人工智能与现代教育

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人工智能与现代教育范文第1篇

【关键字】人工智能；教育；进展

【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2008）13―0018―03

人工智能是一门综合的交叉学科，涉及计算机科学、生理学、哲学、心理学、哲学和语言学等多个领域。人工智能主要研究用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能，实现机器智能，其长期目标是实现人类水平的人工智能。[1]从脑神经生理学的角度来看，人类智能的本质可以说是通过后天的自适应训练或学习而建立起来的种种错综复杂的条件反射神经网络回路的活动。[2]人工智能专家们面临的最大挑战之一是如何构造一个可以模仿人脑行为的系统。这一研究一旦有突破，不仅给学习科学以技术支撑，而且能反过来促使人脑的学习规律研究更加清晰，从而提供更加切实有效的方法论。[3]人工智能技术的不断发展，使人工智能不仅成为学校教育的内容之一，也为教育提供了丰富的教育资源，其研究成果已在教育领域得到应用，并取得了良好的效果，成为教育技术的重要研究内容。

人工智能的研究更多的是结合具体领域进行的，其主要研究领域有：专家系统、机器学习、模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、机器人学、博弈、智能决策支持系统、人工神经网络和分布式人工智能等。[4]目前，在教育中应用较为广泛与活跃的研究领域主要有专家系统、机器人学、机器学习、自然语言理解、人工神经网络和分布式人工智能，下面就这些领域进行阐述。

一 专家系统

专家系统是一个具有大量专门知识与经验的程序系统，它使用人工智能技术，根据某个领域中一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以解决那些需要专家决定的复杂问题。[5]专家系统主要组成部分为：知识库，用于存储某领域专家系统的专门知识；综合数据库，用于存储领域或问题的初始数据和推理过程中得到的中间数据或信息；推理机，用于记忆所采用的规则和控制策略的程序，使整个专家系统能够以逻辑方式协调地工作；解释器，向用户解释专家系统的行为；接口，使用户与专家系统进行对话。近几十年来，专家系统迅速发展，是人工智能中最活跃、最有成效的一个研究领域，广泛用于医疗诊断、地质勘探、军事、石油化工、文化教育等领域。

目前，专家系统在教育中的应用最为广泛与活跃。专家系统的特点通常表现为计划系统或诊断系统。计划系统往前走，从一个给定系统状态指向最终状态。如计划系统中可以输入有关的课堂目标和学科内容，它可以制定出一个课堂大纲，写出一份教案，甚至有可能开发一堂样板课，而诊断系统是往后走，从一个给定系统陈述查找原因或对其进行分析，例如，一个诊断系统可能以一堂CBI（基于计算机的教学，computer-based instruction）课为例，输入学生课堂表现资料，分析为什么课堂的某一部分效果不佳。在开发专家计划系统支持教学系统开发（ISD）程序的领域中最有名的是梅里尔（Merrill）的教学设计专家系统（ID Expert）。[6]

教学专家系统的任务是根据学生的特点（如知识水平、性格等），以最合适的教案和教学方法对学生进行教学和辅导。其特点为：同时具有诊断和调试等功能；具有良好的人机界面。已经开发和应用的教学专家系统有美国麻省理工学院的MACSYMA符号积分与定理证明系统，我国一些大学开发的计算机程序设计语言、物理智能计算机辅助教学系统以及聋哑人语言训练专家系统等。[7]

目前，在教育中，专家系统的开发和应用更多的集中于远程教育，为现代远程教育的智能化提供了有力的技术支撑。基于专家系统构造的智能化远程教育系统具有以下几个方面的功能：具备某学科或领域的专门知识，能生成自己的提问和应答； 能够分析学生的特征，评价和记录学生的学习情况，诊断学生学习过程中的错误并进行补救教学；可以选择不同的教学方法实现以学生为主体的个别化教学。[8]目前应用于远程教育的专家系统有智能决策专家系统、智能答疑专家系统、网络教学资源专家系统、智能导学系统和智能网络组卷系统等。

二 机器人学

机器人学是人工智能研究是一个分支，其主要内容包括机器人基础理论与方法、机器人设计理论与技术、机器人仿生学、机器人系统理论与技术、机器人操作和移动理论与技术、微机器人学。[9]机器人的发展经历了三个阶段：第一代机器人是以 “示教―再现”方式进行工作；第二代机器人具有一定的感觉装置，表现出低级智能；第三代机器人是具有高度适应性的自治机器人，即智能机器人。目前开发和应用的机器人大多是智能机器人。机器人技术的发展对人类的生活和社会都产生了重要影响，其研究和应用逐渐由工业生产向教育、环境、社会服务、医疗等领域扩展。

