人工智能在教育教學(xué)中融合應(yīng)用

人工智能在教育教學(xué)中融合應(yīng)用興的極富挑戰(zhàn)性的學(xué)科。換言之，就是讓計(jì)算機(jī)變成一個(gè)能模擬人類某些思維過程和智能行為的智能端，不管人們身處何地何時(shí)，都會(huì)需要人工智能的參與，為人們的生活提供了方便。人工智能即有著普遍的使用和深入的影響的一種機(jī)器上完成人類智能的科學(xué)技術(shù)。當(dāng)高校混合式教學(xué)和人工智能相互輔助作用時(shí)，能夠提升學(xué)習(xí)效率，不單單是因?yàn)槟軌蚝侠淼母纳平虒W(xué)成果，還有因?yàn)槟軌蛲瓿蓪?duì)信息資源的充分使用。人工智能應(yīng)用在教學(xué)范圍,以其改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式即一對(duì)多，嘗試創(chuàng)新教學(xué)方式即一對(duì)一，進(jìn)而將學(xué)生的綜合素質(zhì)水平提升了,還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新才能，這更是人工智能技術(shù)的又一個(gè)完滿表達(dá)。一、人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用的背景和意義經(jīng)過60多年的發(fā)展，人工智能有很多發(fā)展的低谷，而人從中吸取教訓(xùn)。2013年之后，有一個(gè)疾速展開的時(shí)期被它等來(lái)。智能化在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展，其中以智能手機(jī)為代表給予了它新的活力和發(fā)展形勢(shì)，汽車作為當(dāng)前極快的普及化的日常用品，智能化已經(jīng)成為汽車相關(guān)行業(yè)研究和發(fā)展的方向。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與人工智能的發(fā)展是相輔相成的。隨著時(shí)間的推移，智能手機(jī)、wifi和寬帶等基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施的發(fā)展，和大數(shù)據(jù)及云服務(wù)等技術(shù)的使用，這項(xiàng)成熟的技術(shù)不但能夠應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，也能夠?qū)⒖纱┐髦悄苡布?yīng)用其中。這使得這項(xiàng)技術(shù)對(duì)汽車專業(yè)及相關(guān)教育行業(yè)都具有重要的研究?jī)r(jià)值。近年來(lái)，教育部將人工智能作為高中現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)選修課。國(guó)務(wù)院在2017年提出了中小學(xué)人工智能課程。這些舉措進(jìn)一步促動(dòng)了人工智能在教育領(lǐng)域的發(fā)展，人工智能大數(shù)據(jù)也推動(dòng)了教育變革，基于大數(shù)據(jù)的人工智能教育質(zhì)量測(cè)試變成了可能。經(jīng)過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程和結(jié)果的實(shí)時(shí)監(jiān)控及系統(tǒng)評(píng)價(jià)、診斷，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)水平的全面分析將自動(dòng)為學(xué)生和教師提供更有效的教學(xué)方法和策略，提升教學(xué)品質(zhì)和效率，增強(qiáng)教學(xué)的個(gè)性和互動(dòng)性，使學(xué)生的創(chuàng)造性思維、思維和解決問題的水平得到進(jìn)步。為了使因材施教變得更加準(zhǔn)確，在教育領(lǐng)域人工智能等新技術(shù)已持續(xù)深入應(yīng)用。二、人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用形式在多數(shù)企業(yè)家的鞭策下，才剛剛起步的人工智能在教育范圍的使用和創(chuàng)新以及教育科技領(lǐng)域正在獲得長(zhǎng)足的提升。對(duì)于科學(xué)家和企業(yè)家來(lái)說互聯(lián)網(wǎng)機(jī)器的才能是一部分，人類本身的才干也是十分重要的。