计算机辅助教学中人工智能技术的应用研究

张柏玲

(辽宁对外经贸学院，辽宁大连116000)

计算机辅助教学中人工智能技术的应用研究

张柏玲

(辽宁对外经贸学院，辽宁大连116000)

近年来，我国计算机网络教育中引入了人工智能技术，推动了现代计算机网络教育的蓬勃发展。通过运用人工智能系，计算机辅助教学得到极大的改善，并突破了时空的限制，拓宽了计算机辅助教学的服务领域。随着计算机辅助教学中人工智能技术的深入研究和发展，在未来计算机辅助教学中将会更加凸显其个性化，推动远程教育的发展。

计算机；辅助教学；人工智能技术；应用

随着计算机辅助教学的发展，人工智能技术有了更加广泛的应用和发展，也推动了计算机技术的发展。因此，在现阶段的计算机辅助教学中，要加强人工智能技术的运用，通过把握其概念和主要研究内容，分析技术的发展现状，并根据目前的计算机辅助教学情况，就其在计算机辅助教学中的实际应用进行了解。通过分析了解，推动人工智能技术在计算机辅助教学中的应用，最终实现计算机辅助教学的现代化发展。

1 计算机辅助教学及人工智能技术

1.1 计算机辅助教学

计算机辅助教学是近年来兴起的一种学习方式，主要的学习工具就是计算机，并以此来代替教师教学，结合教学内容编制不同的学习资料，比如不同的教学软件、专家系统、试题库等[1]，学习者可以根据自己的学习了解程度选择学习不同的课件内容，这样可以实现因材施教，也有利于教学内容的多样化和形象化。计算机辅助教学一般有几个方面的内容：

1)知识库。这是教学内容的一种集合，主要解决课程学习的内容是什么。在知识库中的存储的教学内容，可以在学生学习教学与控制模块时，进行选取和调用[2]。

2)学生模块。这一模块设置的主要目的是记录学生的学习情况，并结合学生各个环节的学习情况进行分析统计，在系统自动分析评估后，为学生提供具有针对性的学习建议和个性化的辅导。该模块可以对学生理解掌握教学内容的程度进行描述，并结合学生模块的具体情况，进行具体教学策略的调整，保证学生学习情况的准确反馈。

3)用户接口模块。这一模块是用户和系统进行交流的界面。通过用户接口模块，整个系统可以为用户提供教学内容，呈现其输入的具体信息，并进行用户情况的意见反馈[3]。

4)教学与控制模块。控制教学过程与整个系统的模块就是教学与控制模板，它主要涉及的内容就是教学方法的问题，具有领域知识、教学策略和人机对话等功能。通过学生模型为系统反馈的学生学习情况，系统就可以进行智能搜索和推理，优化其教学方法与策略，提高学生学习水平评估的科学性。

1.2 人工智能技术

人工智能技术也是一种机器智能，它是近年来发展起来的新技术，发展速度非常快，主要是对计算机科学、控制论、神经生理学、心理学、语言学等多门学科的一种综合，并在其互相渗透中进行发展的一种新技术[4]。结合计算机应用系统的发展，人工智能技术就是对智能机器和智能系统的一种研究，主要是人类智能活动能力的一种模拟，是人们智能科学的一种延伸。而且人工智能技术是一门交叉的科学，其中涉及多个门类，心理学、认知科学、信息科学、系统科学、生物学科等多门学科都囊括其中，综合性和科学性都非常强。

2 计算机辅助教学的发展现状

2.1 开放性不足

在目前的计算机辅助教学中，缺乏开放性是其发展的最大缺点。在学习中，学习者不能进行课件的操作修改，只能根据系统的固有内容进行学习，使得学习者受到固定内容的限制，降低了课件的适用面。而且因为受到设定学习路线的制约，教师授课的自主性受到制约，使得授课缺乏针对性，如果学习者想要继续进行深入学习，就不能运用这一学习资源，影响深入化的研究学习。

2.2 人机交互能力差

目前的计算机辅助教学的信息载体基本上都是光盘，通过多媒体的形式展现教材内容，并根据预设的机械式教学流程为学生提供教学内容，在这一教学过程中，学习者的学习是完全被动的。这样就严重影响了课堂的教学效率，教师只能根据预定的课件流程进行教学操作，学生和教师的教与学参与都会受到影响，人机交互能力比较差，不能很好地实现教学效果[5]。

2.3 师生间难以互动

计算机辅助教学的课件是学生进行自学时进行的一种操作系统，学习的时间、地方、内容、方式风都需要学生自己安排。因此教师不了解学习者的具体情况，只能为学生提出通常需要注意的问题，在学生遇到问题时，就不能及时和教师沟通交流，影响师生间的互动，课件学习就不能真正发挥其效果。而且系统学习没有网络支持，只能在单机环境下运行，网络的信息化更新难以对系统的知识内容进行更新，学生学习的讨论空间、师生交流、远程教学等就难以有效开展，严重影响教学效果。

2.4 缺乏智能性

计算机辅助教学的课件系统都是预先设定好的，不能为学生开展具有针对性的教育，学生只能被动的学习，自主选择的余地少。而且课程的教师不能积极地参与其中与学生讨论，对于系统提供的信息只能按照自己的想法去处理，学生的认知、学习情况等都不能参考进来，使得教师的教学内容的针对性降低，对于不同的学生和不同的教学模式，都不能灵活运用，系统缺乏智能性。