机器人技术涉及多门科学，是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志，因此，机器人技术是世界强国重点发展的高技术，也是世界公认的核心竞争力之一，很多国家已经将机器人学教育列为学校的科技教育课程，在孩子中普及机器人学知识，从可持续和长远发展的角度，为本国培养机器人研发人才。[10]在机器人竞赛的推动下，机器人教育逐渐从大学延伸到中小学，世界发达国家例如美国、英国、法国、德国、日本等已把机器人教育纳入中小学教育之中，我国许多有条件的中小学也开展了机器人教育。

机器人在作为教学内容的同时，也为教育提供了有力的技术支撑，成为培养学习者创新精神和实践能力的新的载体与平台，大大丰富了教学资源。多年来，我国中小学信息技术教育的主要载体是计算机和网络，教学资源单一，缺乏前瞻性。教学机器人的引入，不仅激发了学生的学习兴趣，还为教学提供了丰富的、先进的教学资源。随着机器人技术的发展，教学机器人种类越来越多，目前在中小学较为常用的教学机器人有：能力风暴机器人、通用机器人、未来之星机器人、乐高机器人、纳英特机器人、中鸣机器人等。

三 机器学习

机器学习是要使计算机能够模仿人的学习行为，自动通过学习来获取知识和技巧，[11]其研究综合应用了心理学、生物学、神经生理学、逻辑学、模糊数学和计算机科学等多个学科。机器学习的方法与技术有机械学习、示教学习、类比学习、示例学习、解释学习、归纳学习和基于神经网络的学习等，近年来，知识发现和数据挖掘是发展最快的机器学习技术。机器学习（自动获取新的事实及新的推理算法）是使计算机具有智能的根本途径，对机器学习的研究有助于发现人类学习的机理和揭示人脑的奥秘。[12]

随着计算机技术的进步和机器学习研究的深入，机器学习系统的性能大大提高，各种学习算法的应用范围不断扩大，例如将连接学习用于图文识别，归纳学习、分析学习用于专家系统等，大大推动了在教育中的应用，例如在建构适应性教学系统中，用机器学习与朴素的贝叶斯分类器动态了解学生的学习偏好，有较高的准确率[13]。基于案例的推理（case-based reasoning，CBR）是一种新兴的机器学习和推理方法，其核心思想是重用过去人们解决问题的经验解决新问题，在计算机辅助教育方面，已经出现了基于CBR的图形仿真教育系统，并且，针对个体特征的教育教学方法研究也有所突破。[14]另外，数据挖掘和知识发现在生物医学、金融管理、商业销售等领域的成功应用，不仅给机器学习注入新的生机，也为机器学习在教育中的应用提供了新的前景。

四 自然语言理解

自然语言理解就是研究如何让计算机理解人类的自然语言，以实现用自然语言与计算机之间的交流。一个能够理解自然语言信息的计算机系统看起来就像一个人一样需要有上下文知识以及根据这些上下文知识和信息用信息发生器进行推理的过程。[15]自然语言理解包括口语理解和书面理解两大任务，其功能为：回答问题，计算机能正确地回答用自然语言提出的问题；文摘生成，计算机能根据输入的文本产生摘要；释义，计算机能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息；翻译，计算机能把一种语言翻译成另外一种语言。由于创造和使用自然语言是人类高度智能的表现，因此对自然语言处理的研究也有助于揭开人类高度智能的奥秘，深化对语言能力和思维本质的认识。[16]

自然语言理解最早的研究领域是机器翻译，随着应用研究的广泛开展，也为机器人和专家系统的知识获取提供了新的途径，例如由MIT研制的指挥机器人的自然语言理解系统SHRDLU就可以接收自然语言，进行人机对话，回答关于桌面上积木世界中的各种问题。同时，对自然语言理解的研究也促进了计算机辅助语言教学和计算机语言设计等方面的发展，例如“希赛可”网络智能英语学习系统，这个基于网络的“人-机”语境的建立，突破了普通英语教师和传统的单机的多媒体教学软件所能具备能力限制，也比建立于网络的“人-人”语境更具灵活性，可以为远程学习者提供良好的英语学习支持，在国内第一次系统地将用自然语言进行的人机对话系统应用在计算机辅助外语教学上，在国际上也是一种创新。[17]

五 人工神经网络

人工神经网络就是在对大脑的生理研究的基础上，用模拟生物神经元的某些基本功能的元件（即人工神经元），按各种不同的联结方式组织起来的一个网络，其目的在于模拟大脑的某些机理与机制，实现某个方面的功能，例如可以用于模仿视觉、模式识别、声音信号处理、控制、故障诊断等领域，人工神经元是人工神经网络的基本单元。[18]人工神经网络有两种基本结构：递归（反馈）网络和多层（前馈）网络，两种主要学习算法：有指导式学习和非指导式学习。

