人工智能视域下的信息化学习

王颖 徐海川 韩仲华 蒋斌 齐雯佳

【摘要】    面对人工智能带来的新的机遇和挑战，如何在人工智能视域下的信息化学习成为了社会各界关注的热点和难点，本文主要根据人工智能的发展，从人工智能如何助力信息化学习，如何实现智慧教育和构建智慧校园展开深入的讨论，并提出人工智能在信息化中学习亟需解决的问题。

【关键词】    人工智能    信息化学习    智慧教育

一、人工智能的涵义

所谓的人工智能其实是一门学科，其主要的目标与人类智慧的奥秘有关，积极的进行探索和理解，尽可能通过机器人实现这种理解，进而创造人工智能机器，且具有智能水平的，使其人类遇到的各种问题能得到解决。可见，在人工智能研究能方面，人类智慧是研究圆形。人工智能研究的目的通过机器人来揭示人类智能并模拟实现，进而制造智能机器。基于此，人工智能的理论研究实现人类智能模拟作为主要的核心问题。

从学科的视角来看，人工智能属于计算机学科中对智能及其进行研究、设计和应用的部分。主要是对机器进行研究，使其能够对人脑的行为进行模拟和执行，并将相关理论技术进行不断的开发。人工智能机器的制造，其主要功能是能够对相关事情进行判断、推理、证明、思考、规划等，将人脑的功能进行模拟。人工智能主要主要分为强弱人工智能两个层次，其中弱人工智能主要对记忆进行储存以及传感，只能在特定的领域进行工作;强人工智能能够进行认知学习以及决策执行，在众多领域都能够进行应用，将人的意识、思维以及情感进行有效的学习。

二、人工智能理论的发展

人工智能的发展经历过四次大浪潮，第一次浪潮为20世纪50至60年代，在1956年美国达特茅斯会议上约翰.麦卡锡提出了确立人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）这个词，开创人工智能研究领域。这一时期的研究重点是符号推理与机器推理--即计算智能时代。

人工智能的第二次浪潮为1976年至1986年，这一时期数据采集等方面加速发展，出现了语音识别、机器视觉理论及日本第五代计算机—即感知智能时代。

人工智能的第三次浪潮为2006年开始，标志是欣顿（ Hinton） 提出的深度学习技术及Im-ageNet竞赛中图像识别技术的突破，美国和欧盟各国将人类大脑神经活动展开深入研究，以及中国《新一代人工智能发展规划》的制定，使得新一代人工智能-认知智能时代受到广泛关注。

人工智能的第四次浪潮为2016年AlphaGO战胜人类围棋冠军之后，各大科研机构、高校纷纷开展了更深层次的AI研究，开启了AI第四阶段的高速发展。世界范围内这四代技术的发展，是建立在计算机智能基础之上进行展开的，二者之间具有强大的关联性，计算智能与感知智能，都是人工智能快速发展的基本保障。

三、人工智能如何助力信息化学习

随着人工智能不断的发展。在2017年“两会”中，其政府工作报告上，将人工智能首次加入其中，将人工智能发展上升为国家战略。人工智能如何引领各行各业发展趋势？

2017年7月8日，我国国务院正式颁布《新一代人工智能发展规划的通知》。该通知明确提出智能教育的概念，并指出：未来要利用智能技术加快推动教学模式、教学方法改革， 构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系;要开展智能校园建设，推动人工智能在校园系统、管理、平台建设等全流程应用;要开发基于大数据智能的在线学习教育平台，实现学校实体和虚拟学习空间更深度的融合;要建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，真正深入教育的根本，实现日常教育和终身教育的定制化。

3.1实现的智慧教育的必要性

智慧教育是以物联网，大数据等信息技术为依托，创造智慧教学环境，转换教育方法，内容与手段，注重教育网络化，个性化和智能化的一种新型教育模式。智慧教育的实行能够将学生的学习体验进行有效的提升，将相关教学设备进行不断的优化，使得教学效率得到有效提升，在教育行业未来的发展中，将成为主流趋势。它不是简单的数字化，强调的是信息技术推动教育教学模式和方法的变革，改变思维模式，最终培养出创新型、智慧型人才。教育智慧化是教育行业发展的必然趋势。

对于具有较高信息素养的教师来说，要清楚教育朝着信息化方向发展，担负起这种使命。意识到以往传统的教育模式已经不能适应时代的发展，结合时代发展背景下，对教育行业的需求具有清晰的认知，认知到传统教育模式与新型教育模式之间的差异。充分利用网络积极进行学习，学习先进的方法和技术，积极进行创造，针对教育教学中存在的问题通过“互联网”“大数据+”方法进行解决，并善于提炼和推广，在教学模式创新的过程中，能够围绕信息化教学规律进行开展，促进教育信息化的快速发展。

