探討人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中的應用

莊鑫

摘要：當今社會已經跨入信息時代，隨著經濟的發展，計算機科學和技術隨之快速發展。近年來，在我國計算機教學中引入人工智能技術，將現代計算機網絡教育快速推動。通過采用人工智能技術，計算機輔助教學及學生學業評價有了非常大的改變，突破了現有的空間限制，逐漸將計算機輔助教學的領域擴大，隨之在學生進行學業評價時領域拓寬。當前，隨著計算機輔助教學與學業評價中人工智能的逐漸深入研究，會促使計算機更加智能，有效推進教育的發展。

關鍵詞：人工智能??計算機??輔助教學??發展??應用研究

中圖分類號：G64????文獻標識碼：A

Discussion?on?the?Application?of?Artificial?Intelligence?in?Computer-Aided?Teaching?and?Students'?Academic?Evaluation

ZHUANG?Xin

（Heilongjiang?Jiaotong?Polytechnic，?Harbin，?Heilongjiang?Province，?151000?China）

Abstract：?Today's?society?has?entered?into?the?information?age，?and?with?the?development?of?economy，?computer?science?and?technology?are?also?developing?rapidly.?In?recent?years，?the?introduction?of?artificial?intelligence?technology?into??computer?teaching?in?China?has?rapidly?promoted?modern?computer?network?education.?By?the?adoption?of?artificial?intelligence?technology，?computer-assisted?teaching?and?students?academic?evaluation?have?been?greatly?changed，?breaking?through?existing?space?limitations，?gradually?expanding?the?fields?of?computer-assisted?teaching，?and?then?expanding?the?fields?of?conducting?students?academic?evaluation.?At?present，?with?the?gradual?in-depth?study?of?artificial?intelligence?in?computer-aided?teaching?and?academic?evaluation，?it?will?promote?the?computer?to?be?more?intelligent?and?effectively?promote?the?development?of?education.

Key?Words；Artificial?intelligence;?Computer;?Aided?teaching;?Development;?Application?research

隨著經濟的發展，科學技術隨之快速進步，越來越多的多媒體被應用在各行各業中。因此，這些行業將面臨著更大的挑戰，正因如此，也給這些行業帶來更多的機遇。當前社會中，快速發展科技產業已經是社會經濟發展的主要方向。就教育行業而言，其擔任著育人、培養優秀人才的責任[1]。當前，隨著計算機輔助教學的快速發展，人工智能在計算機教學中學生學業評價得到廣泛應用，大力推進計算機技術的發展。所以，當前計算機的輔助學生學業評價中，應該加強人工智能的應用。通過掌握人工智能的概念，了解研究的方向，探析人工智能技術的發展限制，結合當前計算機輔助教學及學生學業評價的現狀，分析人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中的應用效果，促使人工智能技術在計算機輔助教學及學生學業評價中的應用，進而實現計算機輔助教學及學生學業評價的快速發展。

1?計算機輔助教學

自20世紀80年代來，我國逐漸將計算機技術應用在教育行業中，我們將其稱為計算機輔助教學，該種教學模式是一種新興教育模式[2]。計算機輔助教學就是使用多媒體進行教學，有著交互性和個別化，其教學內容豐富，表現形式多樣，具有廣泛的適用性。與其他教學模式相比，計算機輔助教學可以結合學生對于教學內容的掌握程度，編程出分支式教學，促使呈現的內容和形式可以適合各個學生的思維特征，并可以對學生的學習情況進行有效判斷，并根據結果給出特定反應，因此可以對學生的學業情況進行評價。計算機輔助教學應用多媒體技術，可以將圖、聲集于一體，針對同一個教學信息以多種形式展現出來，同時作用于多個人體感官，增加學生的理解能力。計算機輔助教學應用計算機的高效、快速處理能力，對學生的作業、回答進行分析，對學生的知識掌握情況進行準確判斷，并顯示反饋信息，使學生學業評價更合理。但是，當前使用的大部分計算機輔助教學是將全部的教學信息與應用編程的方式預置在教學課件中，一旦該種教學課件制作完成，對其做出改變都將給維護工作帶來較大的不便。所以，當前的計算機輔助系統面臨著較大的挑戰，主要包括以下幾個方面[3]。

