(人工智能)人工智能與網(wǎng)絡(luò)教育

1、（人工智能）人工智能與網(wǎng)絡(luò)教育20XX年XX月多年的企業(yè)咨詢豉問(wèn)經(jīng)驗(yàn).經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證可以落地機(jī)行的卓越管理方案，值得您下載擁有人工智能和網(wǎng)絡(luò)教育鄭春厚曲阜師范大學(xué)電化教育系，山東曲阜，273165Email:liuch摘要 ： 人工智能技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)著社會(huì)生產(chǎn)力的提高，同時(shí)也融入到教育教學(xué)中。本文主要介紹了目前和網(wǎng)絡(luò)教育有關(guān)的人工智能的研究領(lǐng)域，且論述了人工智能和網(wǎng)絡(luò)教育的結(jié)合點(diǎn)。關(guān)鍵詞 ： 網(wǎng)絡(luò)教育；人工智能；專家系統(tǒng)；Agent計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上具有劃時(shí)代意義的大事，它的出現(xiàn)，極大的改變了人類的工作方式、學(xué)習(xí)方式和生活方式。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化已滲透進(jìn)我們生活的每個(gè)角

2、落。同時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也將人類帶入了網(wǎng)絡(luò)化教育時(shí)代。1、 壹、網(wǎng)絡(luò)教育的特點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)教育是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的壹種新的教育方式。于網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境中，學(xué)習(xí)者能進(jìn)入課堂，實(shí)驗(yàn)室，參和廣泛的討論而不受時(shí)間和空間的限制。和傳統(tǒng)教育相比較而言,網(wǎng)絡(luò)教育展現(xiàn)更多的靈活性、創(chuàng)造性、和主動(dòng)性。1. 1. 教育將于虛擬環(huán)境中進(jìn)行，主要方式是人機(jī)對(duì)話。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，創(chuàng)造出壹種區(qū)別于自然的虛擬環(huán)境。于虛擬環(huán)境中，學(xué)生將主要主要通過(guò)人機(jī)交流和對(duì)話，獲得需要的信息、知識(shí)和技能。2. 2.網(wǎng)絡(luò)教育能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。于傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只能被動(dòng)參和整個(gè)過(guò)程。而于網(wǎng)絡(luò)教育這樣的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境

3、中，學(xué)生能夠按照自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣來(lái)選擇自己所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，也能夠選擇適合自己水平的練習(xí)。這樣學(xué)生就擁有了主動(dòng)參和的機(jī)會(huì)。這種于學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生地位的改變能夠有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，發(fā)揮自己最大潛能獲取更多、更前沿的知識(shí)。3. 3.網(wǎng)絡(luò)教育能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新是壹個(gè)國(guó)家和民族的活力所于，網(wǎng)絡(luò)教育由于更加注重個(gè)體的個(gè)性化發(fā)展，因而能夠最大限度的發(fā)揮學(xué)習(xí)者的潛力，提高自己的創(chuàng)造性。同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)教育資源的豐富性及發(fā)展的快速性，也要求受教育者具有創(chuàng)新能力，從而緊跟時(shí)代步伐。4. 4. 網(wǎng)絡(luò)教育能擴(kuò)大教育者的范圍，提供終身學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。受教育的年齡

4、、地域、種族等界限將逐漸被打破，國(guó)際化、終身化成為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代教育的主要特征。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代知識(shí)發(fā)展的速度加快，使得知識(shí)的有效時(shí)間變短，這也要求社會(huì)成員終生不斷的學(xué)習(xí)新的知識(shí)。5. 5. 網(wǎng)絡(luò)教育能擴(kuò)充教育資源，開(kāi)闊視野，培養(yǎng)更全面的人才。網(wǎng)絡(luò)為學(xué)習(xí)者提供了極為豐富的資源，使學(xué)生能面對(duì)更為廣闊的世界，有機(jī)會(huì)開(kāi)闊自己的視野，從而更好、更全面的掌握學(xué)科知識(shí)，提高整體素質(zhì)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)教育也快速的向前發(fā)展，且呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢(shì)頭，其發(fā)展趨勢(shì)之壹便是網(wǎng)絡(luò)教育和人工智能的更進(jìn)壹步結(jié)合。2、 二、人工智能研究的領(lǐng)域人工智能(Artificiallntelligence )又稱機(jī)器智能，是計(jì)算機(jī)科學(xué)中

