区层面发挥了很大程度的作用，许多学校采取了灵活丰富的人工智能手段促进教学。疫情期间，学生是进行线上远程学习的，真正做到了“停课不停学”，而且远程学习支持自适应教学，广泛运

7、用人工智能技术，为学生自主学习提供自动反馈和支持等，将会助力人工智能在教育中的应用与发展。二、人工智能在教学中的应用人们可能对主流人工智能的知识或经验了解到的是相对有限的，对于大多数人来说，无论是来自媒体还是来自日常生活，人工智能在教育中的应用仍然是个不太清楚的领域。无论学生、教师、家长和政策制定者是否乐意接受人工智能，与之有关的智能、适应性或个性化的学习系统都越来越多地出现和应用在学校和大学中，并且这个过程是收集和分析了大量的学生大数据，对学生和教育工作者的生活产生了很大的影响。人类教师的知识性授课角色将逐渐被人工智能教师替代，人类教师的育人角色将会更加凸显，人机协同教学将把学生创新能力培养

8、放在首位。我们应该更好地整合正式和非正式的学习环境、教师和实践活动、文化规范、现有的资源和智慧以及学习者的日常生活和任务。人工智能技术在教师传授知识、学生自主学习中发挥了很大的作用，通过对其应用的深入了解，可以看出人工智能技术在教学活动中的介入对其发展将产生一定的影响。通过文献的大量阅读，笔者认为，人工智能技术在教学中发挥着很大作用，人工智能在教师教授知识层面，主要应用在课前备课、课堂教学、课后作业、教学学情分析和作业批改评价等方面；人工智能技术在学生学习层面，主要应用在个性化学习、自适应学习和人机协同学习等方面。1智能导学系统智能导学系统(ITS)是人工智能在教育中最常见的应用之一，它模拟人

9、类教师实现一对一的智能化教学，是人工智能技术在教育领域中的典型应用。一般来说，它会为每个学生提供个性化的逐步教学过程。智能导学系统通过学习资源和学习活动确定了一个最佳的逐步途径，如果学生能够接受新知识继续学习，系统会自动调整难度，并提供相应的提示或指导。智能导学系统模拟了个人学习，有效的智能导学系统必须准确地诊断学生的学习动机和现有知识水平，并根据学生的需要来选择学习活动和目标。在完成所有任务的时候，老师可以使用框架、提示、技巧和即时反馈来帮助学生解决问题。在此之前，计算机培训I(CAI)只有在学生得到答案之后才能够给学生提供直接的反馈。人工智能教育研究者关注如何根据学习者的个人偏好设计个性化

10、的学习内容。笔者认为，智能教学系统是以计算机辅助教学为基础而兴起的，它是以学生为中心，以计算机为媒介，利用计算机模拟教学专家的思维过程而形成的开放式人机交互系统。智能导学系统是会根据学生的学习水平和学习表现为每一位学生提供个性化的学习过程、学习步骤，它以学生为中心，帮助学生按照自身的接受程度和学习速度完成任务。目前，智能教学系统已成为人工智能在教育中应用的主要形式。虽然信息技术的发展为学习者的个性化学习提供了丰富的学习资源，但是提供的资源往往是一样的，不同水平的学习者使用的是同一课件、统一资源，不具有个性化。自适应学习、深度学习算法等人工智能技术，则能够为个性化学习提供技术支持，可以在很大程度

11、上改变传统的学习内容、学习方式、学习进度等。人工智能通过大数据挖掘、机器学习和深度学习等技术，实现对学习者学习需求、学习风格、学习偏好的分析，然后有针对性地为学习者进行内容推送，以实现个性化学习2 .智能教学学情分析系统基于人工智能的学习者特征分析，能够通过精准测量和专业分析提供一份全面的班级整体评价报告，分析每个学习者的特长，发现学习者学习的薄弱环节，给出班级整体知识的优缺点，教师参照智能分析报告对每个学习者的个性特征进行把握和分析，为其提供个性化学习支持笔者认为，在传统的学习者特征分析中，教师是根据以往的教学经验选题出题，然后由学生答卷，教师根据学生的答题情况了解到学生的学习情况，这里教师