1.1?缺少包容性

當前，計算機輔助教學及學生學業評價的研究和應用已經取得非常好的成果，但是因為我國計算機技術和有關領域的研究開始較晚，在計算機教學中仍有著非常多的不足和缺陷。其中值得一提的就是開放包容性的缺失，該種缺失的主要原因源于兩個方面：一是思想上的限制，大眾對于計算機輔助教學及學生學業評價的思想具有負面和抵觸情緒，出現該種思想的原因在于害怕計算機的應用使得課堂和教學秩序失控，因此，沒有積極地開發和展示出計算機在教學中的優勢[4]；二是技術方面的限制，我國對于計算機輔助教學的教學方式、學生學業評價方式，以及軟件技術均是依照最為傳統和安全的方式進行，缺乏探索精神和冒險精神，缺少開放和包容的態度。

1.2?人機交互能力不足

在計算機輔助教學及進行學生學業評價的過程中，計算機不單單應該是一種工具，更應該將其作為課堂的“一員”，可以充分地參與進課堂的活動與教學的工作中。但是，大部分智慧課堂只是應用多媒體教學，教學的主體仍舊是教師，僅是將課本中的內容轉移至多媒體的課件中，其教學的內容依舊是簡單、枯燥，課堂中學生依舊是“被迫聽講”。該種教學方式缺少人機之間的互動，機器不能獲取到學生學習的真實狀態與對于知識的掌握情況，學生也不能通過計算機獲得解答，使得人機之間只是流程化的交流和配合。在該種古板的方式下學習，有可能會促使學生喪失學習的樂趣，更無法對學生進行合理的評價[5]。

1.3?缺少師生互動的樂趣

教師是課堂中主要的角色之一，不但要把知識通過一種通俗外化的方式傳遞給學生，更需要做學生心靈的開發者、錯誤學習習慣的糾正者與幫助者。教師的引導和教育會對學生起到積極的作用，但是應用計算機輔助教學及學生學業評價后，教師僅依據學生提交的答案對學生進行評價，往往忽視了和學生之間的溝通和交流，失去師生之間的互動樂趣[6]。

2?人工智能的概念

人工智能屬于計算機技術中的一種，它是一種研究使用計算機模擬與延伸人腦概念的綜合學科。將其定義為：計算機具有人類大腦控制行為和知識，并且具有人類學習、判斷的能力，還具有人類的記憶，最主要是有著人類自然語言的能力。人工智能的產生過程是針對人類由于事物和問題導致的刺激和反應，還有因此引發的推理，以及解決問題、學習、判斷的過程，將這些過程分化成基本步驟，再通過程序設計，將人類解決問題的方式進行公式化，促使電腦可以有一種結構方法的設計，或者解決復雜問題的能力。該種解決問題的系統，將其稱之為人工智能系統。人工智能的主要核心包括人工、智能。因為人工智能的研究范圍包括自然語言處理、知識系統、機器人學3個方面。有部分研究學者將這3個方面的研究統稱為人工智能。此種定義顯然是不準確的，更加準確的定義應該是研究和開出多種計算機程序，該程序能夠模擬人類的思維，以及具有推理能力和求解問題的行為[8]。所以，人工智能應該包括信息以及知識的處理、問題的解決等。據此點而言，人工智能也可被稱為具有信息處理能力與演示信息的能力綜合體。從研究對象而言，人工智能包括3個獨立的領域：（1）設計能讀、會說的計算機程序，也就是平時稱為的自然語言處理領域；（2）研制出靈敏的機器，設計出有著視覺和聽覺的智能化機器人，在機器人活動時可以識別周圍變化的環境；（3）設計出使用符號模擬專家行為的程序，將其稱為專家系統。但是，根據研究性質而言，人工智能通常分為兩個方面，即理論研究和工程研究。理論研究是指設計理解和機器智能方面進行研究。工程研究是指設計和開發人工智能工具和專家系統。但是這不能說明理論和工程研究是兩個獨立的領域，反之，兩者之間是密不可分的。隨著人工智能的理論和技術逐漸被應用，并研究出實際產品，理論和工程之間的界限將逐漸縮小，直至最終消失。為了區分這兩者之間的不同性質，國外將進行理論研究的人員稱為“人工智能研究人員”，并將進行工程研究的人員稱為“知識工程師”。實際中，不管是理論研究還是工程研究，主要應該解決以下幾大問題：（1）信息處理智能，包括對于信息的檢查、信息的輸入與輸出、探索信息、存儲信息，最主要的內部信息處理方式；（2）符號處理智能，即符號在信息處理中的作用，計算機存在輸入、輸出、存儲，以及復制、比較符號的能力；（3）問題求解智能，即對人類和計算機智能進行研究，能夠弄清人類求解問題的方式。