5、壹門發(fā)展迅速的邊 緣學(xué)科。人工智能的研究目標(biāo)是：探討人類智能的基本機(jī)理，研究如何利用各種自動(dòng)機(jī)來(lái)模 擬人的某些思維過(guò)程和智能行為，從而構(gòu)造智能的人工制品。人工智能的研究領(lǐng)域非常廣泛，而且涉及的學(xué)科也非常多。目前，人工智能的主要研 究領(lǐng)域包括：分布式人工智能、知識(shí)工程和專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)和 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別、定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等。下面主 要介紹于網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境中常用的智能技術(shù)。1. 1.專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)是人工智能走向?qū)嵱没囊紓€(gè)最新的研究領(lǐng)域。所謂專家系統(tǒng)，就是于壹個(gè)特 定領(lǐng)域內(nèi)，以人類專家水平去解決該領(lǐng)域中困難問(wèn)題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是將某壹領(lǐng)

6、域的專家 知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)加以總結(jié)，形成規(guī)則，存入計(jì)算機(jī)中建立知識(shí)庫(kù)，且采用合適的控制策略，按輸 入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行推理、演繹，從而作出判斷和決策。壹般來(lái)說(shuō)，壹個(gè)高性能的專家系統(tǒng)應(yīng) 具有以下特征：?jiǎn)l(fā)性：不僅能使用邏輯性知識(shí)，也能使用啟發(fā)性知識(shí)。透明性：能向用戶解釋它的推理過(guò)程，回答用戶的壹些關(guān)于他自身的問(wèn)題。靈活性：知識(shí)庫(kù)的知識(shí)便于修改、補(bǔ)充和精練。2. 2.自然語(yǔ)言理解自然語(yǔ)言處理是語(yǔ)音信息處理的壹個(gè)分支，主要研究使用計(jì)算機(jī)理解和生成自然語(yǔ)言的 理論基礎(chǔ)和基本技術(shù)。研究自然語(yǔ)言理解的目的是提高人一機(jī)交換信息的能力，使人更容易 和計(jì)算機(jī)進(jìn)行溝通。處理自然語(yǔ)言的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是用自然語(yǔ)言進(jìn)行人一機(jī)對(duì)話，目前

7、距離這壹目標(biāo)尚有相當(dāng) 的距離。目前的研究主要集中于以下幾個(gè)方面：書面語(yǔ)的理解口語(yǔ)的理解手寫文字識(shí)別3. 3.知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能均于研究的課題。其任務(wù)是存儲(chǔ)記憶全部智能檢索 所需要的知識(shí)，且利用知識(shí)庫(kù)的知識(shí)推導(dǎo)出新的知識(shí)。因此，知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：能理解自然語(yǔ)言，允許用自然語(yǔ)言提出各種詢問(wèn)。具有較強(qiáng)的聯(lián)想能力，能根據(jù)對(duì)需求的大致描述找到有關(guān)知識(shí)。具有推理能力，能根據(jù)存儲(chǔ)的知識(shí)，演繹出所需的答案。具有較強(qiáng)的知識(shí)獲取能力，且具有自學(xué)功能。目前這方面的研究側(cè)重于知識(shí)檢索，因此又被稱作智能數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。4. 4.分布式人工智能分布式人工智能系統(tǒng)壹般由多個(gè)智能體(Agent )

8、組成，每個(gè)智能體又是壹個(gè)半自治系統(tǒng)，Agent之間以及Agent和環(huán)境之間進(jìn)行且發(fā)活動(dòng)，且進(jìn)行交互來(lái)完成問(wèn)題求解。智 能體實(shí)際就是包含了諸如知識(shí)、信念、承諾和能力等精神狀態(tài)的實(shí)體。分布式人工智能主要研究于合作或競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下如何協(xié)調(diào)多智能系統(tǒng)的行為，其主要目的是為了有效的利用資源，控制智能系統(tǒng)的異步操作，均衡智能系統(tǒng)的目標(biāo)。5. 5.機(jī)器學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)是人類具有的壹種重要智能行為，機(jī)器學(xué)習(xí)則是研究怎樣使用計(jì)算機(jī)模擬或?qū)崿F(xiàn)人 類學(xué)習(xí)活動(dòng)的壹門科學(xué)，因此，機(jī)器學(xué)習(xí)的研究同認(rèn)知科學(xué)、邏輯學(xué)、心理學(xué)、教育學(xué)等學(xué) 科有著密切的關(guān)系。機(jī)器學(xué)習(xí)將對(duì)人工智能的其它分支如專家系統(tǒng)、自然語(yǔ)言理解等方面的 研究產(chǎn)生重要的推