人工神经网络从模拟人类大脑神经网络的结构和行为出发，具有大规模并行、分布式存储和处理、自组织、自适应和自学习能力，特别适合于处理需要同时考虑许多因素和条件的、不精确和模糊的信息处理问题，[19]这使人工神经网络具有更大的发展潜能，目前已经开发和应用的人工神经网络模型有30多种。人工神经网络在教育中的应用大多是与教学专家系统相结合，以此来改进教学专家系统的性能，提高智能性，使其在教学过程中对突发问题具有更好的应对能力。人工神经网络在学校管理中也得到应用，例如采用误差反传算法（BP）的多层感知器已应用于高校管理之中。

六 分布式人工智能(Distributed Artificial Intelligence，DAI)

分布式人工智能是分布式计算与人工智能结合的结果，研究目标是要创建一种能够描述自然系统和社会系统的精确概念模型，主要研究问题是各Agent之间的合作与对话，包括分布式问题求解和多Agent系统两个领域。[20]分布式人工智能系统一般由多个Agent组成，每个Agent又是一个半自治系统，Agent之间及Agent与环境之间进行并发活动并进行交互来完成问题求解。[21]由于分布式人工智能系统具有并行、分布、开放、协作和容错等优点，在资源、时空和功能上克服了单智能系统的局限性，因此获得了广泛的应用。

分布式人工智能中的Agent和多Agent技术在教学中的应用逐渐受到关注。在教学中引入Agent可以有效地提高教学系统的智能性，创造良好的学习情境，并能激发学习者的学习兴趣，进行个性化教育。目前，Agent和多Agent技术多用于远程智能教学系统，通过利用其分布性、自主性和社会性等特点，提高网络教学系统的智能性，使教学资源得到充分利用，并可实现对学习者的学习行为进行动态跟踪，为学习者的网络学习创造合作性的学习环境。在网络教学软件中应用Agent技术的一个典型是美国南加利福尼亚大学（USC）开发的教学Adele（Agent for Distance Education - Light Edition） [22]。Agent技术在网络教学软件中取得的良好效果，促进了研究者对分布式人工智能在教育中的应用研究。

综上所述，科学技术的发展将会推动人工智能技术在教育中应用的广度和深度。从人工智能的应用趋势来看，人工智能在教育中应用的扩展可以通过以下三个方面进行：一是人工智能与其他先进信息技术结合。人工智能已经与多媒体技术、网络技术、数据库技术等有效的融合，为提高学习效率和效度提供了有力的技术支持，而引起教育技术界广泛关注。[23]例如人工智能技术通过与多媒体技术相结合，可以提高智能教学系统的教学效果；与网络通讯技术相结合，可以提高和改进远程教育的智能性。二是人工智能应用研究领域间的集成。人工智能应用研究领域之间并不是彼此独立，而是相互促进，相互完善，它们可以通过集成扩展彼此的功能和应用能力。例如自然语言理解与专家系统、机器人的集成，为专家系统和机器人提供了新的知识获取途径。三是人工智能的研究和应用出现了许多新的领域，它们是传统人工智能的延伸与扩展，这些新领域有分布式人工智能与Agent、计算智能与进化计算、数据挖掘与知识发现以及人工生命等[24]，这些发展与应用蕴藏着巨大潜能，必将对教育产生重要的影响。

技术发展不断发挥着引导教育技术研究的作用，一种新兴技术的出现总是会掀起相应的研究热潮, 引发对技术在教育中应用的探讨、评价以及与传统技术的对比。[25] 人工智能作为一门交叉的前沿学科，虽然在基本理论和方法等方面存在着争论，但从其研究成果与应用效果来看，有着广阔的应用前景，值得进一步的开发和利用。

参考文献

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[6] [荷]山尼•戴克斯特拉,[德]诺伯特•M. 西尔,[德]弗兰兹•肖特,等.任友群,郑太年主译.教学设计的国际观第2册:解决教学设计问题[M].北京:教育科学出版社,2007:67.

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[10] 关注机器人幼儿教育――访鲍青山博士[DB/OL].

[13] 柏宏权,韩庆年.机器学习在适应性教学系统中的应用研究[J].南京师范大学学报(工程技术版),2007,7(4):76-79.

[14] 杨健,赵秦怡.基于案例的推理技术研究进展及应用[J].计算机工程与设计,2008,29(3):710-712.

[16] 自然语言理解[DB/OL].

[17] 贾积有.人工智能技术的远程教育应用探索――“希赛可”智能型网上英语学习系统[J].现代教育技术,2006,16(2):26-29.

[22] Erin Shaw, W. Lewis Johnson, and Rajaram Ganeshan, Pedagogical Agents on the Web[DB/OL].

