人工智能技术在计算机辅助教学中的应用研究

谢宏　邵新海　李会芹

摘要：随着计算机的普及以及计算机技术的不断提高，人类已经从计算机上收获到了很大的益處，而且仍然在不断地提高计算机技术，继续开发能为人类做出好的贡献的功能。从20世纪50年代开始，人类就已经有了人工智能这一学科，希望可以让计算机更加智能，更加类似人类的思维，从而更好地为人民服务。人工智能也可以应用于计算机辅助教学当中，本文就将对人工智能在计算机辅助教学当中的应用进行研究。

关键词：人工智能；计算机辅助教学

中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）17-0150-02

由于人类对人工智能寄予了很大的希望，人工智能有着很好的前景，并且有可能应用到我们生活当中的各个方面，提高我们所有人整体的生活水平。人工智能技术发展的同时，陆续的已经有科学家将人工智能技术应用到了教学的方面，并且已经获得了很好的成效，所以在人工智能方面继续开发进步，并与教学相结合，将会是很好的新的教学方法。

1人工智能

1.1什么是人工智能

人工智能是二十世纪中期兴起了一门新的科学，这一门科学主要属于计算机科学，但是其中要包括信息学、语言学、心理学、哲学、数学等等很多学科的内容，是一门综合性很强的学科。人工智能主要是使用计算机系统来模拟人类的思维活动。这一门学科研究的领域广泛，也已经在很多方面上有了它的应用。

正是由于人工智能所研究的领域很广泛，所以这也是一项挑战性很强的科学门类，需要科学家在各个方面都有很强的知识基础。目前人工智能的研究与人类的目前需求紧密相关，所以人工智能技术研究也随着时代的变化而发展，让人工智能这一项技术应用在更有意义的事情上。人工智能主要的目标是要求计算机拥有“知识的获取和学习能力”、“对知识进行处理的能力”、“语言的理解能力”、“自动的推断和搜索的能力”以及等等很多方面的能力。

1.2人工智能研究内容

从研究的对象来说，人工智能可以分为三个不同的领域：第一个是要有“自然语言处理”的能力，编写可以读和说的计算机程序。第二个是要研究出一种具有灵敏的感官机器，可以模拟人类的听觉和视觉，可以自动判别不同的环境。第三种是研发专家系统，就是利用计算机可以模拟专家的行为。

从人工智能的研究性质来区别，又可以分为理论和工程两个方面。理论研究，就是不断的开发拓展人工智能理论，工程研究，就是能够设计和开发出相应的产品。二者之间有着很大的关联，是不可分割的。理论研究为工程研究提供了理论基础；工程研究是将理论研究应用于实际当中。

1.3人工智能的技术特征

人工智能有以下几点技术特征：搜索能力，知识表达功能，推理能力，抽象能力，语音识别能力，处理模糊信息的能力。这五点，基本上已经使得人工智能可以简单的模拟人类的思维方式。

2计算机辅助教学（CAI）

2.1什么是计算机辅助教学

计算机辅助教学的含义就是使用计算机来代替教师来执行部分的教学任务，为学生提供一个个人的学习空间，同时利用了多媒体等计算机技术，使得教学方式变得丰富多彩，从而提高教学的效率和质量。利用计算机辅助教学功能可以增加学生的练习数量、课后巩固、与计算机之间拥有灵活自由的对话和咨询、仿真模拟实验过程，以及等等其他的教学模式。极大地丰富了课堂内容，也完成了许多传统教学过程当中不能够完成的内容。计算机辅助教学主要是通过课件的形式进行，学生可以根据自己的情况而进行学习，这样教学可以更好地适应每一个学生的学习情况。计算机辅助教学已经在教育当中占据了很重要的地位，广泛地应用到了学校的教学当中，并且已经有了很好的效果。我国的计算机辅助教学发展得很快，四十年前就已经有很多高等院校把这一教学模式列为重点的研究课题之一。

2.2计算机辅助教学存在的问题

计算机辅助教学，还具有一定的闭塞性。使用计算机辅助教学使得学生被动的进行学习，没有针对性的教育，缺少指导性的引导。主要是通过光盘等载体，将知识内容呈现出来，过程有一些机械化，学生并不是完全主动地去学习。而且学生缺乏教师的监督，可能也会存在一些惰性，学生有问题，也并不能够及时地得到解答。在教学当中，教师可以更加了解学生的各方面情况，了解自己学生的习性、性格、学习方法。而使用计算机辅助教学，可能只可以做到课件上的精美。形式单一，不能够按照学生的情绪波动而改变自己的教学。而这些问题也将是我们在计算机辅助教学当中需要继续发展的地方。

3人工智能与计算机辅助教学系统

3.1基本内容

将人工智能与计算机辅助教学系统相结合，也就是智能计算机辅助教学系统，学生可以借助于智能计算机选择自己学习的内容，使得学生的学习可以更加的有针对性、自主性，可以让学生有更高的学习效率。这就要求计算机教学有着教师的丰富经验和专业的知识，构建一个教学型的专家系统。将计算机辅助教学系统引入人工智能的思想，

可以将所有的知识记录到统一的知识库里，并将此作为智能的计算机辅助教学系统的构建环境，并且可以推理出学生的学习需要，可以与学生进行自由的交互，自动的形成相应的教学的方式。

智能化的计算机辅助教学，需要具备以下几个特点：

①能够自动的生成学生相应的练习题。

②可以根据学生的学习水平和学习进度，对教学进行相应的调整。

③可以对问题自动的生成相应的解答。

④有一定的自然语言能力和理解能力，可以与学生进行自由的交互。

⑤可以能够解释学生的咨询。

⑥能够判断出学生是否有错误，并且能够分析其中的原因，给出改正方法。

⑦有能力对学生的学习进行评价、评估。

⑧有能力对教师的教学进行评估。

一般我们现在的计算机辅助教学系统还并不能够达到这么高的要求，一般的智能化计算机辅助教学系统可能会具有其中的几个方面，大多数智能化计算机辅助教学系统一般由五个模块组成：专家模块、学生模块、教学模块、界面模块和智能接口模块。

3.2智能计算机辅助教学系统（ICAI）

在用该系统教学的过程当中，需要教师以其专门知识和经验为依据，从人工智能的方面看，这一种新的教学系统是以认知学为理论基础，是智能化的计算机辅助教学系统，教学型专家系统，它可以根据学生的特点、弱点和基础知识，用最合适的教学方案和教学方法对学生进行教学和辅导。智能计算机辅助教学系统的一般包括四个模块：知识库、学生模块、用户接口模块和教学与控制模块。

4结束语

人工智能是人类现在极力发展的一个课题，将这一高新科技应用到计算机复制教学当中，势必会为现在的教育事业带来很大的改革，使教育更加高效，让学生有更加开阔的思维，有更好的综合能力，所以应该大力的发展这一项目。但是将人工智能应用到教育上面还需要不断的努力，当前的情况并不是已经完全实现了这一设想，还需要去不断地完善，一个好的ICAI系统应能贯彻教学思想、教学策略，遵循教育学、心理学的规律，要想达到实现一个完美ICAI系统的目标，在短期内很难实现。这就需要我们科技工作者的不懈努力，争取早日得到一个完善的人工智能计算机辅助教学系统。