基于新時代人工智能終身教育教學應用研究

摘 要：互聯網+時代，人工智能技術在教育教學中的應用對教育教學改革提供了技術支持?；诖?，本文探討了終身教育核心特征及發展需求，分析了新時代人工智能應用終身教育教學優勢，以及主要技術內容，研究了新時代人工智能終身教育教學應用技術，以供參考。

關鍵詞：新時代;人工智能;教育教學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2021.03.009

本文著錄格式：李素桂.基于新時代人工智能終身教育教學應用研究[J].軟件，2021，42（03）：032-034

Research on the Application of Lifelong Education Based on Artificial Intelligence in the New Era

LI Sugui

（Xiamen Huatian International Vocation Institute， Xiamen? Fujian? 361102）

【Abstract】：Internet + era， the application of artificial intelligence technology in education and teaching provides technical support for education and teaching reform. Based on this， this paper discusses the core characteristics and development needs of lifelong education， this paper analyzes the teaching advantages of lifelong education of artificial intelligence application in the new era， and the main technical content， the application technology of AI lifelong education in the new era is studied， for reference.

【Key words】：new era;artificial intelligence;education and teaching

0 引言

新時代人工智能技術普及，為終身教育發展創造時代新機遇。終身教育對于人工智能技術教學應用，應積極做好深層次的技術探索，了解人工智能技術的基本特征，掌握人工智能在終身教育領域的教學優勢，切實圍繞終身教育多元化發展開展人工智能技術應用布局，為未來階段終身教育高質量發展奠定良好根基。

1 終身教育核心特征及發展需求

1.1 終身性

終身教育最早由聯合國教科文組織成人教育局局長Paul Lengrand正式提出。其核心理念是打造覆蓋全年齡段教育發展體系，從嬰兒、幼兒、少年、青年、中年至老年等各個階段，均能基于課程教育獲取所需知識。由于終身教育不受時間條件、空間條件及年齡條件的限制，使終身教育具有終身性特點，各個年齡段人群均能夠根據自身教育需求，按照課程教學規范參與課程學習，切實滿足多方面教育發展需求，從根本上建立多維度教育發展體系，讓教育真正意義實現全階段發展貫穿，為教育發展的體系化、多元化推進夯實基礎[1]。

1.2 開放性

終身教育不僅打破年齡限制的門檻，同時，在性別、崗位、社會背景、學歷等方面，也不存在教育管理門檻，不同學歷及不同工作崗位的個體，均能基于開放的終身教育平臺參與多個科目的學習實踐。從發展需求角度來說，終身教育改變傳統形式教育發展所采取的平臺對接教育模式，利用開放教育渠道、創新教育路徑及豐富教育體系形式，提升終身教育實際容納性與包容性，促使終身教育可以面向不同人群進行開放，極大降低傳統邏輯下教育門檻，推動全民教育發展，從公益化、個性化及多元化視角，構建終身教育發展的新生態。

1.3 多樣性

現階段各國高等教育發展，均需要做好對前期階段學員學習能力評估，根據學員各項學習指標差異，為其提供專業課程選擇建議，降低學員專業學科選擇多樣性、自由度。終身教育則無需通過教育篩選為學員安排課程內容，學員能根據自身需求自主選擇學科內容，進一步提高教育選擇多樣性，充分突出的教育公平性、透明性原則。因此，滿足教育多樣性是終身教育的主要特征之一，對于提高多學科教育對接能力及解決教育不公平問題提供一定教育支持。從而，使終身教育保持一定教育前瞻性、先進性。

2 新時代人工智能應用終身教育教學優勢

2.1 有助于提升終身教育的教學適應能力

終身教育雖然相比于傳統邏輯下高等人才培養具有諸多的教育優勢，但由于教育門檻相對較低，終身教育必須克服不同文化、不同學歷及不同宗教信仰等因素對教育發展影響。采用傳統模式解決這一問題，不僅需要消耗大量人力資源成本投入，同時，也導致終身教育質量大打折扣，使終身教育失去本質意義。將人工智能技術應用于終身教育領域，則可有效解決這一問題，使終身教育發展能基于不同文化視角及學歷背景，更好制定科學的教育方案，切實滿足終身教育發展多元化需求。短期來看，由于當前人工智能缺乏自主意識，人工智能技術的教育輔助，仍然停留于對機械概念的處理與應用，無法全面替代教師開展終身教育的課程教學工作[2]。但人工智能對于單一數據信息處理速度及數據運算效率相對較高，能為教師及學員提供多個方面教育、學習輔助，極大提高教育效率及教育便捷性，對于推動終身教育高質量發展具有重要意義。