人工智能与现代教育范文第2篇

对照南京市中小学多媒体教室现状，基本以计算机为核心，由投影机、交互式电子白板(或幕布)、展示台、音视频播放设备和音响等现代教学设备组成。我们简单分解如下：

(1)计算机设备

为整套系统的核心，用于安装各类教学演示软件，对教学效果起到决定性影响。

(2)投影机设备

是多媒体教室的重要演示系统，连接所有视频输出设备。

(3)视频输入系统

DVD、录像机设备等，视频音像由投影机终端输出。

(4)音响、显示系统

麦克风(包括无线、蓝牙等)、功放、音箱等音频设备，幕布或交互式电子白板等显示设备。

(5)展示系统

利用视频、数字展示台，将实物或书本等资料，转化为可见视频信号。

(6)中央控制系统

利用系统集成，将以上设备的信号输入、输出以及简单操作，集中成一个简单的操作平台，方便课堂演示。

通过以上设备集合以后，可以达到的系统功能也非常显著：

首先，可以通过投影机显示校园信息网络内任意计算机信号；播放CAI教学软件和教室课件；利用展示台展示学生作业、图片等各种平面实物；其次，通过多媒体软件实现中央集成控制功能，对教室内计算机、音响、投影设备预览、播放和监控。

为什么看似简单的多媒体教室，却深受广大学生和教师的欢迎，有效的提高了课堂教学质量呢?其实，一间多媒体教室看似设备普通，其中包含很多的关于教育教学效率和方法的玄妙。

我们知道，媒体一词来源于拉丁语“medium”，是指人与人之间实现信息交流的中介，通俗的说法就是各种信息的载体，也称为媒介。多媒体顾名思义就是多重媒体集成的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、声音和视频等多种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。关于“多媒体”概念至今仍然没有一个统一的标准定义，一般理解为“多种媒体的综合”。目前流行的多媒体的概念，主要仍是指文字、图形、图像、声音等人的器官能直接感受和理解的多种信息类型，这基本是目前对多媒体广泛认同的一种狭义理解。

既然多媒体能够通过多种表现形式来展示信息，那么自然被需要向学习者进行信息传输的教育教学活动所应用。根据教学目标和教学对象的特点，通过教学设计，合理选择和运用现代教学媒体设备，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息综合作用于学生，形成合理的教学过程结构，以期达到最优化的教学效果。中国在多媒体教学活动中经历了一段探索和发展的时期。20世纪30年代，就已经开始采用多种电子媒体如幻灯、投影、录音、录像等综合运用与课堂教学。这种教学技术称为多媒体组合教学又称电化教学，是我国特有名词，并沿用至今。自20世纪90年代起，随着计算机技术的迅速发展和普及，多媒体计算机已经逐步取代了以往的多种教学媒体的综合使用地位。因此，现在我们通常所说的多媒体教学是特指运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活动过程，它又可以称为计算机辅助教学(简称CAI)。

多媒体计算机辅助教学是教育技术活动的一个有效手段，是指利用多媒体计算机，综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息，把多媒体的各个要素按教学要求，进行有机组合并通过屏幕或投影机投影显示出来，同时按需要加上声音的配合，以及使用者与计算机之间的人机交互操作，完成教学或训练过程。国际上通过学习资源和学习过程的设计、开发、使用、管理和评价而形成的理论和实践，称为教育技术。结合我国的教育实际，我们可以概括为：“运用现代化教育理论和现代信息技术，通过对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理，以实现教与学过程和教与学资源的优化的理论和实践”，这就是现代教育技术。

其实若简单从“电化教育”和“教育技术”的名词概念本质上分析两者应该是相等的，他们的目的都是要取得最好的教育效果，实现教育最优化。他们的特点、功能以及分析、处理问题的方式也是相同或相近的，都是利用新的科技成果去开发新的学习资源，并采用新的教与学的理论、方法去控制教学过程。但是教育技术的范围要比电化教育广泛得多，因为教育技术是指所有的学习资源，包括与教育有关的一切可操作的要素。那么现代教育技术优势何在呢?

记得一位教育哲人曾经说过：“现代教育技术包括了两个内容，一是现代教育技术本身，一是现代教育技术的使用”，简明扼要的阐述了现代教育及技术所包含的两个方面的内容，即“理论与实践”，进入新世纪以后，随着信息技术蓬勃发展，也为教育事业展现了一片广阔的天地。为了适应现代教育技术的发展，提高教育的科技含量，使教学手段多样化现代化，促使教学质量的全面提高，“一块黑板、一支粉笔、一本教科书”的传统教学方式已经不能适应时代的发展，因此，必须让现代教育技术进入多媒体教室，发挥教育技术的优势。

