人工智能技术在计算机辅助教学中的应用

王 曦

（广州工商学院，广东 广州510400）

1 人工智能在计算机辅助教学（CAI）中的应用价值

随着以人工智能为代表的智能技术迅速迭代和成熟，其在多个领域得到了广泛的研究与应用，特别是在教育教学的应用场景中，极大地促进了教育过程的改进。AI技术与教学的有机融合，可以为教学过程创造更加智能化、人性化的教学环境，为开展相关教学活动提供良好的氛围。借助AI技术，还可以准确描绘出学生的个性化特征，使教学活动和过程的设计更有针对性，保证个性化教学的开展[1]。

人工智能还具有模拟人的思维结构、问题解决、信息展示和处理的能力。该技术可以实现问题解决和知识表征的过程；还可以通过知识库的更新被不断地迭代优化，进一步提高其在辅助教学中的适用性和实用性[2]。

人工智能技术在辅助教学中具有独特的利用价值。借助人工智能技术可以对相关教学环节产生的数据和经验建立感知数据模型，通过该模型可以辅助优化教师的教学活动。此外，通过利用数据分析和处理技术，学生可以更直观、更清晰地了解学习内容，从而提升学习效率。因此研究人工智能技术与辅助教学的有机运用具有重要的实用价值。

2 人工智能在计算机辅助教学（CAI）中的应用现状

目前通过人工智能在语言特征、智能理解和解决问题的基本策略，可以逐步获得对非结构化和半结构化问题解决过程的理解，使学生能够体验更有效的教学方法。其次，借助AI技术培养学生多种思维方式，帮助他们更好地理解学习内容以及解决更多的实际问题。

然而AI技术在教学辅助中的应用尚处于起步阶段，主要在信息技术课程或综合实践课程作为教师的指导辅助工具，只有少数学校将人工智能技术融入课堂教学。而且，AI技术在CAI中的实际应用还存在问题，如教学目标不够科学、缺乏合理的规划和教学设计、缺乏规范、教育行政部门对AI辅助教学不够重视并且缺乏更深层次的研究。

3 人工智能在计算机辅助教学（CAI）中的具体应用

教学辅助领域中最常用的智能技术包括知识图谱和数据科学。知识图谱本身是一个具有属性的实体通过关系连接而成的网状知识库，可将知识点之间的相互关系连接成一个图谱结构[3]。从而为备课、教材编写等工作进行知识点的梳理、对掌握学生的学习进度提供信息支持。数据科学是一门利用数据学习知识的学科，其目标是通过从数据中提取出有价值的部分来生产数据产品，在辅助教学领域中，研究人员可以通过聚类分析算法构建关于学生的特征、爱好、学习路线以及行为习惯的模型，从而针对不同类型的学生提供个性化的学习方法。

从教育场景来看，可将主流的场景分为教学、管理和评价等。对于不同的场景AI技术的应用也有不同的切入点。如表1中列举了通过AI技术已实现的应用场景。

表1 通过AI技术已实现的CAI应用场景

基于AI的CAI可以创造出有趣、有竞争力的教学环境，激发学生的学习动力，使学生在充满教育意义和明确教学目标的环境中获得知识、技能，并在一定程度上提升心理素质。借助AI技术，也有助于开展远程教学，充分发挥计算机网络、通信、交互、并行处理以及数据库等先进技术的作用，使得教学过程不再受时间和空间的限制。在教学管理的辅助层面，通过对课堂教学信息的采集和分析反馈，迅速为教师的教学决策和学生的学习方式选择提供重要信息。

4 结语

综上所述，借助人工智能技术可以使学生对学习内容有更直观、更清晰的理解，还可以使教师更深层的了解学生，从而制定合理且高效的教学方法。人工智能技术中存在的问题不断地被迭代优化，保证提高其在辅助教学中的适用性和实用性。

本文通过对人工智能技术在辅助教学中的现状研究，分析两者结合的特点，并且通过分析前者在后者中的应用，得出了AI的具体作用，最后总结了基于人工智能的辅助教学的过程、教学模式和教学策略。