12、了解到的学生的学习情况不一定准确，比如一般来说，试卷是包含选择题，而答对选择题不一定说明学生已经掌握此知识点，还存在蒙对的情况，所以教师了解到的学生的学习情况比较片面。教师主要是根据学生的测试成绩和自我感觉而分析出学习者的特征，一般都会对学习者的群体特征做出概括性的描述，难以实现精准化、个性化。而智能教学学情分析能够实现对学习者精准个性化的分析，大大提高了教师的教学效率，有效地解决个性化问题。3 .自动化测评系统自动化测评系统能够实现客观、一致、高效和高可用的测评结果，提供即时反馈，极大地减轻教师负担，并为教学决策提供真实可靠的依据。比如自动评分不包括扫描仪读取答题卡，指在传统考试中需要由评分

13、员进行打分的开放性问题，如口语考试、简答题、作文题等。评分员打分耗时耗力，机器自动评分可以节约时间和成本，大大提高效率叫。笔者认为，中小学的测评试卷的工作量极其繁重，给教师带来了很大的工作量和负担，自动化测评系统呢能够极大地减轻教师的工作量，同时节约了大量时间。三、人工智能教学应用存在的问题人工智能技术在教学中的应用为教学带来的益处是毋庸置疑的，但是我们也要关注到人工智能教学应用存在的问题，聚焦到问题后及时解决。通过阅读、总结大量文献后，笔者总结了以下几点：1 .教师层面在大多数学校缺乏培训的背景下，教师对于人工智能的理解仅是字面思，实际上并不完全清楚其关键技术和功能作用，理论层面认知的偏差会

14、使人工智能教学应用实践出现种种困难，导致教学效果不佳14。调查发现，即时学校拥有较好的智能设备，绝大多数教师由于没有时间和精力也不经常使用。由于人工智能的识别率、准确性还不够高，教师对于利用人工智能教学信心不足15。笔者认为，很多教师并不清楚进行人工智能教学应用的意义何在，而且许多教师安于现状，不愿踏出舒适圈，内在需求不高。教师的实践经验不多、应用较少的根本原因在于教师对人工智能的认知不够，再加学校不安排系统的学习过程，不会让学生真正感受到人工智能的魅力，从而也缺乏主动去学习、去探索的兴趣。2 .学生层面学生自制力比较差，大多数人工智能系统和平台都需要学生在互联网上进行，学生的上网行为难控制。

15、中小学生接触电子产品过长，不宜于身心健康，有损视力。日常可见的是，作业帮、小猿搜题等应用容易使中小学生产生依赖心理,不愿自主思考，弱化学生的思维。3 .技术层面人工智能技术有待进一步发展，人工智能技术的图像识别语音识别等还不是很精准，有待于不断提高。人工智能与教育的结合还需要相关人员进行深入的研究，并要经过一个长期的过程，才能更好地发挥人工智能的价值和作用。人工智能应用系统开发工具和开发平台以及智能系统并没有实际体验，与课程标准的要求还有一定距离根据资料表明，因用户接口不丰富,人们只能保留所听内容的25%,视觉的45%,这就要求既有图形,又有灵活的自然语言,还要有二者混合的交互能力。这既受设备

16、的限制，又受技术方面的限制，同时系统提供的学习方法，不应该只把学生看成被动的接受者,还应该看成积极的参与者,其方法既单一,又不灵活I。四、结语人工智能技术的发展，为未来教育的形式提供了更多的可能性，但是在教学工作中，还有许多类似教师操作不熟练、学校不够重视这类的问题和不足存在。加强人工智能技术在教学中的有效应用，具有重要的意义。为了更好地促进人工智能技术和教育教学的结合，学校需要利用人工智能创设丰富的教学环境，加强人工智能技术的推广和有效应用，提高教师综合素质，进而促进人工智能技术的进一步发展。参考文献：1教技20186号.教育部关于印发教育信息化2.0行动计划的通知Z.2新华社.中共中央、国务院印发深化新时代教育评价改革总体方案EBO1.http7zhengce2023-10/13/content_5551032.htm,2023-04-04.3,7Ho1mes