周宏博　張志勇

摘 要：伴隨著科技的進步和現(xiàn)代社會的發(fā)展，計算機科學逐漸在高校專業(yè)的選擇中成為了熱門專業(yè)，并產(chǎn)生了許多新的教育教學模式，對新時代的教育教學有著深刻的影響。為了使改革與教育與之相適應，需要運用先進的科學技術，而使用計算機輔助教學系統(tǒng)就可以提供理想的教學環(huán)境，很容易讓學者具有積極性，從而提升教學效果。我們通常所說的人工智能，別名又叫AI技術，是當下的熱門學科。該學科所要達到的目的是人們通過對計算機的調試研究，進而使計算機可以處理一些比較智能的人類工作的目標。該項研究的主要任務是從根本理論著手研究，進而實現(xiàn)智能化的目的，制做出類似人腦的計算機，以及使用計算機完成根高難度的應用。本文是針對CAI的發(fā)展前景，以及重點論述人工智能技術對CAI，還有智能化CAI產(chǎn)生的重大影響，并通實例證明設想。

關鍵詞：AI人工智能;教育;計算機

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.193

1 引言

千年以來，學校的主體人物是學生，而學生得到知識的渠道便是教師，傳統(tǒng)知識的傳授一般是教師講學生聽的模式，老師是“傳道授業(yè)解惑”的角色。傳統(tǒng)的教育培養(yǎng)出來的大多數(shù)重書本，輕實踐，動手能力差，創(chuàng)造能力差。這樣落后的教學不能適應國家的需要。

人工智能作為一個新興學科，已經(jīng)為當下人們的生活帶來了很多便利，極大的改變了人們的生活，人工智能涉及到生活的很多方面，給教育也帶來了很大的影響。人工智能可以分為三個等級，（1）弱人工智能，智能專注一個事情或一個領域，如下圍棋;（2）強人工智能，堪比人類的智慧;（3）可以比人類智慧超過1000倍的人工智慧。

2 人工和智能含義

人工智能顧名思義，分為兩個部分。首先是人工，人工從字面意思理解就是人類所創(chuàng)造出來的，通過人的能力而得到的就是講的人工。而智能相對來說理解就較為廣泛，不同的人可能由不同的見解，智能就每個個體而言，都不盡相同，對于大眾來說，更是無法確切的給出“智能”的定義，但是，要想進一步實現(xiàn)人工智能，加深對自身智能的了解是很有必要的。

3 計算機輔助教學系統(tǒng)及其現(xiàn)狀

計算機輔助教學（CAI），其實就是相當于另外一種傳授知識的方式，跟傳統(tǒng)課堂教學有所不同，教師可將要傳授的知識通過軟件或者課件的輔助形式傳授給知識的接收者。這樣就可以使知識更加直觀的呈現(xiàn)在學者眼前，使受眾群體通過視覺感受更加直觀的實現(xiàn)對知識的學習。國外采用這種教學方式較多，就教學成果來說，結果是很樂觀的。對于國內(nèi)來說，芮然在CAI技術方面晚于國外，但其迅猛的發(fā)展速度，使得CAI技術在二十世紀八十年代就已經(jīng)成為一些高校的熱門課題了。

3.1 計算機輔助教學的現(xiàn)狀

CAI能夠實現(xiàn)其功能，關鍵在于AI的技術支撐，例如一些定理的推理過程及其推理方法、一些復雜符號的形成等，在CAI系統(tǒng)中都可見到。

在以前的CAI使用過程中，其學習模式主要采用兩種形式：決策理論和隨機學習。這種教學方式的出現(xiàn)使學習過程更加高效。隨著AI技術的更加深入的發(fā)展，CAI系統(tǒng)中添加了學習的行為及訓練策略，這種方法可以控制訓練策略并給出適合學生的學習內(nèi)容。

到目前為止，大多數(shù)的CAI都是將所有教學信息以編程方式預置于課件中，一旦完成這樣的CAI課件，所有的教學改動都會給維護工作帶來不便。所以CAI系統(tǒng)多個方面存在一定的不足，需要從下面幾個角度進行考慮，尋求解決方法。

（1）缺乏開放性。由于CAI系統(tǒng)是設計者根據(jù)既定的目標對程序進行編寫的，一旦完成設計，使用者只有使用權限，沒有編輯權限。其缺點如下：1）固定內(nèi)容的局限性使得課件的應用變得狹窄;2）既定的運行路徑使得教學缺乏自主性;3）教學針對性不強;4）在擁有新資源時，不能在原來的基礎上對系統(tǒng)進行設計使用，僅能作為一次使用。

（2）人機交互能力不足。在當下的課堂教學中，最常見的就是教師以光盤中的知識構架為主題，借助多媒體進而實現(xiàn)教學。但是這種教學方式相對比較被動，教師的教學流程只能按照光盤中既定的順序進行講解，而不能根據(jù)課堂氣氛或者老師的意愿進行隨意改動，從而使整個教學過程更加有束縛感，結果是學生和老師都不是課堂的主宰，而是被動的接受方。

