以學生角度研究人工智能中的計算機輔助教學作用

劉迪航

摘 要：作為現(xiàn)階段世界級的研究熱點，人工智能一直在被視為人類智慧的高級表現(xiàn)形式，一直被廣為關注。隨著人工智能的不斷發(fā)展，計算機的輔助教學功能也在人工智能發(fā)展領域得到了一定程度的體現(xiàn)，計算機的輔助教學功能不僅改善了以前傳統(tǒng)的CAI中存在的較多弱點，同樣也使得教學效果與教學效率得到了質的飛躍。本文研究重點放在計算機對于人工智能領域的輔助教學的體系建設方面與計算機的分析研究作用，以此作為基礎構建出一個相對完整的理論構架。

關鍵詞：人工智能 計算機輔助教學 理論構架

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2018）12-0-01

一、CAI與AI概念

計算機輔助教學（英文簡稱CAI，Computer Assisted Instruction）是一種新型的教學方式，該教學方式以計算機進行對于傳統(tǒng)教師職能的替代，改變原有的學生教師關系為學生計算機交互關系以達成教學目的。在1959年美國的軟件商構建出首個CAI系統(tǒng)教學體制，從此之后，形成了一套相對健全的CAI產業(yè)，并且這套產業(yè)一直延續(xù)到現(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)了部分問題。首先是無法進行差別性學習，對于學生來說不同學生的學習能力和學習進度是不同的，CAI使用的是相同的教學方式與教學目標，使得學生無法受到個性化的教育；其次是CAI教學相對而言方式單一，變通較小，使得CAI發(fā)展無法受到創(chuàng)新型的改變，因此AI應運而生。

在計算機科學不斷發(fā)展過程中，人工智能技術（英文簡稱AI，Artificial Intelligence）在很大程度上得到了發(fā)展，也逐漸走向了成熟，將AI技術與CAI技術相融合使得CAI系統(tǒng)能夠對于學生學習進行個性化處理，對于教學內容進行差別化教學，對于學習方式能夠具有較強目的性的分類，這就使得計算機技術科學發(fā)展到了一個新興的領域，也就是個性化計算機輔助教學領域，這就使得整體計算機教學能力得到了質的提升，效率得到了質的改變，使得學生學習能力能夠得到提高，學生的綜合素養(yǎng)得到相應的培養(yǎng)。

二、AI與CAI融合的實現(xiàn)

在目前已知的計算機課程教學的CAI中，進行對于AI的融合形成新型的ICAI技術，既有AI的目的識別性也有CAI的教學系統(tǒng)性，ICAI的實現(xiàn)需要多個方面，首先就是模塊的架構：

1.模塊架構

（1）儲存模塊：CAI具備極強的儲備功能，能夠對于教學的專業(yè)知識進行全方面的傳授，并且能夠產生相應問題進行對于學習者的提問，對于受ICAI學習的學生來說，豐富的知識儲備度，能夠讓學生的好奇心得以發(fā)揮，能夠更好的促進人機交互，讓學習流程更加流暢；

（2）學生模塊：ICAI通過個性化分析與識別功能，可以對于學習者的學習能力進行一個全方位的了解與分析，同時能夠根據(jù)學生不同程度的學習能力與知識水平進行個性化教學，提出更符合學生提升能力的問題，降低傳授知識與學生能力不匹配的現(xiàn)象發(fā)生；

（3）判斷模塊：ICAI能夠對于學生學習能力進行判斷，從學生反應交互，學生對于提出問題的回答情況，學生對于學習的投入情況等進行分析，從而判斷出學生的目前能力，從而進行精準化學習。被判斷屬于學生學習中相對重要的部分，ICAI的判斷模塊能力可以讓系統(tǒng)提升診斷的精確與排錯的方式方法，系統(tǒng)化的提出學習任務，對于學生的回答進行各種方向的解讀，對于學生來，尤其是高中生等學習任務重的學生來說，ICAI的判斷模塊能夠讓學生更快的了解自己學習中的缺陷部分并且可以集中性的反復試錯。

（4）人機接口：作為學生與計算機交互的重要媒介，ICAI能夠在很大程度上降低人機接口難度，提升交互的便攜度，目前比較方便的交互方式就是將圖像與文字相結合的處理方式，這樣會讓學生與計算機交互更為直觀方便，更加形象也會變得更為生動。

2.核心技術

ICAI的核心技術在于認知型的學習模式，該模式分為兩種學習方式，分別是覆蓋型學習模式以及偏差型學習模式。

覆蓋型學習模式是將學習者的已知知識與未知知識進行清楚的劃分，對于學生的未知知識進行集中處理，分為多個子集進行架構分析，對于學生的錯誤觀念進行集中改正，對于學生多次犯下的技術性錯誤進行精準化多次教學。

偏差型學習模式是與覆蓋型知識相反的，偏差型學習模式不注重于學生已有知識，集中對于學生錯誤知識進行多次反復提出，學生已知知識并不在一個子集內部，而是放在整個學習構架中進行學習，引導學生自發(fā)性的了解未知知識。

對于這兩種學習模式，相應的教學內容也會因此而進行差異化的改變，在教學過程中，通過對于學生的認知程度與學習成果進行集中分析與探究，采用并行方式進行程序調試。同時在核心工作的線程過程中進行同等操作，讓學習目標進行對于并行運行的恢復喚醒工作，使得目標進程能夠被學習者所交互運行，當進程被終止后，就表示該段學習內容已經(jīng)結束，進行下一個進程的調試與喚醒。

三、結論

本文以學生角度研究人工智能中的計算機輔助教學作用，將原有的CAI技術與現(xiàn)階段AI和CAI融合的ICAI技術進行比較分析，找出CAI原有的弊端和ICAI存在的優(yōu)勢與存在價值，本文從系統(tǒng)入手進行分析，對于多處理器的操作技術進行集中探討解決方案與存在問題，將并行類別的程序進行統(tǒng)一調試與檢查。

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