优势之一：教学信息显示的多媒体化。

所谓多媒体化就是指积极发挥其文字、图像、图形、声音、视频图像、动画等在教学信息显示方面的优势，充分为学习者创设多样化的情境。一个人的认知过程首先需要有外部刺激，要充分发挥现代教育技术的优势就是要尽量提供多样化的外部刺激。

优势之二：教育信息组织的超文本方式。

超文本是指信息内容的组织方式是非线性的，是可以根据人的联想方式进行跳转的。通常的教学过程中，课本、录像等讲授内容都是线性的，只能固定地从一页到另一页，从一个镜头到另一个镜头，按部就班，不能进行跳转学习。而运用现代信息技术手段，可以把教学信息用超文本方式进行组织，形成非线形结构，为教师提供多样化的教学方案。

优势之三；教学过程的交互性。

这是现代教育技术一个突出的优势，对于多媒体显示，录像带也可以做到，但它不能交互，计算机则可以进行人机交互，而且它具有丰富的交互界面。利用这种交互特性，可以激发学生学习的兴趣，调动参与学习的积极性，从而充分发挥学习主体的作用。

优势之四：教学信息的大容量储存。

由于采用不同于书本的存储方式，可以为学习者提供大量丰富的学习资料，有利于培养学生通过信息获取、信息处理、信息表达，通过发现问题，利用资源探究问题，加强理解和解决问题的学习能力。

优势之五：学习信息传达的网络化。

多媒体教室可以和校园网络能实现教学资源的共享；实现教师的监控和对个别学生的指导；能与互联网络相联，可以开展远程教学，为远程学习者传输教育和培训资源，学习者也可以主要在学校以外的任何地点利用远程教育机构设计开发的教育资源和环境进行学习。

优势之六：教育信息处理的智能化。

智能化即是指目前热点讨论的人工智能，我们可发挥人工智能的联想、推理、理解、学习以及分析问题和发明创造能力的优势，促进学习者的学习效果。如具有自动批改功能的作文教学软件，对学生作作文进行自动智能化评价。这些现代教育技术的优势，将十分有利于因材施教，有利于个性的发展。

优势之七：有利于几个重要因素的转变。

(1)教师角色的转变――由以教师为中心的讲解者转变为学生学习的指导者和活动的组织者，充分发挥学生自主学习能力。

(2)学习地位的转变――从被动接受的地位转变为主动参与、发现、探究和知识建构的主体地位，积极调动学生学习兴趣。

(3)媒体作用的转变――由作为教师的讲解的演示工具转变为学生的认知工具，在交互过程中保证个性发展需要。

(4)教学过程的转变――由讲解说明的进程转变为通过情景创设、问题探究、协商学习、意义建构等以学生为主体的过程。

人工智能与现代教育范文第3篇

关键词: 现代教育技术 个性化知识增长 应用

随着科学技术的飞速发展,今天的人们要想立足社会,必须学习足够的知识和技能,以便能适应社会现代化的需要。对人才的要求,不仅仅是掌握一定的知识,还要求能够根据需要,在工作中不断学习新知识,并且把所学习的知识灵活地运用于工作中的能力,充分发挥所学知识的作用,也就是让学习者具有个性化知识增长的能力。

个性化知识是个体把学习的社会公开的知识与自我主体(包括主体的一切特征:动机、兴趣、理想、信念、能力、性格与气质)相结合,形成具有个性特征的知识体系,即产生了个性化的知识。[1]

一般认为,个性化知识增长主要是研究个性化知识的获取、加工及存储等,以认知心理学和认知科学成果为主要支撑,以哲学认识论和知识论为背景,以计算机科学中的人工智能与言语认知加工方法为技术支持,以著名学者的个性化知识结构及其思维方式为原型,探究在网络时代知识爆炸的海量信息环境下,学习者如何建构起个性化的知识体系,提高学习和工作的效率。

现代教育技术在个性化知识增长中的应用主要有以下三个方面。

一、现代教育技术在个性化知识获取中的应用

随着网络时代的到来,知识爆炸早已成为不争的事实。人们要想在当今的社会竞争中立于不败之地,就要不断学习知识,更新知识,以适应社会对人才的要求。要想在浩瀚的知识海洋中筛选出所需要的知识,并非易事。采用传统的学习方式获取需要的知识,工作量是海量的。在过去几十年中,知识的增长量相当于人类过去全部知识的总和,有人综合计算,全世界的知识总量七到十年便翻一番,可见知识增长的速度是惊人的。

在这种情况下,现代教育技术手段就发挥了它的优势。现代教育技术手段,主要是以计算机为基础,以认知理论和学习理论为基础来获取知识。要利用认知理论,根据工作中的实际需要,筛选出需要学习的知识的范围。而在确定学习范围后,就可以利用现代教育技术手段搜集知识了。