9、動(dòng)作用。機(jī)器學(xué)習(xí)所采用的策略大致可分為四種：機(jī)械學(xué)習(xí)、通過(guò)傳授學(xué)習(xí)、通過(guò)例子學(xué)習(xí)和 基于解釋學(xué)習(xí)。目前機(jī)器學(xué)習(xí)研究的熱點(diǎn)是基于解釋的學(xué)習(xí)和基于實(shí)例的學(xué)習(xí)，而遺傳式學(xué) 習(xí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)研究也得到了很大發(fā)展。6. 6.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所謂人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，說(shuō)的通俗壹點(diǎn)，就是基于模仿生物大腦的結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的壹種信息處 理系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)的最大區(qū)別是，專家系統(tǒng)屬于人類智能的功能模擬，而人 工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則偏重走結(jié)構(gòu)模擬的路子。和其它智能系統(tǒng)相比，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：學(xué)習(xí)能力：學(xué)習(xí)能力是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有智能的重要表現(xiàn)，即通過(guò)訓(xùn)練可抽象出訓(xùn)練樣本的主要特征，表現(xiàn)出強(qiáng)大的自適應(yīng)能力。分布式結(jié)構(gòu)：于傳統(tǒng)的串行

10、體系計(jì)算機(jī)中信息分布于獨(dú)立的存儲(chǔ)單元中， 而于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，信息則分散于神經(jīng)元的連接上。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息分布特性， 使之具有強(qiáng)大的容錯(cuò)能力和記憶聯(lián)想能力。且行性：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是對(duì)人腦的結(jié)構(gòu)模擬。各種神經(jīng)元于處理信息時(shí)是 獨(dú)立完成的，不同神經(jīng)元之間具有且行性，這種且行處理使得信息處理速度 大大加快。3、 三、人工智能和網(wǎng)絡(luò)教育的融合隨著人工智能的理論和技術(shù)發(fā)展，其于教育中的應(yīng)用日漸擴(kuò)大，例如Internet上的Web站點(diǎn)，其網(wǎng)頁(yè)的組織形式，就包含智能的原理。目前人工智能于教育領(lǐng)域特別是網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境下的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。1. 1.ICAI計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）是由程序教學(xué)發(fā)展而來(lái)?？墒且猿绦蚪虒W(xué)

11、為理論基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的 CAI課件，于推理機(jī)制和學(xué)生模型方面存于不足，因而不能根據(jù)不同學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行動(dòng) 態(tài)調(diào)整，缺乏靈活的應(yīng)變能力。借鑒人工智能中的專家系統(tǒng)知識(shí)，由于專家系統(tǒng)中包含知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)倆個(gè)基本模塊，于壹般專家系統(tǒng)中再加入壹個(gè)“學(xué)生模型”模塊，就構(gòu)成智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（ICAI ）系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。其中推理機(jī)的作用相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)教學(xué)中的教師，它能夠根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的內(nèi)容和學(xué) 生模型推斷出每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、認(rèn)知特點(diǎn)和當(dāng)前知識(shí)水平，根據(jù)學(xué)生的不同特點(diǎn)選擇最 適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，且可對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的個(gè)別指導(dǎo)，從而真正作到因才施較，提高教學(xué)效果。如果再把自然語(yǔ)言理解技術(shù)引入ICAI系統(tǒng)，構(gòu)成智