2.2 有利于建立多元化終身教育教學發展體系

終身教育本身具有開放化的基本特點，能從多個維度為不同人群提供學習、教育支持。但部分地區終身教育由于采用教育模式教育單一，教育發展水平相對滯后，使其無法應對多元化教育課程，容易在教育管理及課程教學方面產生紕漏，尤其在倡導終身教育自主化學習背景下，不利于終身教育工作有效開展。以人工智能技術發展為載體，構建多元化終身教育發展平臺，則可更好彌補以上終身教育不足，使終身教育能實現教育發展的多元化推進。人工智能技術應用于終身教育的主要優勢在于，能處理繁瑣教學管理工作項目內容，縮短終身教育的教學管理周期，提高短時間內終身教育的教學有效性，利用人工智能技術輔助，可以更好為學員自主化學習及多學科協同教學培養提供幫助，解決終身教育的教學管理、調度難題，為終身教育教學工作穩步推進提供切實技術保障。

3 新時代人工智能終身教育教學主要技術內容

3.1 智能課程教學輔助技術

智能課程教學輔助技術內核主要應用于智能教學輔助系統。智能教學輔助系統又稱ITS系統。該系統具備錯誤診斷、錯誤分析、課程內容預習、課程知識講解等多項功能。國內對于ITS系統的運用共經歷三個階段。早期階段智能教學輔助系統，主要依賴于多媒體教學平臺加以運用，教學功能涉及學習流程展示、學習重點分析、課程要點匯總等方向。早期階段智能教學輔助系統，更多是采用被動支持教育邏輯，需要通過人工操作或人工干預，實現為課程教學提供幫助。后續階段隨著對智能教學輔助系統進一步優化，智能教學輔助系統逐漸具備自主化教學輔導功能，可以針對學生考試成績分析、學習動態監控等內容為教師提供教育幫助。相比于第一階段智能教學輔助系統運用，第二階段智能教學輔助系統升級，具備自主學習引導及自主判斷學生學習問題能力，在充分拓展教學輔助功能的同時，突出智能化教學特點。當前階段所廣泛應用ITS系統經過二次升級，在系統能力、系統智能化處理能力、智能教學輔助能力方面得到充分提高，可以在無人工干預的情況下對學生提供學習支持，極大改變人工智能技術教育輔助地位，使人工智能系統能主導終身教育課程教學，提高課程教學效率及教育水平。

3.2 智能作業批改及考試審核

智能作業批改與考試審核功能，是由智能圖像識別與語音識別延伸而來。目前，我國大部分在線教育系統，均將智能作業批改及考試審核功能植入線上教育平臺。實現這一功能底層邏輯共有三個部分組成。第一部分是圖像分析、采集及識別系統，通過傳感器數據分析及數據收集，將作業信息與考試信息與數據庫內數據信息進行比對，按照比對結果差異對其進行信息歸類，正確信息將通過第二部分數據處理模塊進行儲存，錯誤信息則通過數據引導進行數據邏輯運算，分析學生產生錯誤的原因，在完成數據分析統計及考核成績統計之后，錯誤信息也將打入第二部分數據處理模塊進行總成績計算。第三部分則有大數據平臺構成，通過對學生作業、考試錯誤信息采集，根據第二部分的分析結果在數據庫中尋找解題方案，以服務器端對接PC端或移動端設備形式進行數據加密傳遞。以此，完善全部智能作業及考試審核流程。在此過程中，教師無需通過強行干預進行作業批改的二次處理，智能系統可以給予學生相關解題意見或學習建議，教師可以按照智能系統提供學習意見為學生提供教學支持。進而，在保證教學質量的同時提升總體教學有效性。