多角度創(chuàng)新的人工智能經(jīng)過利用多種信息技術(shù)手段，發(fā)揚(yáng)它在教育范圍中和教學(xué)中的重要作用，不光進(jìn)一步與科學(xué)技術(shù)的展開聯(lián)系起來(lái)，而且教育愈加人性化、個(gè)性化、活潑有趣使孩子更加容易接受。智能評(píng)估、智能導(dǎo)師系統(tǒng)、教育模擬游戲、教育機(jī)器人和虛擬現(xiàn)實(shí)教育，就是人工智能，在教育范圍的使用主要的五種模式。老師們?cè)谄饺盏慕逃ぷ髦?，不是要完成課堂教學(xué)任務(wù)，就是要完成一項(xiàng)相對(duì)重要的工作，即糾偏工作。通過個(gè)性化即時(shí)反饋和大規(guī)模自動(dòng)糾錯(cuò)以及隨著字符識(shí)別、大數(shù)據(jù)、語(yǔ)義分析和語(yǔ)音識(shí)別等技術(shù)的發(fā)展，成為現(xiàn)實(shí)。簡(jiǎn)化評(píng)分進(jìn)程則是智能評(píng)估的目標(biāo)，通過深入改動(dòng)傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)措施和模式，不但能夠減輕老師們的大量的工作，而且在短時(shí)間內(nèi)，能夠取得高效統(tǒng)一的評(píng)估成果，這樣不但進(jìn)一步提升教學(xué)效率，還使得教師愈加重視教學(xué)反饋，就能夠?yàn)橐院蟮慕虒W(xué)決策提供切實(shí)牢靠的依據(jù)。（二）智能導(dǎo)師系統(tǒng)自適合學(xué)習(xí)系統(tǒng)，就是智能導(dǎo)師系統(tǒng)的一種，智能導(dǎo)師系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的老師與學(xué)生之間的單向輸出的教學(xué)模式，并與一對(duì)一課堂教學(xué)和一對(duì)多教學(xué)堂教學(xué)相比較總結(jié)。它顯示出明顯的教學(xué)效果，在教育領(lǐng)域的人工智能，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。智能導(dǎo)師系統(tǒng)，則為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑、學(xué)習(xí)伙伴和學(xué)習(xí)資源等根據(jù)每個(gè)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)速度的總體的掌握水準(zhǔn)，協(xié)助學(xué)生實(shí)現(xiàn)具體目標(biāo)。智能輔導(dǎo)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)生情緒的感知、預(yù)測(cè)和調(diào)整，對(duì)學(xué)生的情緒狀況實(shí)行積極的干預(yù)及調(diào)整。則是因?yàn)橹悄軐?dǎo)師系統(tǒng)在與學(xué)生互動(dòng)的過程中，智能導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生的言語(yǔ)表情、面部表情、知識(shí)反饋等觀察因素完成這個(gè)目標(biāo)。實(shí)際上，智能教學(xué)系統(tǒng)正在發(fā)展的起步的階段，它不是以課堂教學(xué)為主的教學(xué)，而以學(xué)生課后自學(xué)和回答以下問題為主的方式，假設(shè)有一些關(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)它的發(fā)展就會(huì)更近一步。（三）教育仿真游戲教育模擬游戲，它是人工智能研討的一部分，對(duì)于現(xiàn)代教育理念寓教于樂不失為一種好的方式。在教育使用范圍，教育模擬仿真游戲，它是專為特定教育目標(biāo)而開發(fā)、在模擬環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)字游戲，而不是傳統(tǒng)意義上的單一娛樂活動(dòng)。教育模擬游戲就為學(xué)生觀察和理解事物提供了一個(gè)新的角度。促使他們使用，個(gè)人知識(shí)和技能，積極探索，嘗試新技術(shù)，來(lái)解決問題，自覺多任務(wù)。在模擬游戲環(huán)境中，學(xué)生有責(zé)任和義務(wù)獲取新知識(shí)，在角色扮演中取得新成果。造就和開發(fā)學(xué)生的視覺思維和處理問題的水平，測(cè)試和錘煉學(xué)生的耐力、注意力和專業(yè)知識(shí)能夠采用教育模擬游戲的教學(xué)使用。