人工智能計算機教育論文

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摘要：隨著科學技術的不斷發展和進步，人類已經步入智慧教育時代。在新的時代背景下，人工智能得到了大范圍的開發和推廣，已經和教育事業相結合，發展成為人工智能為主導的智慧教育模式，為教育事業的發展和變革做出了很大的貢獻。本文基于當代的教育背景，以計算機教育為切入點，分析了人工智能對計算機教育工作的推動和影響，主要探討了智慧教育和人工智能的本質和特征，剖析了當前人工智能應用于計算機教育所面臨的問題和挑戰，并對人工智能在未來的某一階段對計算機教育事業的推動和變革做出了展望和預測。希望本文能夠給相關行業內朋友提供一點小小的啟示和幫助。

關鍵詞：智慧教育；人工智能；計算機教育；推動；變革

隨著社會的不斷發展和進步，我國的教育事業面臨著巨大的洗牌和轉型升級。教育朝著更加信息化、智能化的方向發展。如今，智慧教育成為了當下教育行業的潮流。當前的教育事業的工作者或者專家學者都表態對于智慧教育充滿著信心。智慧教育得以發展的依托還是基于當前火熱的人工智能技術。人工智能能夠對每一位學生進行大數據分析，從學生的歷史數據中分析學生的學習習慣于性格特征，分析出學生適合的發展方向，因材施教，并結合學生的興趣于意向為其制定學習計劃，為他們量身定制專屬于他們的個性化教育方案，讓教育過程更加具有智慧性和科學性。此外，智慧教育還可以實時監控學生的學習進度與學習狀態，及時針對學生做出調整。智慧教育不僅是教育教學的改革，更是智能科技發展的先進方向，是先進科技的實際應用的探索。

一本文相關基本理論概述

（一）智慧教育內核和特征。智慧教育其實就是一種宏觀的教育系統，里面包括萬象，形成一張巨大的智慧教育網絡，這個智慧教育體系里面包含智慧校園、智慧課堂、智慧服務等一系列與智慧教育相關的板塊，共同打造出智慧教育這樣一個智能型的體系。智慧教育的發展依托于當代快速發展的互聯網技術，包括物聯網、大數據、云計算、人工智能等新興科技，基于強大的現代化互聯網技術，智慧教育完全打破了傳統教育模式存在的弊端，具有一種智能化、個性化、可感知化以及實用性強大的教育服務系統，體現了數字化媒體教學的高級階段的特征，也具有現代化教育信息化的內核。（二）人工智能。人工智能是最近幾年發展出來的一種新興科學技術，簡稱為AI，是一種虛擬現實技術，他能夠通過科學技術的手段，將人們置身于虛擬的世界，并完美還原一定的逼真度，給人一種身臨其境的感覺。人工智能技術包含的學科很多，是一種多學科融合，跨領域的一種應用型技術，能夠實現指紋識別、圖像識別、語音智能識別、機器人系統、高度仿真模擬等一系列應用，實現超越人類智慧的一種高科技。