3 计算机辅助教学中人工智能技术的应用

3.1 智能决策支持系统

这一系统是决策支持系统和人工智能的一种结合，目前在网络教育领域应用比较普遍。智能决策支持系统可以运用在数字图书馆中，提供明确的决策目标，并进行问题的识别，建立一种学习完善的决策模型。在系统运行中，会为学习者提供多种备选方案，在优化、比较、分析中学生可以自主选择，提高决策的准确和有效性。

3.2 智能教学专家系统

在传统的计算机辅助教学系统中，智能教学专家系统是主要的系统设计，它体现的是一种开放式的交互教学。主要运用智能教学专家系统，进行专家教授教学思维的模拟，实现计算机教学的智能化。智能专家系统的运用，可以为学生提供知识，也可以根据学生的具体学习情况开展教学，比如学生的知识储备、能力、学习方式等都会考虑进来，最终提高教学效果。在智能教学专家系统中，主要运用的教学工具就是智能计算机，其智能程度比较高。在学生学习时，系统可以自动生成问题和练习，在学生理解教学内容后，系统可以为学生提供问题的解决方案，自动生成并理解自然语言[7]。同时在了解学生的学习情况后，学生可以根据学习内容和教学进度来合理调整，根据具体学习情况进行了解。系统还可以判断学生的错误，评价其学习行为，并进行纠错，实现教学策略的智能化和科学化。

比如在运用计算机辅助教学解决“盗窃罪”和“诈骗罪”的区别时，作为一种计算机智能程序系统，智能专家系统就可以作品其中的专家水平知识和经验，以此来处理这一问题，并提供相关的知识点。这就是对人工智能技术和计算机技术的一种应用，通过对刑法领域的不同专家提供的知识和经验，进行“盗窃罪”和“诈骗罪”的判断分析，模拟专家的思维过程，解决学习者有疑问的、复杂的问题，智能教学专家系统可以模拟不同领域的专家解决各种问题，并用计算机程序系统表达出来。这一专家系统是人工智能技术中应用最广泛的一个领域，它将人工智能技术从理论研究发展向实际应用，实现了一般推理策略探讨向专门知识运用的一种重大突破，是一种综合了专门知识和经验的计算机智能程序系统，通常都会运用人工智能技术进行专家知识的表示和推理，并通过模拟不同领域的专家思维过程提供问题解决的思路。目前这一系统已经开始加入了更多发展模块，比如专家协作系统、综合知识库、解题机制、多学科协同解题机制、专家系统工具、人工神经网络知识获取机制等，这些都是最新的人工智能技术，具有多知识库、多主体的系统能力。

3.3 智能导学系统

这一系统是组成现代计算机辅助教学系统的重要内容，可以保障计算机网络教育的目的实现。而且智能导学系统可以为学生提供学习的良好环境，并快速提供学生可能需要的各种资源，保证教学服务的全方位，实现计算机辅助教学的目的。这一智能导学系统可以结合学生的具体学习情况，保证导学策略与学生的学习情况相适应，提供更具个性化和针对性的教学服务。通过这样的运行，系统就可以自动生成问题和解决方案，进行教学方案、内容和进度的合理规划和调整，保证可以及时反馈信息内容，并进行修正导学，推动导学策略的合理科学。在计算机辅助教学中，还有很多人工智能技术的应用，比如智能仿真技术、智能网络组卷系统INES、智能信息检索引擎等[8]，将这些系统运用在计算机网络教学中，完成了目前计算机辅助教学的智能化，推动了计算机辅助教学的新发展。在计算机辅助教学系统中已经开始引入人的思想，提高系统的逻辑推理能力，实现教师和学生之间的互动，并解答学生提出的问题。在计算机辅助教学中，人工智能技术可以根据学生的学习特点提供适合的学习内容，并结合学生的学习情况和教学情况进行合评价。如果在学习过程中学生有错误出现，系统可以进行指正，并进行分析，自动生成课后练习，解决课程知识咨询中遇到的问题等。

4 结束语

随着计算机技术和发展，在教育领域也开始引进了计算机技术，在教学中也有了人工智能技术的应用。人工智能技术是近年来发展起来的，对于研究对象、范围及其应用都可以进行智能化分析，这与现代计算机辅助教学的要求相吻合。现阶段计算机辅助教学中开始广泛地应用人工智能技术，弥补了传统计算机辅助教学中的不足，实现了教学系统的智能化。

[1]刘志勇,王阿利,张伟斌.人工智能在计算机辅助教学中应用研究[J].信息系统工程,2010(10).

[2]马俊宏.计算机辅助教学中人工智能技术的应用探讨[J].硅谷,2014(4).

[3]郑邦毅.人工智能技术在计算机网络教学中的运用[J].淮海工学院学报:人文社会科学版,2013(4).

[4]王晶晶.基于人工智能的辅助教学系统开发[J].产业与科技论坛,2011,10(24).

[5]刘一鸥.关于计算机智能辅助教学的研究[J].大观周刊,2012(7).

[6]张国凤.智能计算机辅助教学系统的实现研究[J].科研,2015(36).

[7]袁源.浅谈计算机辅助教学的设计[J].天津科技,2010,37(1).

[8]薛亚娣.基于虚拟现实技术的计算机辅助教学研究[J].兰州文理学院学报：自然科学版,2017,31(1).

G424

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1009-3044(2017)24-0165-02

2017-07-15

张柏玲(1996—)，女，辽宁省葫芦岛市人，本科，学生，研究方向为计算机类。