（四）教育機(jī)器人教育機(jī)器人技術(shù)，它是融合了多種先進(jìn)技術(shù)，及綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果。教育機(jī)器人，的學(xué)科教學(xué)、輔佐教學(xué)、管理教學(xué)等，是造就學(xué)生，創(chuàng)新才能、信息素養(yǎng)的優(yōu)良平臺(tái)，將給學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)增添新的智能生機(jī)。用機(jī)器人，把它充當(dāng)智能化的教具，能夠輔助教師在教學(xué)過程中，去展開教學(xué)活動(dòng)。因?yàn)闄C(jī)器人，它是一個(gè)始終聯(lián)網(wǎng)搜尋答案和自我學(xué)習(xí)的過程的產(chǎn)物，而當(dāng)學(xué)生和機(jī)器人互動(dòng)交流時(shí)，學(xué)生交流得越多，機(jī)器人就會(huì)對(duì)學(xué)生的情緒以及特性分析的越來(lái)越清晰，越來(lái)越透徹，教育機(jī)器人就能夠根據(jù)，學(xué)生大數(shù)據(jù)因材施教、精準(zhǔn)推送，為更多的學(xué)生帶來(lái)智能時(shí)代的全新學(xué)習(xí)體驗(yàn)。（五）虛擬現(xiàn)實(shí)教育虛擬現(xiàn)實(shí)，把它應(yīng)用于教育，其價(jià)值空間不可預(yù)計(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)會(huì)在教育范圍迸發(fā)量和質(zhì)的飛躍，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，則是一種能夠創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。為了能使學(xué)生，提供生動(dòng)、真切的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生能夠自由探究和自主學(xué)習(xí)的目標(biāo)，可用虛擬現(xiàn)實(shí)與教育相結(jié)合，這樣，課堂就不再局限于教室、白板和PPT了，學(xué)生就能夠通過虛擬場(chǎng)景，從空間和現(xiàn)象的內(nèi)部角度深刻理解以往難以設(shè)想的知識(shí)點(diǎn)。從而，激起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，協(xié)助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)體系。（六）智慧教室及智能車間寧夏工業(yè)學(xué)校是國(guó)家重點(diǎn)中等職業(yè)學(xué)校，曾在2018年，被世界技能大賽中國(guó)組委會(huì)確定為第45屆世界技能大賽焊接項(xiàng)目中國(guó)集訓(xùn)基地。被自治區(qū)教育廳確定為“互聯(lián)網(wǎng)+教育”試點(diǎn)學(xué)校。隨后學(xué)校積極響應(yīng)，在學(xué)校各個(gè)專業(yè)部建立智慧教室。智慧教室軟件——智課堂，一種輔助老師們完成教育教學(xué)的智能系統(tǒng)，只需要將老師們的工號(hào)登錄智慧教室的教師工作站，即可將自己需要教學(xué)的內(nèi)容上傳到上面，也能夠參考公共教學(xué)資源庫(kù)。創(chuàng)建課程也是非常簡(jiǎn)單的過程，只需點(diǎn)擊新建課程，編輯課名稱、開課學(xué)期、授課專業(yè)、開課時(shí)間、授課班級(jí)、教師團(tuán)隊(duì)等簡(jiǎn)單的幾個(gè)步驟就完成了課程的基礎(chǔ)資料創(chuàng)建。然后就是十分重要的教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)建，教師能夠用自己的教學(xué)資源上傳，也能夠參考公共教學(xué)資源庫(kù)。過程也十分簡(jiǎn)單，老師們只需編輯好目錄，在目錄下上傳教學(xué)資源即可。老師們能夠做細(xì)致一些，將教學(xué)目標(biāo)、課件、相關(guān)教學(xué)中用到的視頻、音頻、課后作業(yè)等等。雖然這樣耗費(fèi)了老師們備課前的一些時(shí)間，但是卻在課堂上，獲得了一定的釋放，只要引導(dǎo)好學(xué)生，課堂完全就是學(xué)生為主的課堂。因?yàn)榻處熢谏蟼髻Y源后，學(xué)生就能夠通過學(xué)生端的智課堂理解下節(jié)課要上什么課，學(xué)生課前就能夠把一些知識(shí)理解到位。