智慧教育人工智能应用分析

摘要：人工智能技术的不断进步，带动了各行各业的发展。其中与教育的深度融合，扩展了教育功能，提高了教学效率和教育管理服务，推进了教育教学改革。本文通过介绍人工智能的发展，阐述智慧教育的概念和表现特征，探讨了人工智能在个性学习、教学评价和管理服务等教育活动中的应用，对人工智能在智慧教育中的重要作用做了展望。

关键词：人工智能；智慧教育；应用

国务院在2017年的《新一代人工智能发展规划》中提出，要发展“智能教育”，利用智能技术加快人才培养和教学改革，构建智能学习的新型教育体系，推动人工智能技术在教学、管理和资源建设方面的应用。2019年北京召开的“国际人工智能与教育”大会上，在贺信中提出，我国要高度重视人工智能技术和教育的深度融合，以此推动教育变革创新。因此，充分发挥人工智能在教育应用中智能化、个性化和多元化特征，加快我国教育水平的提升，是未来智慧教育的发展方向。

一、人工智能的发展

人工智能是把多门学科综合在一起，形成的一种应用技术，它主要借助计算机的运算存储功能，模拟人类大脑思维方式，从而获得诸如人类思维、判断、学习的能力。人工智能研究的领域很广范，包括图像技术、语音技术、机器人技术等；实际应用包括语言识别、人脸识别、图像识别、专家系统、智能机器人等。目前，人工智能虽然与人类灵活的思维方式还存在很大的差距，但是随着技术的进步，机器通过自主学习，模拟人类的听觉、视觉、语言表达及思维，最终能够具有人类简单的思维方式，能够自动完成一些适应性和灵活性的任务，从而对人类的工作和生活提供帮助。近年来，由于云计算、网络等前沿技术的不断进步，人工智能得到不断成熟，应用领域也不断拓展，其在教育方面的应用逐年增强。利用人工智能，可以实现师生对教学、服务个性化、定制化的要求，满足管理人员对校园可视化、精细化管理要求，通过机器自主学习，可以完成教学趋势、校园管理的自动分析，并且自动提出解决问题的参考方案，提高教学和管理效率。

二、智慧教育的特征

智慧教育是指在教学、管理和科研等教育领域，以移动通信、云计算、物联网等先进的信息技术为基础，结合现代教育理论，提升教育的智慧水平，打造智能化、感知化的新型教育模式。智慧教育是一个庞大系统，它包括智慧校园、智慧教学、智慧科研、智慧服务、智慧评价等多个核心要素。与传统的信息化教育相比较，智慧教育具有以下特征：一是智慧化的教学环境。智慧教育系统的学习环境利用各种传感器设备及物联网、RFID等技术感知并采集各种信息。这些广泛获取的信息通过网络传输到数据处理中心，按照设定的算法进行分析处理，可以为智能环境调节和学习者行为分析提供必要的参考。二是开放化的教学过程。在智慧教育系统中，运用多媒体和云计算技术，使学习过程变得完全开放。学习者不受时间、空间限制，借助智能终端设备，能够随时获取优质学习资源。三是精准化的教学方案。智慧教育通过获取学习者的学习数据，分析学习者的兴趣爱好、学习习惯、学习效果，可以对不同的学习者采取不同的教学策略，有针对性地对其进行差异化教学习，帮助不同的学习者获得更好的学习过程。

三、人工智能在智慧教育中的应用

人工智能从数据采集、数据处理、人机界面多个方面深度融合并应用到教育领域中，有助于给学习者提供个性化和智能化的学习体验，提高教学效率。智慧教育中人工智能的运用，从根本上改变了传统教学模式，增强了教学的互动性与智能性。人工智能在智慧教育中的应用主要体现在以下几个方面：

（一）运用人工智能构建多样化的学习情境人工智能可以为学习者构建多样化的学习情境。例如，通过虚拟现实和增强现实技术，实现真实场景与虚拟空间的结合，用全息和动态画面，使学习者获得更加真实直观的具身体验，真正实现具身化学习情境。此外，学习者还可以通过智能教学系统和智能测评系统进行自主学习和测试。智能教学系统是运用人工智能构建的一种自适应学习系统，其通过建立各种模型与知识库进行数据关联，实现自主指导学习者进行知识技能学习。智能测评是通过文字识别、语音识别、图像识别等技术，完成作业和试卷自动批改，并对成绩进行分析，提供教学诊断评估及下一步教学建议。

（二）运用人工智能提供更科学的教学评价运用人工智能进行教学评价，能够突破文本结构的局限，直观展现学习者的脉络联系，加深学习者对所学内容的个性化认识。人工智能可以建构一个具有精密层级逻辑关系的三维空间知识结构数据库，用来描绘学习者的知识状态，记录学习水平和特点，并以此给不同学习者提供不同的学习测试内容。人工智能通过跟踪测试，准确获得学习者知识结构掌握情况。同时，运用不同算法模型，从元认知、高阶认知、生理心理等多角度，对教学者和学习者进行教学综合评价。

（三）运用人工智能保障更高效的管理服务人工智能可实现智能化教学和行政决策管理。通过对各种教学数据、测评数据、校园环境数据的动态监测，智能教学平台能够使用智能算法模型为教学者和学习者提供个性化的服务。同时，在维护校园安全和隐患分析预警方面，智慧管理系统通过多维度整理分析收集到的数据，给管理者提供科学的管理决策。例如通过人脸识别等技术对校园及周边环境、师生行为的有效监控，及时预防和处理问题；通过传感技术对学校供电、供水、供气等重点设施进行监测，及时把异常预警信息传输给管理员，提醒管理员及时确认和处理。

四、结语

人工智能与现代教育的深度融合，为智慧教育提供了广泛的应用空间。同时，我们也认识到，当前人工智能在智慧教育中的应用还处于初始阶段，人工智能还只是教育的一种辅助工具。要实现真正意义的智慧教育，还需要进一步发掘人工智能的教育功能，为现代教育提供更广泛的支持。

参考文献

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[3]郭超睿.大数据背景下人工智能技术在“智慧校园”建设中的应用分析与展望[J].数字通信世界,2020(1):170.

作者：孙宇 单位：贵州职业技术学院