人工智能技術輔助在線教學研究

陳亦欣 肖鋒 胡曦

關鍵詞：在線課程;人工智能;輔助教學

1.人工智能與在線教學概述

計算機、互聯網以及人工智能技術近年來飛速發展，同時在線課程也逐漸興起。在線教學的在線性決定了它與傳統課堂教學有很多區別，這種形式能讓學生打破時間和空間的限制，隨時隨地進行學習;同時教師能夠不受課堂環境的限制，更加自由的進行教學。在線課程作為一種較為新興的教學方式，離不開計算機技術和網絡技術的輔助，實際上近年來興起的人工智能技術更加能夠輔助在線教學。

2.人工智能與在線教學特點

人工智能是一種迅速發展的計算機技術，它影響著我們生活的方方面面。據預測，人工智能將導致包括醫學在內的許多專業領域的實踐發生根本性的變化。人工智能最重要的進步之一涉及數字成像和圖像識別。因此，在數字化程度最高的醫學領域工作的放射科醫生需要熟悉這種快速發展的技術。“人工智能”、“機器學習”和“深度學習”是一些容易在高級計算機算法中互換使用的術語，但它們的含義各不相同。最初人工智能被認為在可預見的未來可能對醫學領域產生影響，大部分探討基于這項技術如何對醫學領域有益。而今它擴展到各行各業以及各個領域。許多機構對在線教學的教師發展采用“一刀切”的方法，這不能滿足教師的需求，因為教師在在線教學中往往具有不同水平的經驗、技能和自我效能。為了解決這些問題，一些在線教學能夠進行自我評估。一些工具根據在線教學能力所需的關鍵屬性和技能開發，包括三個方面：在線教學經驗和態度、學習管理系統能力和技術獲取。自我評估通過一個基于網絡的調查工具分發給那些被確定要開發新的在線課程的教師。個人的成果被用來創建個性化的專業開發框架（研討會、研究所、視頻和咨詢）和及時的資源，以支持教師的開發過程許多學校依然采用傳統教學模式，該模式存在許多缺陷，如授課形式單一化，不夠豐富生動，學生與教師之間缺乏溝通平臺，已不滿足學校的教學需求。引入在線教學系統可解決現有缺陷，并可與傳統教學模式互為補充，大大提升教學質量的目的。基于此，推進教學的信息化建設成為了未來的發展趨勢。

3.實現方式

3.1智能代理

Intelligent Agent被稱為智能代理技術，它具有高度智能性和自主學習性。該技術是由一種名為自含式軟件的程序構成，該程序執行時能利用儲存在知識庫里的信息完成任務。智能代理之間相輔相成共同執行復雜任務，通過交流他們能實現單個智能代理所不能實現的功能;智能代理根據系統定義的規則，自主指定、調整和執行工作計劃，主動地通過智能化代理服務器代理用戶完成某項任務，并能推測用戶的意圖; 具有通過學習而獲得知識、從經驗中不斷積累、提高處理問題的能力。智能代理集智能性和自主執行性等特性于一身，可以同時以學習者、教學者、管理者、監控者、評價者等身份出現，為互聯網上的教學活動設計和實施提供可靠的技術支持，又可為學習者提供個性化的學習環境和資源。

3.2學生代理

個性化的學生代理能夠根據學習者的學習需求在線獲取各種信息。以往的學習系統能夠提供各種零散的材料，但學習者必須靠自己逐個查閱從中獲得有意義的材料。學生代理不僅能夠獲取、編輯整理零散的信息，還可以進一步向學習者推薦他們感興趣的材料。學習者代理還可以通過一些數據發現學習者的個性特征、學習習慣等個人數據，并將這些數據信息反饋給教師代理或管理者代理，協助他們通過改進策略提高學生的學習成績。例如，學習者初次進入系統，可以選擇自己感興趣的或是教師規定的學習內容。據此，學生代理將會根據指令自動搜索匹配的各類學習材料，并將其按照一定的邏輯、類別、難易程度等分類整理并推送給學習者。自此學習者進行的一系列學習行為都會被代理記錄下來，生成有關學習者的學習層次、學習時間、學習路徑等一系列個性化的學習數據。當學習者再次登陸時，代理將會根據上次的學習數據推薦學習者可能感興趣的學習材料。

3.3 教師代理

教師代理可以在學習者發出請求幫助時提供操作幫助。當學習者在不熟悉在線學習環境的情況下搜索其感興趣的資料時總會遇到問題。這時教師代理會給予他們操作方法上的幫助，化解因技術問題導致的學習焦慮或恐懼，這點對于保持那些剛開始接觸在線智能學習系統的學生的學習積極性和興趣很關鍵。在實際教學環節，教師代理可以根據課程的教學目標和學生的學習信息自主為學生制定恰當的學習目標、學習策略、學習內容和相關測驗，并全程對學生的學習情況進行控制監督與學生代理類似，在教學過程中學生的學習成績、進度等數據將被完整收集記錄下來，形成學生個人的模型數據庫。并且教師代理根據學生的知識掌握情況可通過教學策略和自身的推理機制對教學過程遇到的問題自動求解、智能指導。

4.結語

基于分析和教學試用，我們認為人工智能對在線課程和在線教學有極大的輔助作用，能夠產生課堂上無法達到的效果。學生完全可以直接使用人工智能輔助在線教學進行課程的完整學習，教師也能夠使用該種方式實施完整的教學。同時，如果在不排除課堂教學的情況下，人工智能輔助在線教學也能夠給課堂教學提供巨大的幫助和補充。

參考文獻：

[1]楊斌，黃成. 超越在線課程：疫情之下高校在線教育的突破[J].中國高等教育，2020（8）：25-27.

本課題得到江漢大學教研項目“基于移動學習的第二課堂教學模式研究”（項目編號JyQ2020025）的支持