12、能接口模塊，從而實(shí)現(xiàn)人一機(jī)自然語(yǔ)言對(duì)話，使計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)真正能夠和人類教師相媲美，這于師生分離的網(wǎng)絡(luò)教育環(huán) 境中將更具意義。2. 2.智能代理于我們傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，最經(jīng)典的教學(xué)模式是以教師為主，教師講、學(xué)生聽(tīng)，它是 壹種單向溝通模式。這種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)是有利于教師主導(dǎo)作用的發(fā)揮，便于教師組織、監(jiān) 控整個(gè)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)程，便于師生之間的情感交流，因而有利于系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)的傳授，且能 充分考慮情感因素于學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要作用。其主要缺點(diǎn)是：完全以教師為中心，忽視學(xué)生 的學(xué)習(xí)主體作用，不利于發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，也不利于創(chuàng)造型人材的培養(yǎng)。實(shí)際上上面 講的智能計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)主要強(qiáng)調(diào)的是計(jì)算機(jī)代替老師進(jìn)

13、行“教”，沒(méi)有把以學(xué)生為中心的“學(xué)”提到同等地位。九十年代以來(lái)，隨著多媒體和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心的建構(gòu)主義學(xué) 習(xí)理論日益流行。 這種理論強(qiáng)調(diào)于教師主導(dǎo)下以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，即壹種“主導(dǎo)一一主體”教學(xué)結(jié)構(gòu)。于這種教學(xué)且重的結(jié)構(gòu)中，教師是教學(xué)過(guò)程的組織者，學(xué)生良好情操的培養(yǎng)者； 學(xué)生是信息加工和情感體驗(yàn)的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者；教學(xué)媒體既是輔助教師教的 演示工具，又是促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的工具。于網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)中，為實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)模式，把人工智能中的智能體（Agent ）技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)中，且逐漸成為于教學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)智能化的壹種主流技術(shù)。作為教師代理Agents系統(tǒng)作為教師代理，

14、能夠運(yùn)用自身的推理機(jī)制， 于了解學(xué)生實(shí)際情況的前提下， 產(chǎn)生恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，以便實(shí)施因材施教，有的放失的進(jìn)行導(dǎo)學(xué)。作為學(xué)生代理。作為學(xué)生代理Agents系統(tǒng)能夠充當(dāng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)伙伴或知 心朋友，和學(xué)習(xí)者進(jìn)行平等的討論、交流，從而克服網(wǎng)絡(luò)教育環(huán)境中學(xué)習(xí)者 之間交流不足的缺點(diǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的效率。實(shí)現(xiàn)智能化信息服務(wù)。Agent技術(shù)應(yīng)用于信息服務(wù)領(lǐng)域能夠充分發(fā)揮其主 動(dòng)性、智能性和協(xié)作性，為用戶提供方便簡(jiǎn)單的信息搜索、處理手段，提高 學(xué)習(xí)者的信息獲取、處理能力。將 Agent技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)信息搜索，其最主 要的特征是具有學(xué)習(xí)功能，能夠于信息交互中獲得用戶的信息，包括用戶的 興趣、愛(ài)好和思維方式，于此

15、前提下，系統(tǒng)能夠主動(dòng)、定期地為用戶查找信 息，且根據(jù)用戶搜索信息的變化調(diào)整“知識(shí)庫(kù)”中的通用字和關(guān)鍵字，使之 能夠有效地適應(yīng)專門領(lǐng)域的信息搜索。3. 3.智能數(shù)據(jù)庫(kù)隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的增加，對(duì)其進(jìn)行組織管理的難度明顯加大。同時(shí)，進(jìn)行信息檢索 的工作量也相應(yīng)的加大。運(yùn)用人工智能中關(guān)于知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的理論和技術(shù)，能夠提高對(duì)網(wǎng)上信 息的管理和檢索能力。近年來(lái)關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)研究方面的熱點(diǎn)問(wèn)題之壹數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，其中的數(shù) 據(jù)挖掘也離不開(kāi)人工智能技術(shù)。4. 4.網(wǎng)絡(luò)課程評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)課程的評(píng)價(jià)是教學(xué)資源開(kāi)發(fā)中不可或缺的步驟，也是促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)教育的重要環(huán)節(jié)。運(yùn)用模 糊數(shù)學(xué)原理，能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行更合理、客觀的綜合評(píng)定。之上主要介紹了人工智能于網(wǎng)絡(luò)教育“軟環(huán)境”中的應(yīng)用，現(xiàn)實(shí)中人工智能于網(wǎng)絡(luò)教育 “硬