二人工智能技術在計算機教育中的應用

（一）智能決策支持系統。智能決策支持系統是通過對大量數據的分析并結合教學政策等信息為計算機教育教學提供決策、制定教學目標于教學方案的系統。以數據分析為基礎，計算機教學可以為學校提供多種決策模型以及教學方案，節約了教師的時間，也為教師提供了參考，便于教師改進教學模式，調整教學進度，提高了教育教學的效率。智能決策系統的應用也使學生們更加適應學校的教學模式，在學習過程中能夠更上教學進度，對學習內容有了更加深刻的理解。智能決策系統是計算機教育中的重要改革，為我國大量高校的計算機教育提供了發展助力。（二）智能教學專家系統。智能教學專家系統能夠模擬傳統的授課環境，并在其中加入人工智能技術的支持，提供影視播放、文本展示等多媒體功能，讓學生們既能于教師進行交流，又能在開放式的教學環境中自己體悟于感知。簡單來說，智能教學專家系統能夠將傳統教學模式的優點與現代技術有機結合，提高課堂教學效率與教學成果。通過這一系統，學生不僅能夠與智能化的教學專家交流，獲取自己想了解的內容，還能夠檢查自己的學習成果，進行自我反省。智能教學專家系統還可以為學生量身定制教學課程，根據學生的知識儲備、理解能力等為學生提供合適的學習材料，真正做到因材施教。（三）智能導學系統。智能導學系統使計算機教育過程中的輔助系統，它能夠協調各類教學資源，為學生方便快捷的獲取想要的知識提供便利。同時它還能幫助了解分析學生的現狀，掌握學生們在學習過程中的缺陷與短板，同時對現有資源進行整合分析、管理，使其得到充分的利用。由此可見，智能導學系統是人工智能應用于計算機教育的重要支撐，沒有它的存在，學生和教師無法利用人工智能強大的功能為自己服務。（四）智能仿真技術。近年來應用智能仿真技術開發CAI實驗課件將有望為打通遠程實驗教學的瓶頸開啟方便和智慧之門。智能仿真技術IST是不斷發展變化的仿真環境促成和推動的一種技術開發，是人工智能與仿真技術的高度集成。IST力求克服以往傳統仿真的模型及建模方法的局限性以及建模艱巨、界面單調和結果費解等方面的問題，重點研究廣義仿真模型、仿真模型生成、智能仿真算法、智能仿真界面、仿真結果分析、多庫仿真軟件、綜合仿真語言、仿真信息預處理等仿真技術。IST在輸入信息預處理、仿真模型生成、仿真算法的靈活性有效性、仿真結果的分析解釋等方面，體現智能性、適用性和友好性。由于智能仿真系統在某種程度上可替代仿真專家完成建模、設計實驗、理解及評價仿真結果這些本需專家來完成的步驟，并具有一定的學習能力。因此，運用智能仿真系統來開發實驗教學課件可以大大節省人力物力，降低開發成本，加快開發速度，縮短開發周期。（五）智能網絡組卷系統。無紙化考試是教學考核的重大改革，也是考試發展的方向。無紙化考試技能節約資源，又能很好地杜絕作弊現象。無紙化考試過程包括題庫建設、選題組卷、考試、以及考核結果判定于展示等環節。智能網絡組卷系統能夠以題庫為基礎進行組卷，節省了教師出題的時間，并且能夠形成自動化的考試流程，減少考試過程中會出現的問題，降低作弊幾率。智能組卷系統能夠很大程度上滿足教師對試卷的要求，且具有保密、高效、一致性強的優點。同時，各高校教師也可聯合起來建設題庫，將學生日常學習中的易錯點、重點、難點問題進行記錄，保證考試結果的真實性與可參考性?？傊?，智能考試系統能夠極大的減少教師的工作，提高教學評價的真實性，為學生們日后的教學計劃提供參考。

三人工智能應用于計算機教育面臨的困難

（一）學生學習知識碎片化，系統化程度不高。目前，人工智能應用于計算機教育事業的時間不是很長，因此相對來說還是不是特別的成熟，還有很多地方需要去實踐和優化。目前，人工智能應用在計算機教育中存在的最為主要的問題就是學生只是比較零散、系統化程度不夠。人工智能在一定程度上雖然能夠激發學生學習的自主性和積極性，但是學生們很容易選擇自己所感興趣的方面學習，而對于不感興趣的就忽略，學生們選擇上的自由導致學生學習知識不系統，過于零散，不利于學生形成一個完整而又系統的計算機知識體系，對于他們將來的職業生涯的發展也是有影響的。（二）學生學習自主性不強，管理難度增大。人工智能在一定程度上改變了傳統的教育模式，學生們擁有更加多的自主權，課堂的上課模式也由傳統的老師講課，學生聽課為主轉變成了學生學習為主，老師只是扮演一個引導和答疑解惑的作用。這種新的模式對于那些有主見，自主學習能力強的學生來說是非常有好處的，充分給與了他們自幼學習的時間，課堂的學習效率變高了，學生的學習能力增強了，學生的想象力和創新力可以得到更為充分的發展。但是對于那些自主性較差的學生來說，這種新型的上課模式不一定特別適合他們。一方面，他們的自學能力較差，在課堂上讓他們自主學習，完全擺脫老師的干擾，他們往往就比較迷茫，不知道怎么學習，導致上課的寶貴時間被浪費；另一方面，他們的自律性往往比較差，不能夠很好的利用課堂上的時間進行學習，而是用來開小差、玩游戲、聊天等與課堂學習無關的活動，嚴重影響了他們課堂學習的效率，并且老師對他們的管理難度也增加了。（三）人工智能的應用引發人們的擔憂。人工智能應用于教育教學系統需要獲取學生的詳細數據，這不可避免地造成了人們對隱私泄露的擔憂。不法分子有可能利用計算機技術竊取學生以及學校的數據，對學生和學校而言是極大的安全隱患。因此，解決數據安全問題是人工智能廣泛應用的一大障礙。此外，人工智能雖然有強大的分析能力，但是其結果依賴于數據的支持，而對于學生而言，存在許多不能用數據明確顯示的因素，例如家庭情況、性格、愛好或者身體健康狀態的變化等，這些因素將會造成分析結果的失真，進而對學生的教育于發展造成不良影響。因此人工智能技術的準確性與改進程度也是人們對人工智能信任程度的影響因素。人工智能能否順利應用于智慧教育仍需進一步探索于研究。