3?人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中的應用

3.1?智能決策支持系統

智能決策系統是人工智能和決策系統的結合，當前在網絡教育中使用較為廣泛。其中智能決策系統能夠應用在數字圖書館中，為其提供決策目標，并可以識別問題，設計出完整的決策模型。在系統運行時，能夠為教師提供多種方案，以供其選擇，在對學生學業評價結果進行比較和分析時能夠自己進行選擇，提升有效性和準確性。

3.2?智能教學專家系統

在以往的計算機教學中，智能教學專家系統是主要的設計，該系統設計屬于一種開放式的交互教學。主要是應用智能專家系統，模擬專家教授的教學思維，進而實現智能化計算機教學。智能專家系統的應用，不僅能夠為學生提供知識，并且可以根據學生的學業評價結果實施教學，如評價學生的知識掌握程度、學生的能力、學習的方式等均能將其考慮進來，從而能夠提升教學效果。智能教學專家系統在運行中，主要使用的教學工具為智能計算機，智能程度較高。在學生學習時，智能專家系統能夠自行生成問題和練習題，在學生學習后，系統還能夠為學生提供解決方案。與此同時，在智能專家系統掌握學習的學生情況后，學生還可以結合自己的學習內容、學生學業評價結果與學習進度進行合理調整。智能專家系統還能判斷學生在學習時的錯誤，對其學習行為進行評價，并予以糾正，較大程度地實現了教學策略的智能化和科學化[11]。例如：在使用計算機輔助教學區分“盜竊罪”“詐騙罪”時，智能專家系統作為計算機智能系統，可以應用相關領域專家的知識和經驗，處理該種問題，并為其提供有關知識點。這就是人工智能在計算機技術中的應用，經過對刑法領域中專家提供的知識和經驗進行分析，有效判斷“盜竊罪”“詐騙罪”，模擬刑法領域中專家的思維，對學習人員的疑惑進行解答，智能專家系統能夠模擬不同領域的專家解決問題的思維，并通過計算機的系統呈現出來。智能專家系統是人工智能中應用最為廣泛的系統，將人工智能從理論研究推向實際應用，實現了推理向知識運用的重大突破。智能專家系統是集合知識和經驗的計算機智能系統，一般情況下會應用人工智能技術對專家的知識進行推理，經過模擬不同領域的專家思想，為其提供解決方案[7]。

3.3?智能導學系統

智能導學系統的設計完成是目前計算機輔助教學與學業評價系統的重要內容，能夠確保計算機實現網絡教育的目的，并且智能導學系統能夠為學生提供優良的學習環境，并可以快速、有效地為學生提供需要的學習資源，保證為學生提供全面的服務，真正實現計算機輔助教學及學生學業評價的目的。智能導學系統能夠根據學生的實際學習情況，確保導學策略和學生的實際情況相一致，為學生提供針對性的教學服務。經過智能導學系統的運行，能夠自動生成問題和解決問題的方案，結合學業評價結果對教學方式，以及教學內容進行整改和規劃，確保能夠快速地反饋信息，并改正導學，促使導學策略合理化。在計算機的輔助教學與學生學業評價中，具有較多的人工智能技術的使用，如智能仿真技術、智能信息檢索引擎等。將系統使用在計算機輔助教學和學業評價中，能夠促使目前計算機輔助教學更加智能化，進而使得計算機輔助教學與學業評級快速發展。目前，在計算機輔助教學和學業評價當中，已經逐漸引入人的思維，提升系統邏輯的推理能力，使得教學和學生之間能夠有效互動，并準確地解決學生提出的疑難問題。在計算機輔助教學中，人工智能技術能夠結合每個學生的特點，并根據學生的學習情況及學業評價的結果與教學情況進行綜合評價。如果在學生的學習過程中，出現錯誤后及時指正，并對錯誤進行分析，并在學習結束后，自動生成課后練習題目，為其解決課程咨詢時遇到的不懂問題。

4?人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中的局限性

4.1?缺少人際交流

目前，人工智能技術只是機器智能，其思維也是機械化思維，人工智能的設計只是一種仿真設計。人工智能在輔助教學中，在向學生展示學生學業評價的結果時，缺少最基本的人際交流，例如：在英語課堂中，教師在使用計算機對學生進行單詞測試時，目前的人工智能計算機僅僅是對結果應用大屏幕將其展現出來，并沒有人際交流。如果學生提出一個單詞可以衍生其他什么單詞時，能夠列出哪些詞語？計算機就不能完全評價學生的答案是否正確，計算機不能自主回答學生的問題，教師的解答也只是其中一部分。

