人工智能技術在教育教學中的應用與實踐研究

黃榮翠 于國龍 黃敏杰 聶小雙 張應奎

摘要：隨著教育制度的不斷發(fā)展與成熟，傳統(tǒng)教學模式的弊端日益顯現。本文以EEG監(jiān)測技術為例，針對傳統(tǒng)教學中存在的問題，提出人工智能技術在教育教學中的應用與實踐研究。通過EEG注意力監(jiān)測技術在教育教學中的引入、應用及發(fā)展，使教學方案得到有效的改進，教學質量得到大幅度提升，為高校的教學改進提供新思路與新方法，解決現階段存在的問題。

關鍵詞：人工智能; EEG注意力監(jiān)測;教育教學

中圖分類號：G304? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0201-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application and Practice of Artificial Intelligence Technology in Education and Teaching---EEG Attention Monitoring Technology as an Example

HUANG Rong-cui ， Yu Guo-long ， HUANG Min-jie ， NIE Xiao-shuang ， ZHANG Ying-kui

（Guizhou Normal University， School of Mathematics and Big Data， Guiyang 550018， China）

Abstract：With the continuous development and maturity of the education system， The drawbacks of the traditional teaching model are increasingly apparent. This article takes EEG monitoring technology as an example，For the problems in traditional teaching，The application and practice of artificial intelligence technology in education and teaching are proposed. Through the introduction， application and development of EEG attention monitoring technology in education and teaching， Make effective improvements in the teaching program， The quality of teaching has been greatly improved，Providing new ideas and new methods for the improvement of teaching in colleges and universities Solve the problems at this stage.

Key words： artificial intelligence; EEG attention monitoring; education and teaching

近年來，隨著教育信息化與數字化發(fā)展的不斷深入與可穿戴設備的興起[1]，為教育鄰域開辟了一條全新的發(fā)展道路。教育部門出臺的關于將軟硬件資源投放到教學改革中的政策，有效地推動了各院校改進教學改革方案的進程。目前，智能化技術逐漸被大眾所接受，在日常生活中，用智能化技術的產品已然成為當前潮流。EEG注意力檢測技術作為智能化技術之一，有著極其重要的地位。當前對腦電信號的采集與應用，已經從臨床醫(yī)學的研究轉向各個鄰域，如教育教學方面，通過EEG注意力監(jiān)測技術分析、記錄學生的腦信號，以幫助學生提高注意力，幫助教師提升課堂教學品質。人工智能技術在教育教學中的應用于實踐研究的提出，對解決教育教學中多種實際問題意義重大。

1存在的問題

1.1師生之間交流缺乏

在應用智能教學設備的同時，學生常通過自我學習、自我考察等方式掌握知識，遇到問題無法及時發(fā)現并反饋給老師;老師授課后，難以準確獲得教學方案的實施效果，即授課過程中，老師無法精確觀測學生是否注意力集中，課后無法知曉教學方案是否奏效。師生之間缺乏互動交流，導致教學過程封閉化。

1.2 教育教學智能化薄弱

現階段使用的智能教學設備輔助系統(tǒng)無法對學生個人學習情況作出正確評估，在學生使用系統(tǒng)進行學習的過程中，系統(tǒng)無法對學習內容有針對性的監(jiān)測與評價，導致學生在反復學習的過程中投入不少時間和精力，卻得不到相應的結果。而且，傳統(tǒng)的教學系統(tǒng)無法將學生的學習效果和情況及時準確地反饋給教師，導致教師難以找到學生的難點學習內容，不能給予多種類的教學方法，具有一定的局限性。

2主要研究內容

2.1技術引進，融入EEG注意力監(jiān)測技術，監(jiān)測教學情況

現階段教學模式下，由于師生之間交流互動的缺乏及教學智能化的局限性，學生遇見問題無法及時發(fā)現并反饋給老師;老師也難以從相關智能教學系統(tǒng)中獲取學生詳細的學習狀況，無法準確地獲得教學方案的實施效果。為此，在教育教學中引入EEG注意力監(jiān)測技術，結合人工智能技術與教育教學解決問題。傳統(tǒng)教學模式下，教師知曉學生注意力情況的方法單一且結果不準確，而EEG可穿戴系統(tǒng)則是利用EEG注意力監(jiān)測技術的原理，通過腦電傳感設備感應被測學生的腦波頻率譜、腦電信號質量、原始腦電波，采集學生的眨眼頻率、放松度及認真程度，隨后所得的結果參數將由無線傳感設備收集并發(fā)出，這些預處理數據即可用于反映的該學生的注意力集中情況。

2.2效果反饋，利用微信平臺反映注意力監(jiān)測情況，調整教學方案

隨著互聯網時代的到來與科技的不斷創(chuàng)新發(fā)展，語言處理、人臉識別、虛擬技術等智能技術得到了廣泛應用與發(fā)展，智能科技設備在日常生活中早已屢見不鮮，卻時刻改變著人們的生活方式。微信作為通信娛樂軟件，在人們的生活中得到了廣泛使用。因此，可利用微信平臺將處理分析后的數據發(fā)布，學生在平臺查詢自己的注意力集中情況數據的同時，還可通過數據對比、圖表顯示知道自己的專注度變化情況，從而實現自我改進。在教師應用于輔助學生學習上，EEG注意力監(jiān)測技術能夠在改變傳統(tǒng)學習方式，保證教學方案的合理性與有效性的同時，幫助教師準確選擇教學重點和難點，正確區(qū)分學生之間的差異，并且提出解決方案。

2.3主要研究思路

2.4工作流程圖

3結 語

隨著社會科技技術的飛速發(fā)展，人工智能已經成為人們日常生活中密不可分的一部分。進入 21 世紀以后，人工智能技術在自動化輔導、智能答疑、準確評測等教育方面的水平空前提升，教育模式與教學手段得到不斷改進與創(chuàng)新。人工智能輔助教學系統(tǒng)技術的不斷提高，不僅解決了傳統(tǒng)教育存在的弊端，促進了人才培養(yǎng)方案的發(fā)展，也為將來教育教學領域的不斷改革帶來廣泛而深刻的影響。

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【通聯編輯：唐一東】