3.3 智能自主學習引導

智能化自主學習引導，是我國最早普及智能教學功能之一。不同于智能教學輔助系統，智能自主學習引導，是面向對學生自主化學習能力培養設計智能應用系統。該系統主要由兩個系統模塊構成。第一部分是學習引導對接系統，學生需要在信息卡內填寫學習信息，包括課程學習進度、學習優勢項、學習薄弱項及所需學習課程內容等。通常線上教育平臺會給予多個自主選擇教學選項，通過后續階段學生線上筆試考核，對學生學習成績進行了解，并對學生前期所填寫信息卡內容進行調整。智能系統會根據學生信息卡內容與學習考核成績，安排相關的自主學習項目，學生能根據學習進度的差異，對學習項目內容進行調整。第二部分由智能教學輔助系統延伸而來，通過評估學生第一階段學習動態及學習表現，對學生學習薄弱項及學習問題進行分析，而后有針對性的在大數據題庫內篩選考核題目，組成一套全新考試題。若學生考核成績達到表述分數線，則可進行下一階段的課程學習，如學生實際考核成績未能達標，則需根據智能自主學習引導系統推送學習信息及提出學習建議，繼續當前階段的學習課程。智能自主學習引導，利用對學習管理權限的下放，使學生能自行主導學習方向，實現教育需求及學習訴求雙向對接，提升終身教育的教學實效性及總體教育水平[3]。

4 基于新時代人工智能終身教育教學應用技術

4.1 數據匯總與信息管理模塊

通常情況下，數據匯總與信息管理模塊的設計，大部分由SQL技術進行語言編輯。運用該項技術核心優勢在于，能進一步模擬大數據平臺計算與云計算特征，對學生學習畫像進行抓取，根據學生各個方面學習能力及學習特點，構建多維數據模型。該模型可以直觀的反映出學生學習不足及學習優勢項，使智能化教育平臺，能以學生學習優勢項為切入點，更好補齊學生課程學習短板。由于部分專業學科及學生學習動態存在波動，為保障數據信息采集的準確性，并提高大數據畫像顆粒精細度，部分人工智能教育系統采用Deep Learning系統邏輯進行底層構架設計，通過深度學習提高智能系統實際數據整合與處理能力，幫助教師及學生更好掌握自身學習不足及教學缺失，使智能系統能準確的進行教學判斷，降低產生教育誤差及教學管理誤差的可能性[4]。除此之外，Network of Neuron也在近年來人工智能教學輔助系統開發方面得以廣泛運用，對于更好模擬學生學習動態及掌握教師教育狀態具有一定幫助，從根本上解決人工智能擬人化能力不足問題，使人工智能技術在教育領域的應用可以更貼近實際學生學習、生活，為未來階段人工智能在終身教育領域發揮主導性教育優勢奠定堅實基礎。

4.2 智能數據運算與多媒體應用模塊

長期以來，多媒體平臺始終是我國信息化教育重要組成部分。然而，傳統意義多媒體平臺功能單一，無法滿足新時代教育發展新需求。人工智能系統對于多媒體平臺的運用，可以根據專業學科教育需求的不同，對其系統功能進行個性化定制。使其能從多個方面運用智能化技術為終身教育提供教學支持。例如，MCAI在教學領域的運用，則是基于傳統CAI系統構架，對其系統功能進行充分優化，使其具備智能化教學輔助基本功能，重點對信息交互、感官刺激及操作功能進行強化，使智能數據運算系統運用，可以適用于不同教學需求，更好以多媒體技術應用為載體，實現將智能化技術、信息化技術及多媒體多數的有效融合，改變傳統枯燥的多媒體教學環境，極大提高智能化技術及多媒體技術的教育應用針對性，為教學工作的有效開展創造便利條件。

5 結語

人工智能在終身教育教學中的應用符合現代教育教學改革需要，人工智能技術是一種新型技術，終身教育教學是人的發展軌跡，人的一生是學習的一生，人工智能技術的應用對提高學生自主學習能力，增強學習意識等方面都起到重要作用。人工智能技術的應用對終身學習起到輔助作用，尤其現在利用網絡平臺進行線上學習，是今后教育發展的趨勢，也是終身學習的重要方式，如何利用網絡平臺學習，提高學習效率是至關重要的，人工智能技術的應用，對提高終身學習能力起到重要作用。

參考文獻

[1] 張愛萍.基于VR/AR的教育應用面臨的機遇與挑戰[J].中華少年，2019（2）：227.

[2] 元偉霞.虛擬現實技術在教育領域中的應用研究[J].創新創業理論研究與實踐，2019（10）：73-74.

[3] 雷瑜.人工智能技術在高校教學中的應用探討[J].才智，2020 （6）：162.

[4] 陸世堯.人工智能在高校教育教學中的應用與研究[J].黑龍江科學，2021（7）：49-51.