而教師也能夠通過智課堂的教師端來(lái)為學(xué)生上一堂課。智慧教室還有智慧屏，能夠完成教師教學(xué)的基本要求，例如：數(shù)學(xué)老師忘記帶教學(xué)用的三角尺，打開智慧屏，拖動(dòng)側(cè)邊的工具欄，找到三角尺，輸入角度甚至比老師拿三角畫出的更精確。語(yǔ)文老師忘記帶語(yǔ)文課本，智慧屏自帶的一到九年級(jí)的所有古詩(shī)詞、文言文、名著等就派上了用場(chǎng)。除了上面說的這些，智慧屏還自帶一些與教學(xué)相關(guān)的小游戲，為課堂的互動(dòng)帶來(lái)了些許樂趣。智慧車間，是基于智慧教室的衍生，對(duì)于職業(yè)教育很多課程是實(shí)踐課，這時(shí)就要用到智慧車間。以前教師帶著一班四五十人上實(shí)訓(xùn)課，老師帶頭演示一遍，學(xué)生分組去完成實(shí)訓(xùn)，因?yàn)楦鲗W(xué)校設(shè)備不盡相同，整體實(shí)訓(xùn)課程效果不理想，占了大量的時(shí)間，學(xué)生吸收的知識(shí)較少。而現(xiàn)在來(lái)的智慧車間，教師在工位操作，學(xué)生坐在原位，通過幾顆攝像頭就能夠把教師的操作過程記錄下來(lái)，并反饋到大屏幕上。學(xué)生通過多次的觀看+實(shí)際的上手操作，學(xué)習(xí)的技能知識(shí)更加牢固，同時(shí)學(xué)生在觀看時(shí)不但能夠?qū)W老師的操作過程，還能夠監(jiān)督同學(xué)間操作的有哪些不到位的地方。三、人工智能+教育的發(fā)表達(dá)狀當(dāng)前傳統(tǒng)教育機(jī)構(gòu)與人工智能相結(jié)合，為人們帶來(lái)了極度豐富的教育資源，空前強(qiáng)大的教育力量和飛速提升的教育效率，使教師有更多的時(shí)間和精力創(chuàng)新教育內(nèi)容、改革教學(xué)方法，同時(shí)深刻、快速改變?nèi)藗兊膶W(xué)習(xí)方式、思維方式、解決問題的方式。人工智能已經(jīng)從多個(gè)層面對(duì)教育提出了深層挑戰(zhàn)，不過，當(dāng)前人工智能，在教育領(lǐng)域的發(fā)展，不盡如意；人工智能課程還未完全滲入到教育中，對(duì)教學(xué)應(yīng)用的研究還較為薄弱。此外，在中國(guó)社會(huì)教育逐漸趨于低齡化的環(huán)境下，人工智能教育領(lǐng)域通常服務(wù)于國(guó)內(nèi)的應(yīng)試教育體系，無(wú)論是智慧課堂還是未來(lái)的魔鏡系統(tǒng)，即使，教育在朝著千人千面的方向發(fā)展，但仍然僅僅人工智能教育領(lǐng)域的初級(jí)階段。說到底人工智能在學(xué)校中的應(yīng)用還是新生事物，它會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)樣本規(guī)模、學(xué)生情緒等因素影響最終學(xué)習(xí)效果，還需認(rèn)真探索、持續(xù)總結(jié)、逐步擴(kuò)大。對(duì)于寧夏工業(yè)學(xué)校也是如此，學(xué)生在適合，教師也在轉(zhuǎn)變，對(duì)最終的教學(xué)效果，還需要老師們持續(xù)的總結(jié)、探索、進(jìn)步。四、人工智能+教育的發(fā)展前景人工智能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)最大的作用就是擴(kuò)展教師的知識(shí)庫(kù)，輔助教師講授知識(shí)，讓教師的角色由知識(shí)輸出者、職業(yè)教書匠轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生智慧、協(xié)助學(xué)生成才、啟迪學(xué)生心智的精神導(dǎo)師。人們按照現(xiàn)有研究材料，推斷出，在將來(lái)人工智能在教學(xué)使用過程中，唯有：飽含情感與學(xué)生互動(dòng)交流，才會(huì)在教育創(chuàng)造力方面會(huì)有一定突破。而信息技術(shù)的展開速度，也是出乎人們意料的。隨著科技的展開和時(shí)代的進(jìn)步，未來(lái)，教育必定是在人工智能的影響下，愈加個(gè)性化、人性化、創(chuàng)新化。雖然“互聯(lián)網(wǎng)+教育”在寧夏工業(yè)學(xué)校來(lái)說才是起步不久，但是就拿現(xiàn)在的教學(xué)資源及教學(xué)設(shè)備來(lái)說，能夠斷定，未來(lái)職業(yè)教育必定是在人工智能的影響下，愈加個(gè)性化和人