（3）忽視課程本身的特點。CAI系統(tǒng)因其自身的因素使得在具有不同教學目的時，沒有針對性，而是只要是這一部分內(nèi)容，在進行不同知識點講解時，出來的畫面都一樣。比如說，涉及到很多曲線和曲面的課程，在對一些知識點進行講解時，只需將這些曲面等呈現(xiàn)出來就好，但是對于一些圖形形成的算法進行訓練傳授時，如果可以把曲面的形成過程逐步的顯示出來，在教學效果方面，無疑可以達到事半功倍的效果。

（4）師生之間缺乏互動。在使用課件的過程中，如果學者有什么疑問，得不到及時的解決與反饋。同時，很多課件不支持鏈接互諒，這樣就失去了互聯(lián)網(wǎng)帶來的大量資源和信息，它們不能提供方便的學習和討論空間，不能提供師生隨時隨地的交流方式，也不能提供實現(xiàn)遠程教學的條件。

（5）缺乏教學策略。在課件制作過程中制作者往往忽略了教學策略這一點。例如：大多課件都只能播放而不能互動。其實，使用課件教學只是一種手段，而不是一個目標，在教學設計理論的指導下，要強調課件的有效性，重點是幫助學生學習新知識，掌握新技術，培養(yǎng)各種能力，而不是表面上的“精美”。

（6）智力不足?，F(xiàn)有的CAI課件系統(tǒng)不能對不同層次的學生進行教育，學生的學習是被動的，學生不能通過系統(tǒng)自動提供學習輔助信息來選擇學習。對于老師們來說，不能親身參與到教學當中，也不能根據(jù)每個學生的特點去更改相應的教學方案，因此沒有智力。

總之，雖然計算機輔助技術為當下的教學提供了很多便利，但是，其存在的問題已越來越不可忽視。隨著科技的持續(xù)發(fā)展，技術的革新速度越來越迅速，這就吸引力眾多學者針對智能化方面進行了諸多探索，進而使大力發(fā)展和優(yōu)化CAI系統(tǒng)成為了新的發(fā)展趨勢。

3.2 智能計算機輔助教學系統(tǒng)ICAI

是以認知科學和思維科學為理論基礎，與CAI相比，新增了人工智能和心理學方面的技術，進而更加的智能化，更能符合現(xiàn)在教學的特點。

教學過程是一個復雜的教學思維過程。它需要教師以他們的專業(yè)知識和經(jīng)驗為基礎，通過吸收、解釋、推理、舉例、綜合和其他步驟來更好地完成。該部分是主要的人機交互部分，提供用戶對自己學習管理的手段。[1]教師在經(jīng)過多年的教學之后，分析總結了一套獨特的適合學生高效學習的教學方法，該教學方法結合學生的實際學習情況，針對學生存在的學習問題，實事求是的把知識傳授給學生，這也是專家系統(tǒng)的工作內(nèi)容。所以說，計算機輔助系統(tǒng)實際上是一種依據(jù)計算機，進而實現(xiàn)學生與老師之間的專家系統(tǒng)的一種方法。[2]而進一步優(yōu)化之后，將相關的心理學以及智能化的技術融合進計算機輔助教學系統(tǒng)，將專家系統(tǒng)與計算機輔助教學系統(tǒng)合二為一，就可以更好的實現(xiàn)智能的發(fā)展優(yōu)勢，既ICAI技術。

對于智能CAI技術，可以借助知識將教學的思想、方法和內(nèi)容都傳遞出去。而人工智能的關鍵點在于知識的傳遞。即怎樣才能把知識傳遞出去，并且使受眾群體可以很好的接受吸收，這也是人工智能能否在教育行業(yè)得以發(fā)展的關鍵。[3]智能CAI系統(tǒng)具有它自己的知識庫，通過知識庫可以完成相關知識的演繹推理，要想實現(xiàn)專家系統(tǒng)，知識庫也是必不可少的因素。在進行知識傳授時，實際上是知識庫相關理論的推理流程。專家系統(tǒng)主要由知識庫和推理機組成，是智能計算機輔助教學系統(tǒng)的核心技術。

參考文獻：

[1]張志剛，張志勇，孫慧霞.基于移動4G大型開放式網(wǎng)絡課程系統(tǒng)建設與研究[J].山東工業(yè)技術，2018（17）：245.

[2]張志勇，于繁華.基于CDIO嵌入式系統(tǒng)開發(fā)課程教學改革探析[J].長春師范大學學報，2016，35（04）：119-122.

[3]張志勇，唐永林，于繁華，張志剛.嵌入式系統(tǒng)虛擬仿真實驗平臺建設研究[J].數(shù)字技術與應用，2016（01）：114.

[4]張志剛.混沌背景下無線網(wǎng)絡微弱信號自動檢測仿真[J].計算機仿真，2019（01）.

作者簡介：周宏博（1998-），男，吉林松原人，本科，研究方向：計算機科學與技術。

*為通訊作者