四人工智能對計算機教育的推動和變革

（一）推動教育理念的變革。智慧教育是未來信息化教育的一種發展階段，智慧教育的出現帶領和引領新的教育模式，推動了教育理念的改革，促使教育活動跨越了傳統教育模式的束縛，發展成為智能化、自主化、現代化的一種新型的教育形態。智能化的融合使得人工智能廣泛的應用于教育行業，實現了教育行業質的飛躍。在計算機的教學過程中，人工智能能夠打破學生在學習階段遇到的問題，突破空間上的約束，實現家庭教育、社會教育、學習教育多位一體的復合式教育，實現計算機教育的大突破和大發展。人工智能最大的優勢就是可以通過云計算和大數據分析，將智慧校園和學生的學習空間緊密聯系起來，為學生們量身制定一份專屬于他們自己的個性化學習方案，并且不斷地進行跟蹤和監控，保證學生學習后的效果，不在僅僅依賴于學校這個媒介進行學習，讓學習可以無處不在，自由掌控，從而達到建立起終身性質的學習體系。（二）推動教學內容的變革。智慧時代下人工智能推動了計算機教學內容變革，實現了人工智能輔助教學系統幫助學生更好地實現計算機知識，并對學生的學習情況進行跟進和追蹤，為下一步對學生制定個性化的教學方案或改進教學內容做好基礎，所有的反饋結果教師可以輕松做到實時的跟進，達到實現因材施教的目的，完全推動了教學內容的改革。此外，人工智能還能夠為學生打造一個以計算機技能學習為主的針對性平臺，在平臺上師生可以進行充分的交流和溝通。這個平臺不局限于線下，在線上也可以輕松實現老師和學生之間的溝通和交流，可以設置一個專門的時間來進行答疑交流活動。其他時間，機器人助理就可以輕松回答學生們存在的問題，大大減輕了老師的工作負擔，提升了效率。此外，人工輔助智能教學系統還能夠通過深度學習和自然語言來生成專門的計算機教育內容，其質量與真人編寫的相差無幾。（三）減輕了教師的教學負擔。智慧教育時代對于教師來說是一個利好的時代，人工智能的介入很大程度上減少了傳統教育模式下老師備課、講課、批改作業、對學生進行答疑解惑等各個環節所花費的時間，大大節省了老師的時間，提升了教學的效率。人工智能可以幫助老師解決很多繁瑣型的工作，老師節省下來的時間可以花費在學習前沿性的知識和研究，不斷給自己充電的過程中，對于老師未來的職業生涯的發展也是十分有幫助的。比如說，以前的傳統模式下，老師一般是親自批改作業，或者叫成績優秀的學生幫忙批改作業，人工的勞動比較辛苦?，F在，在智慧教育模式下，老師完全可以把這種重復性的工作交給人工智能作業批改機器人，大大提升教學的效率。傳統的計算機教學過程中，老師都是根據教材和教學進度編制教學大綱和教學內容。但是，在新的智慧教育時代的背景下，老師完全可以通過人工智能技術，對教學方式進行改良，建立起交互性的教學系統。學生可以利用該系統，結合自身的實際需求，有針對性的進行學習，更加有利于學生獲得他們想要的知識和內容。課堂也由傳統的老師教課為主，轉變為了學生們上課索取知識為主，并且能夠有效的提升學習的效率和水平。

五結語

綜上所述，我們可以看到，智慧教育的興起是時代進步的不可阻擋的趨勢，我們應該順勢而為，利用好人工智能這一強大的科技手段，助力于我國的計算機教育，大大的提升教育的質量和效益。其實，人工智能已經滲入到了教育行業的各個方面，推動了計算機教育在教育理念、教學內容、授課方式、教學模式等各個方面的改變，將會給教育行業帶來巨大的機遇和挑戰。作為一名教育工作者，應該時刻不斷提升自己的專業的教學能力，不斷為自己充電，這樣才能夠在人工智能來臨的時代，發揮出自己的價值，而不被機器人輕易取代。此外，還需要積極學習國內外前沿的最新的知識，鍛煉自己大腦具備思辨能力。

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作者:肖志強 單位:石河子大學