人工智能技術在教育領域中的應用

姜皓文

摘 要 近年來隨著人工智能快速發展，以圖像識別、語音識別等等技術為主的人工智能技術逐漸走入我們的視野，這些技術不僅極大的改變人類的生活方式，而且也極大的影響了當前的教育行業的發展，本文中我們分析并總結了人工智能技術在教育行業的一些應用現狀。

【關鍵詞】人工智能 教育

1 引言

人工智能作為計算機科學中的一個重要分支，近年來由于其在各個領域廣泛的應用得到了越來越多人的關注。以機器學習、圖像識別、自然語言處理、語音識別等人工智能技術為基礎的人工智能應用逐漸走入我們的生活。例如智能聊天機器人（蘋果Siri語音助手、微軟小冰助手等）、無人駕駛技術等，這些人工智能技術不僅使我們的生活更加便捷和豐富多彩，而且給各個行業帶來很大的影響。其中，教育作為一個知識密集型的行業也逐漸開始步入了智能時代，人工智能極大的驅動當前 “互聯網+教育”的突破式發展。在國務院發布的《“十三五”國家科技創新規劃》中指出：“要在基于大數據分析的類人智能方向取得重要突破”、“并在教育、辦公、醫療等關鍵行業形成示范應用”。近年來，隨著各項人工智能技術的不斷成熟，人工智能技術廣泛應用在早教機器人、智能作業修改、個性化學習規劃等教育領域。

2 人工智能技術的概念

人工智能技術是指以人類智能相關理論的研究為依據，進行相關理論的模擬、延伸、和擴張的一種技術，人工智能也稱機器智能。人工智能作為計算機科學的一個分支，它是一個跨越計算機科學、數據科學、語言學、心理學、感知學和哲學等學科的綜合性學科。人工智能的研究目的是使計算機具備人類智能，令其擁有一定的自主計算、學習與思考的能力，同時可以高效地完成一些較為復雜的任務。人工智能主要包含了計算機視覺、自然語言處理、語音處理以及智能機器人等相關研究領域。

3 人工智能技術在教育領域中的一些應用

3.1 早教機器人

近年來，智能服務機器人已逐漸滲透到人類生活的各個方面，它不僅是最好的人類伙伴和生產工具，甚至已逐漸成為可以信賴的“家庭成員”。隨著當前兒童經濟的盛行，兒童教育行業消費在家庭總體消費中所占的比例在逐漸增大。近年來幼兒教育行業發展迅速，尤其是在人工智能技術的驅動下產生了巨大的變化，智能早教機器人已經取代傳統的電子教育產品成為未來家庭幼兒教育產品的主流，它不僅能夠陪伴孩子，還能引導孩子學習。

目前市場上出現了一些帶有計算機視覺、智能語音控制、環境感知以及增強現實等先進技術的早教機器人。這些技術讓機器人更加的人性化，更加趨于人機交互。例如摩艾客將增強現實技術與英語教材相結合，推出了針對兒童英語早教產品——“魔客涂畫樂”。此外，“小哈”早教機器人通過將增強現實、4D的技術運用到早教課程中，構建了一個虛擬的人物形象，給孩子們增加學習上的趣味性。這些早教機器人可以讓小朋友在學習知識的過程中更加直觀、更加活潑有趣，從而實現真正意義上的寓教于樂。

3.2 個性化學習

因材施教作為教學中一項重要的教學方法，一直以來都被教育學者提倡，但在我國以應試教育為主的大環境下，很難做到根據學生不同的認知水平、自身素質以及學習能力來制定具體的、有針對性的學習方案。隨著人工智能技術的發展和廣泛應用，因材施教的可行性有了很大的提高。人工智能技術可以根據學生的歷史學習數據來預測學生未來的學習表現，并智能化推薦最適合學生的內容，從而高效、顯著地提升學生的學習效果。例如，個性化教育服務初創公司Knewton可以通過其教育平臺為學生提供智能并具有適應性的教育方案。此外，McGraw-Hill公司利用人工智能技術為每個學生創建自適應的學習體驗。例如當學生閱讀材料并回答問題時，系統會根據學生對知識的掌握情況給出適合他們的相關資料。

3.3 拍照搜題

近年來被稱為“學生的救星，作業的克星”等各類搜題軟件，例如國內的猿題庫、學霸君以及作業幫，國外的Volley等。這類軟件主要運用深度學習、圖像識別、光學字符識別等技術來分析照片和文本，用戶使用手機上傳題目照片到云端后，系統在短時間內就可以給出該題目的答案以及解題思路，并顯示學習要點、難點以及先修知識。此外，這類搜題軟件不僅可以識別機打的題目，而且可以支持手寫題目的識別。這種拍照搜題的學習方式不僅提高了學生的學習效率，而且豐富了學生的答疑輔導方式，更極大增強了學生的自主式學習能力。

3.4 智能作業批改

隨著自然語言處理技術以及語義分析技術的不斷進步，自動批改作業已逐漸成為可能。計算機能夠根據自然語言處理技術對文本進行語法糾錯，例如各種英語時態的主謂一致，單復數以及遣詞等，甚至是給出修改意見，這將能夠有效的分擔教師的教學壓力，并且顯著提高教師的教學效率以及學生的學習效率。目前許多教育產品開始嘗試利用人工智能技術來實現這一功能，例如猿輔導公司發布了一款“英語作文智能批改”應用，用戶可以用手機拍攝手寫的英語作文并上傳，系統可以自動識別手寫單詞，自動批改并顯示作文評分，此外應用還會對語法、單詞等錯誤進行批注，該產品具有很高的識別準確率，同時支持全文手寫離線識別。隨著圖像識別技術以及自然語言處理技術的不斷完善，作業自動批改將會變得越來越實用、準確。

4 結論

隨著互聯網教育的興起和人工智能技術的不斷進步，現如今人工智能技術滲透到了教育行業許多領域和方面，除了上述介紹的幾種應用外，人工智能技術還可以用于自動化輔導與答疑、智能測評、智能教育決策等方面。隨著計算機視覺、語音識別、人機交互等技術的不斷提高，未來的人工智能技術必定會給教育行業帶來廣泛而深刻的影響。

參考文獻

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作者單位

江蘇省南通中學 江蘇省南通市 226001