在传统的学习中,我们获取信息的途径是有限的,主要是通过查阅图书馆的资料及借阅书籍等方式,来获取我们所需要的知识。在这种情况下,获取知识的途径,受到很多条件的限制。如当地图书馆资料和书籍的限制,有的图书馆可能没有学习者学习所需要的资料;也可能受到时间的限制,如图书馆的借阅时间,开馆和闭馆时间的限制。这些情况都给学习者的学习带来了很多不便,其中最主要的问题就是学习者所在地区的图书馆的资料有限,这是影响学习者获取资料的最大障碍。有了现代教育技术手段,就可以很好地解决这一问题。现在学习者只需要拥有一台可以连接互联网的计算机,就可以方便地查阅资料,不受学习时间和学习地点的限制。学习者可以随时随地地通过互联网,搜索需要的资料。而且,互联网上的信息资源十分丰富,通过互联网可以浏览到世界各地的信息,与传统的学习者在当地的图书馆获取资源相比,要丰富得多。但这种学习的费用比传统学习的费用要高一些,这是它的一个不足之处。但是,随着计算机和互联网的普及,学习费用也会逐渐降低。

利用现代教育技术手段获取知识,是非常方便快捷的,并且能够获取最全、最新的知识。可以说,现代教育技术在个性化知识的获取中,有着至关重要的作用。

二、现代教育技术在个性化知识加工中的应用

现代教育技术在个性化知识加工中同样有着重要的作用。在知识爆炸时代,我们的目的不仅仅是获取知识,更重要的是把获取的知识变为自己的知识,这就涉及对知识的加工。

在这一环节,现代教育技术更发挥了它的优势。我们利用现代教育技术手段,可对所获取的知识进行进一步的加工,使之成为适合学习者记忆和学习的知识,根据学习者自身的知识结构,学习者选择适合自己的现代教育技术手段,结合认知理论和学习理论,用这些理论来指导学习,迅速地对所筛选的知识进行整合,力求在最短的时间内快速地学习到需要的知识,这样才能在激烈的竞争中占有一定的优势。

传统的学习方式,是学习者通过书本、资料等传统的媒体来学习知识。这种知识学习的过程是一个漫长的过程,学习者需要通过在长期的学习中积累学习经验,寻找适合自己的学习方法,以此消化和吸收知识。这种传统的学习方式适合长期学习,多用来进行积累型的学习。而今天的社会,在工作中所需要的知识是要在短时间内快速获得的,学习者没有充裕的时间寻找适合的学习方法来进行尝试学习。即学习者必须在短时间内掌握所需要的知识。如果说传统的学习是一个长期补充营养的过程,那现在的个性化的知识增长的短时间的学习,更像是一种快餐式的学习。二者各有所长,应该结合起来,这样学习者才能更好地学习。我们在这里强调现代教育技术应用的个性化知识增长的学习,并不是说它是万能的,任何方式的学习最终目的都是帮助学习者更好地学习。

三、现代教育技术在个性化知识应用中的应用

任何知识学习的最终目的都是为了实际的应用,如果不能进行实际的应用,任何知识都是无用的知识,只能用来纸上谈兵,而不能发挥实际作用。现代教育技术手段就提供了一个个性化知识应用的平台。以计算机为主要手段的现代教育技术,可以采用虚拟现实技术,为一些有危险的实验或不具备现实条件的学习者提供帮助,利用现代教育技术手段,进行虚拟现实的学习。通过虚拟现实的学习辅助,再结合实践训练,学习者会很快掌握所学的知识,并且能够在实际中应用,避免多次实践在资源和时间上的浪费。

在知识急剧膨胀的今天,个性化知识增长变得越来越重要。在个性化知识增长过程中,现代教育技术手段发挥着强大的作用,它的地位将会越来越重要,越来越受到学习者的关注。学习者要掌握现代教育技术手段,更好地把这些手段应用于个性化的知识增长的过程中,使学习者在激烈的竞争中立于不败之地。

参考文献:

[1]张楠,张龙革.创新――个性化知识的使命(OL).etc.省略/show/2008/chuangxin08.htm.

[2]Hade,D.D.Literacy in Information Society.Educational Technology,1982.8:7-12.

