文档介绍：人工智能在教育中的应用
广西师范大学教育技术学系
李红波
lihb62@
内容提要
人工智能概述
1
人工智能在教育中应用的类型
2
人工智能在教育中的具体应用
3
人工智能知识普及
机器人教育
教学设计自动化技术
智能教学系统及其发展
人工智能在教育中的应用
人工智能概述
人工智能概念
智能
一般认为,智能是指个体对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜的综合能力。其包括感知能力、思维能力、行为能力。
一点通:当我们的感觉器官感受到外界的信息刺激之后,能够通过大脑进行记忆、联想、分析、判断等一系列思维活动,其结果就是做出一种决策,最后再通过我们的具体行动,把这一决策体现出来。因此人类智能的基本原理可以表示为:
感觉分析判断决策行动
人工智能在教育中的应用
人工智能(AI)
是一门研究如何使人工装置(如计算机、智能机器人等)
去模仿、延伸、拓展人类智能的学科。它是在电子学、计算
机、自动控制论、信息论、系统论、生理学、心理学、仿生
学、语言学、哲学等多种学科的发展基础上诞生的。
人工智能的基本原理可以简要地概括如下:
外界信息传感系统主控系统运动动力系统
信息转换
分析、下达命令
人工智能在教育中的应用
人工智能研究的范围
专家系统
这类系统能向用户提供指定学科领域中专家们的结论,其发展关键在于如何表示和运用这些学科的人类专家们所拥有的知识。专家系统是人工智能领城的一个重要分支,它的研究能对人工智能的应用产生巨大的影响。
自然语言处理
研究用电子计算机模拟人的语言交际过程,使计算机能理解和运用人类社会的自然语言如汉语、英语等,实现人机之间的自然语言通信,以代替人的部分脑力劳动,包括查询资料、解答问题、摘录文献、汇编资料以及一切有关自然语言信息的加工处理。
人工智能在教育中的应用
定理证明
定理证明的问题在理论上已解决,但由于计算机空间和时间的限制,一般的证明方法效率太低,往往达不到预期的效果。这就需要根据人的知识和人所具有的灵活性来提高效率,这在某种程度上已经实现。
机器人学
机器人的研制是人工智能的一个重要领域,主要解决规划动作序列。目前已有许多机器人投入应用,主要用于深海、高温、有毒等恶劣的工作环境。
人工智能在教育中的应用
自动程序设计
自动程序设计就是要解决由计算机来编写程序,人们只需告诉计算机想要做什么,并最终由计算机设计产生。
此外人工智能的研究领域还有还有感知问题、组合调度问题、从数据库中进行智能检索的问题、对策论问题等等。
人工智能在教育中的应用
人工智能在教育中的应用类型
学习人工智能(AI)
把AI作为学习对象,内容包括AI的基础知识、基本技能及
其对社会的影响等。
用人工智能(AI)学习
学生把AI技术与工具作为学习工具,主要包括用AI来处理
信息。
从人工智能(AI)学习
教师把AI作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、辅助备课、管理教学等工作。
人工智能在教育中的应用
人工智能在教育中的具体应用
人工智能基本知识普及
2003年,教育部颁布的高中信息技术课程标准中,将人工智能列为选修课程。
开设“人工智能模块初步”设置的意义
首先,高中课程改革强调要适应时代发展需要,人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一,将其纳入课程体系能体现时代性特征。
其次,现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次:结构化问题,是能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;非结构化问题难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;半结构化问题则介于上述两者之间。将人工智能课程引入到我国现行的教育中,可以让学生在
了解人工智能基本语言特征、理解智能化问题求解的基本策略过程中,体验、认识人工智能技术的同时获得对非结构化、半结构化问题解决过程的了解,从而使学生了解计算机解决问题方法的多样性,培养学生的多种思维方式,更好的解决现实问题。
人工智能在教育中的应用
总体目标定位
了解信息技术发展的前沿
体验若干典型人工智能技术的应用
感受人工智能对学习和生活的影响
激发对信息技术未来的追求
内容标准
基本概念
能描述人工智能的概念与基本特点
知识极其表达
列举人工智能的主要应用领域,掌握知识的概念、知识表达的基本方法
推理与专家系统
演示或使用简单的产生式专家系统软件,知道专家系统正向、反向推理
的基本原理,学会使用一个简易的专家系统外壳
人工智能语言与问题求解
学会使用一种人工智能语言求解简单问题,了解状态空间的概念与方法,了解用盲目搜索技术进行搜索,知道启发式搜索
人工智能在教育中的应用