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教育人工智能相关技术
 
更新日期:2020-05-22   来源:人民教育   浏览次数:35   在线投稿
 
 

核心提示:教育人工智能主要研究领域有:专家系统、机器学习、自然语言处理、人工神经网络和机器人等。(一)专家系统专家系统是一类具有专门知识和经验的计算机

 
 教育人工智能主要研究领域有:专家系统、机器学习、自然语言处理、人工神经网络和机器人等。

(一)专家系统

专家系统是一类具有专门知识和经验的计算机智能程序系统,一般采用人工智能中的知识表示和知识推理技术来模拟通常由领域专家才能解决的复杂问题[5]。教育领域中专家系统目前主要应用于智能教学系统中,智能教学系统可以模仿人类教师实现对学生学习行为的监督,根据学生的知识掌握情况、学习过程和学习效果随时调整教学进度和推送学习内容;还可以为教师提供学员学习情况报告,便于教师对学生知识点掌握情况及时进行反馈。

(二)机器学习

机器学习是人工智能中最重要也是最热门的算法之一。目前教育领域中的机器学习研究最热门的主要是预测和聚类。预测就是建立一个模型,通过收集学生的人口特征数据、作业完成情况、课堂学习情况并结合其学历、专业、偏好等信息来对学生会有何种学习表现、是否能顺利完成课程等进行推断。聚类就是分析隐藏在大量数据中的数据之间的内在关系并进行分组合并的过程,目前科研领域应用比较多的文献计量分析软件如Citespace、Vosviewer可以进行关键词共现和聚类分析可以让研究者直观清晰的了解研究领域的研究热点和趋势。

(三)自然语言处理

自然语言处理(NLP,Natural Language Processing),是使用自然语言同计算机进行通讯的技术, 处理语言的目的就是让计算机“理解”自然语言,所以自然语言处理又叫做自然语言理解(NLU ,Natural Language Understanding), 也称为计算语言学(Computational Ling uistics)。在全球语音市场中,谷歌、微软、苹果和科大讯飞等占据了半壁江山,我国的科大讯飞公司在自然语言处理技术,尤其是在中文的理解处理上已经处在全球的领先地位。基于自然语言处理技术的“希赛可”网络智能英语学习系统,该系统可以实现英语教学的实时聊天、拼写和语法检查、听力练习和句子分析,为学习者提供良好的英语学习支持,这也是国内第一次将自然语言处理技术应用到计算机辅助外语教学中。

(四)人工神经网络

人工神经网络就是模拟人脑的神经元之间传输信号的结构和机理,按不同的连接方式建立起来的一种网络。利用人工神经网络技术可以实现对学生的主观题进行判定,通过提取答题的核心特征,得出测评模型,利用测评模型从而实现主观题的自动化评阅。还有在学习平台上加入情感状态判定模块,通过对学生情感信息的收集和识别来定制个性化的学习材料,经过实验证明情感状态判定模块的应用可以极大的提高学生的成绩。

(五)机器人

我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度协同性的自动化机器。”。教育机器人在STEM(科学、技术、工程和数学教育总称)教育中目前已经取得了较多的成功案例。Kim C M通过研究表明教育机器人的应用可以极大提高学生的参与度,学生的创新创造能力得到了很好的提升。目前我国智能机器人教育中“乐高机器人”、“能力风暴”等开发出与可视化、模块化的编程环境,让学生在学习编程思想的同时充分发挥学生的创造力创造富有创意的作品。
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