人工智能与现代教育范文第4篇

【关键词】教育技术物理教学创新

当前建构新型教学模式的核心在于，如何充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性与创造性，使学生在学习过程中真正成为信息加工的主体和知识意义的主动建构者，而不是外部刺激的被动接受者和知识灌输的对象；教师则应成为课堂教学的组织者、指导者，学生建构意义的帮助者、促进者，而不是知识的灌输者和课堂的主宰。事实证明，在教学过程中，利用现代教育技术整合课堂教学，不论是概念课、规律课还是实验课，都能够增强物理教学的直观性、可视性，增大课堂容量，节约时间，从而达到提高课堂教学质量和教学效率的目的，实现物理教学的最优化。

1．整合现代教育技术，变教学中抽象化、动态化为直观化、可视化和具体化，使物理由“难学”变成“好学”。

1．1变实际问题“课堂化”、变抽象问题“具体化”。物理是一门实验学科，物理知识、物理规律来源于生活实践，学习物理离不开理论联系实际。多数学生感到物理难学的一个重要原因是现有教材理论性因素偏多，学生在学习中联系实际的机会少，抽象化的理论知识与形象化的实际问题难于“对号入座”。在教学中，只有将抽象内容具体化，理论问题实际化，学生才能真正理解物理知识和规律。

1．2变动态过程“可视化”、变空间想象“直观化”。在物理教学中，经常牵涉到一些动态过程，而某些动态情景又难于在教室里形象展示。学生缺乏感性认识，想象力又受年龄和知识结构水平限制，难于理解动态过程。利用现代多媒体动态技术展示动态过程，可让学生感受“实际”动态情景，弄清复杂物理过程。

1．3变微观问题“宏观化”、变宏观问题“微观化”。物理教学中涉及到一些微观及宏观问题难于在教学中具体体现。借用多媒体技术能将微观现象“放大”处理、宏观现象“缩小”处理。计算机技术模拟微观粒子能把它们运动的动态过程宏观展示。在传统教学中有关天体运动情景只能依靠学生想象，而利用现代教育技术手段可把月球绕地球运转、地球绕太阳运转、卫星发射与运动等宏观天体运动进行模拟微小化处理“搬进”教室。

2．利用现代教育技术的高度交互性，创设问题情景，激发探究意识，体尝成功喜悦。在教学中创设情境，由来已久，但多以语言、动作、图片和简单的实物来烘托气氛，不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性，难以提取长时记忆中的有关学习内容。而信息化教学设计能够提供文本、图形图象、音频、动画、视频等多种媒体，甚至是人工智能。充分的交互性能够创设生动、直观、形象的学习情境，使教学直观化、模型化、动态化。

“创设情景――提出问题――自主学习――实验探索或检验”这样一个统一的有机整体，即教师利用多媒体制作技术，创设有关学习情境，展示问题，激发学生科学探究意识。在学习知识的同时让学生品尝成功的喜悦。

3．利用现代教育技术创设情景，让学生“亲历”科学创新过程，感悟科学方法和科学思想。“物理学不仅应教给学生一些广泛应用的原理，更重要的是传播科学思想，教给学生探索的方法”。在物理教学中利用多媒体技术再现物理学家科学探究的经历，让学生“亲历”科学探究过程，感悟科学方法和科学思想，培养学生的科学探究能力和科学创新精神。比如在介绍牛顿发现万有引力定律过程时，通过课件向学生再现牛顿非凡想象力的几个情景：牛顿坐在树下，发现苹果落地，思考“为什么熟透的苹果会向地面落下，而不向上运动？”肯定存在有某种力促使苹果落地的作用；如果苹果树长得足够高，长到月球那样高，熟透的苹果仍然要落向地面。“为什么月球不会落地（给学生一个悬念）？”在地面上任何平抛运动的物体终要落地（速度越大，射程越远），月球不管以多大的速度运动也终要落地（如果地球表面是个大平面，课件动态展示落地情形）；若地球变成圆球状呢（提出假设问题）？再现月球要落地的动态情景（速度越大，射程越远，以至于落不了地）。学生经历上述思维冲突后，探究意识受到撞击激发，深刻体会牛顿卫星原理图，惊叹牛顿非凡想象力的同时坚信地球是个球状体。

4．充分利用网络资源，增进教学效果。网络环境为我们提供了丰富的知识库、资源库，网上的资源开发和利用已成为一个现代教育工作者必备的信息素质。网上资源具有信息量大、更新快等特点，例如：中国中小学教育教学网、教育资源库物理学科、资源中心物理学科等可谓是一间完整的中小学数字资源库，它为我们提供了同步教学、优秀课件等多种资源，且处于动态的更新之中。通过下载这些优秀课件、优秀习题再作进一步的组织、加工就能设计出适合自己风格的课件来。在我平时的教学中，许多课程采用了PowerPoint组合课件素材的方法制作了可供老师直接使用的课件。

5．对现代教育技术媒体制作与应用的几点思考。

5．1多媒体课件不能代替物理实验。多媒体课件以其强大的组合功能，通过形、声、色、光的传播再现“现实情景”，已经或正在成为一种高效有力的教学辅助手段，对于优化课堂教学，强化教学效果起到积极的作用。但物理是以实验为基础的实验科学，在教学中若利用课件代替真实实验，不管课件做得如何逼真、如何真实再现物理过程和现象，在学生的心目中毕竟是“做出来”的现象，缺乏真实感，将对科学产生信任危机，违背科学教育的本质初衷。因此在多媒体课件的应用中，不能简单用它来代替实验，只能作为实验过程的再现概括、补充和模拟。只有那些抽象的实验或实验条件难于达到的或实验现象难于观察的物理实验才借用课件模拟展示代替。