4.2?忽略評價的本身

每節課具有每節課的特點，并且每一節課中都有不同的重點需要講解，每節課對學生學業評價的重點也不一樣。如若采用一成不變的評價方法，就缺少對于學生自身的關注，一成不變的評價模式會使得課堂變得沒有活躍性，使得課堂“死氣沉沉”。教師在教學中最主要的責任和目的就是要讓學生在課堂中能夠掌握學習內容。知識具有很強的可傳遞性，同時也具有可接受性。在進行專業訓練時，例如：在應用一些技巧性設問時，提高學生對于知識的掌握情況，人工智能就應該具有人類思維模式。針對教師回答不了的問題，人工智能可以為學生進行合理回答，有效利用人工智能在時間、空間上的優勢。

4.3?缺少師生之間的互動

在當前的教學中，提前將班級學生分成學習小組，進行課前學習內容預習，之后對課堂中學生提出的問題進行解答，對學生的回答做出評價，這是當前主要的教學方式。此種教學模式可以一定程度地提高學生學習的積極性，但是也會給學生產生一定的困擾。例如：若學生由于某種特殊情況未在課前預習該節課學習內容，就會使得學生不能很好地掌握該節課內容，評價的結果會很受到影響。長時間下去將會使學生失去預習的動力。當前的人工智能計算機輔助教學方式，主要以學生自主學習為主，這導致教師不能夠完全掌握學生的情況，學生也不能及時向教師提出自己的疑問。當前人工智能缺少互動環節，人工智能是單向的，不能夠遠程對指示進行實際操作。

4.4?發展不完善

人工智能在當前輔助教學及學生學業評價中發展還不夠完善，因為對于人工智能的研究起步較晚，使得人工智能在當前主要是單項輸出，無法對學生的具體情況進行合理、評價，這就需要全面完善信息處理、符號處理、問題處理。強化人工智能計算機信息的輸入和輸出，符號處理指的是計算機系統自身的設計，以及編程問題，求解指的是學生和教師之間的互動，需要明確計算機應該輔助對學生進行哪些方面的評價[8]。

5?人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中改善

5.1?人工智能計算機方面

隨著經濟的發展，科學技術隨之快速進步，使得人工智能計算機系統不斷更新。調整人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中的局限性，優化頁面布局，促使人工智能在平時教學中可以充分地發揮其輔助評價的功能。通過當前實際教學中的多種學習、學生學業評價方式豐富自身的知識系統，能夠有效促進自身和學生之間的信息交流。在教學決策錄入后，相關內容能夠及時輸出。在智能模塊中應用大量的數據信息和語言識別，促使自然語言能夠快速發展，特別強調以學生為主體。

5.2?日常教學及學生學業評價方面

在平時的教學中，應該平等地對待學生，經過合理地分析學生的興趣、專業，預估學生的知識掌握情況，從而使用不同的形式，將知識庫的知識有效地傳遞給學生，并且制訂有關的練習題，及時對學生學業進行評價，在錯誤中改正，從不足中克之。根據學生的學習情況，及時錄入學習情況，進而得到智能化的學習反饋，經過對人工智能系統的分析，得出學生的主要發展方向，進而可以因材施教。通過有效改正，針對學生提出的問題，改正自身不正確的學習方式。

6?人工智能的發展前景

人工智能在我國的發展需要保證以積極、樂觀的心態進行，由于我國人口數量較多，人才濟濟。應該注重人才的挖掘和潛力的開發。人工智能已經運用在計算機輔助教學及學生學業評價中，與當前現代化教學及學生學業評價關系密不可分。隨著科技的發展，人工智能輔助教學及學生學業評價在各個方面的發展都將更加快速。人工智能在計算機輔助教學及學生學業評價中可以幫助國家培養出更多的人才，為人才儲備提供幫助?？偠灾?，未來的人工智能在進行輔助教學和學業評價時，應該著重關注學生的身心發展，以及學習的時效性、針對性、有效性。遵守特定的教學、學業評價策略，完善教學、學業評價方案，做到全面統一。計算機輔助教學在我國有著廣泛的發展前景，雖然人工智能技術還不成熟，但我們相信通過快速的發展，以及人們對于人工智能認知的深入，一定能夠取得滿意的成果，推進人工智能的快速、健康發展，最終應用在各個領域。

參考文獻[1] 周興華，王傳英.人工智能技術在計算機輔助翻譯軟件中的應用與評價[J].中國翻譯，2020，41（5）：121-129.

[2] 周衛紅，蔣作，江濤，等.?以人工智能及編程能力為核心的計算機專業新工科教學改革研究[J].云南民族大學學報（自然科學版），2020，29（2）：105-109.

[3] 王曦.人工智能技術在計算機輔助教學中的應用[J].科技視界，2021（30）：80-81.