人工智能与现代教育范文第5篇

一、现代教育技术引入课堂教学的意义

以计算机为核心的现代教育技术，对实现新的教育模式起着巨大的推动作用，它具有反应速度快、信息存储量大，图、文、表数据处理灵活，并实现人机交互、人工智能等特点。现代教育技术引入课堂后，加速了师资队伍素质的提高，增强了学生学习的自主性，教师从“主讲者”转变为学生学习活动的设计者、指导者，学生从被动接受者转变为有机地参与教学、参与操作、发现知识、理解知识、掌握知识的主动学习者，课堂教学由以教为主转变为以学为主。

二、课堂教学中运用电教手段存在的问题及解决办法

随着多媒体技术的应用和电化教学改革的深入，在计算机辅助教学的使用上还存在一定的问题和不足，给教育带来负面影响。

1.夸大教学手段改革的地位，忽视教学方法改革的重要性。现代教学的一大误区是：教学手段改革了，应用了计算机辅助教学，就是教学改革的成功，就实现了教学改革的现代化。这就忽视了教学内容、教学方法改革的重要性，片面追求教学手段的先进，仅仅从市场上购买一些具有很高观赏价值、动画表现效果很好但与教学内容、讲授方法缺乏紧密联系的课件，应用到课堂教学后，对教学内容的理解和掌握不能充分发挥有效的作用。对有些课程，其本身是无需进行计算机辅助的，也生硬地实现了手段的“现代化”。这种一味追求表面形式，实际偏离手段运用的目的性，对教学改革难以产生良好的推动作用。

改进的办法是：认真研究教学方法，大力提倡主讲教员开发课件。因为主讲教员熟知教学内容，对重点、难点及背景知识非常了解，并有着丰富的教学经验，有独特的教学风格和思维方式，设计出的课件在编排上符合教学规律；在结构和功能上更符合自己的教学习惯，使用时得心应手，便于修改和扩充；同时教师对教学对象有直接的感性认识，从而更易在设计时因材施教，使教学软件内容灵活多用、因人而异。因此，学校要组织教员进行多媒体制作技术的培训，使教员掌握多种制作工具，根据自己教学的具体情况，选用最易表达教学内容的、制作周期最短的媒体技术来制作课件，使课堂教学使用上有利于教学内容的理解和应用又与教学方法有机结合的CAI课件。

2.课堂中过分依赖于计算机辅助，忽视内容的推理、判断。现在教学中存在的问题是：以多媒体“演课”代替教师的“讲课”，教师成为多媒体的操作者，整个课堂是一屏屏的文字、图像的演示，缺乏必要的推理和逻辑判断。手段的改革并没有更新满堂灌的观念，仅是将原来的“人灌”变为现在的“电灌”，严重地阻碍了学生的思维发展。

改进办法：更新教育观念，改进教学方法。在讲授新知识时，不要急于用多媒体演示推导过程，而是要通过复习相关知识，引出新问题，基于问题再引导和启发学生去思、去想、去发现知识间的因果关系，让学生的思维超前于媒体的演示，使其真正理解知识产生的内因，揭示知识的本质特性，以达到当外部条件改变时正确应用知识的目的；一旦得出新结论，就要留时间让学生进行总结归纳比较，理顺新旧知识间的关系，引导学生将新知识合理嵌入知识结构的适当部位，使其与原有知识建立联系，这样便于理解、记忆和提取，使知识富有活力；对已讲完的理论知识不要立即进行例题演示，而是给出题目让学生讨论或试解，使学生对新知识进行一次归纳、总结和应用，教师从中发现问题，然后有针对性地讲解。这种基于问题的课堂教学有利于活跃课堂气氛，调动学生的积极性，提高学生的学习兴趣。

3.大部分课件都是顺序执行结构，缺乏操作的灵活性。教学中大部分课件都是按照课前的设计顺序执行的，课堂中不能根据情况灵活调整。

改进办法：在课件的结构上采用模块化思想，变“线性结构”为“非线性结构”，将课件设计成学生学习的资料库，并注意增强课件的交互性及界面的人性化，使课件根据需要随意调整。

三、从培养创新思维的高度探讨制作授课型教学软件的几个问题

1.目标明确，符合教学原则。授课型教学软件的制作要根据课堂教学内容要求及教学对象的特点有明确的目标，课件的结构和表现手法要符合教学原则，符合学生的认知心理，课件制作的关键是抓准基本点，突出重点，讲清难点，围绕这三个“点”进行精心设计。