同时对学生来说，人工智能下的信息化学习可以预测学生的喜好，对学生提供个性化的学习支持，让學习者自主选择，通过提供不同形式的智能服务，让学习者对学习逐渐产生兴趣，进而调动学习者的积极性。

且针对学习者的学习行为，通过智能评分系统和学习障碍诊断以及问题解决能力测评进行跟踪和记录，针对学习者心理素质和问题解决能力以及学习障碍，进行分析和总结。当学习者操作完之后，能有效的评价学习者的学习结果，并提供一定建议，帮助学习者在现有的学习方法基础之上，积极进行调整。

3.2实现的智慧校园的构建

正如我们国家正在着力打造“智慧城市”一样，建设“智慧校园”也同样势在必行。“智慧校园”利用大数据技术、云计算技术、物联网技术、移动互联等技术，使得“教与学”更加智慧化，将教学、科研、管理及校园生活有机的融合。但是在建设“智慧校园”的过程中，也存在着已有传统的教育体制与新技术的融合问题和新技术本身的发展问题。

人工智能下的教育不仅影响着传统课堂教学组织形式，人工智能下的教育能突破以往传统课堂教学存在的不足之处，让教师的教学习惯发生改变。在现实与虚拟深度融合的教学环境中，从教师的角度上来看，不仅要具备基本的教学能力，还需要具备混合教学实施的能力，进而为学生采取多样化的教学模式，促进学生自主学习。

“智慧校园”建设正处于应用和信息集成阶段。其中的物联网技术提供具有广域的、可进行信息互换的互联网络—即人与人、人与物、物与物之间的数据环境，也拥有广泛认知、共享、智能的信息交换以及通信功能。

云计算为“智慧校园”提供了一种新型的计算机网络技术平台，将计算分布在大量计算机节点上，使校园网络按需享受了“云”的超强计算处理能力、智能的数据处理技术，实现了教育资源的开放与共享。在云时代，学习者可以定制个性化的网络学习，实现“因人施教”，同时拥有更大的思考空间和学习自由度。

四、实现人工智能在信息化中学习亟需解决的问题

4.1硬件基础改变是先决条件

目前很多学校的信息化建设和计算机房都是可以满足课程的教学任务，但是“智慧校园”还处于建设发展阶段，校园的基础设施、系统和平台都有很大的提升空间，需要加强硬件基础设施的更新迭代、资金的注入，尤其是人工智能技术的快速发展对现代教育产生巨大的变革，这些都推动了信息化学习的快速发展。

4.2人机合作中实现良性互动

现在的教与学面临的主要问题是有些学生的主动性不强，对传统的学习方法和长时间单一式的教学产生抵触，老师的传授模式也是基于传统。所以我们要首先立足于人工智能这一先进技术，激发学生的主观能动性，实现自主高效地学习，同时将老师从传统的教学模式中解脱出来，形成一种新型的教学模式，实现人机的良性互动。其次应当降低信息化的使用门槛，将技术简易化操作，使教师和学生均能普遍应用新技术。只有老师认为人工智能真的提高了教学效率，弥补了传统教育短板，才会接受技术，学生获得了实现自主学习的最佳途径，才能真正提高老师和学生的使用意愿。师生在此基础上进行有效的数据积累，才能使我们的系统更加优化，形成良性循环。

4.3 实现人机的不断融合创新

首先，我们在实现人机互动的基础上，还要充分依托于发挥教师的教学经验，因为任何一种机器人系统都会存在某种无法跨越的自动化障碍， 像主观能动性、情感态度、价值观等教育问题而言，机器并不能具备人类教师那样的自然情感来判断学生的状态，将这些感情传递， 这样就必须要人类的参与才可能完成期望的任务，所以人机的不断融合显得尤为重要。

其次，人工智能在大数据分析下，针对学生学习的实际动态，能有效的掌握，准确的诊断学生学习薄弱之处，为学生们提供正确合适的学习方法，对于这种措施进行分析，提高了学习效率，并可以进行效果的实施反馈，是极大的教学进步。所以我们要致力于把教和学的行为，教学和管理的行为更好地融在一起，并进行不断创新，这将具有非凡的现实意义。

五、结束语

人工智能视域下的信息化学习，不论是发达国家还是发展中国家，在现在的社会形势下都显得尤为重要，如果人工智能一旦渗入教育，我们要清楚人工智能给教育带来一定发变化，这给教师和学生带来新的挑战。科技工作者应发扬我们民族精神中富有系统思维和辩证思维的优势，在人类智能和人工智能研究中，一定要注重应用型研究，尤其是应用机器人和人机对接，还要注重理论课题研究，特别是在深度学习和超脑计算等方面，并加强自主和源頭创新意识的理论研究，并在人类智能和人工智能基础学习理论研究中实施，坚定信心并积极投入到教育学习领域中，只有持之以恒才能实现真正的自主学习。

参考文献

1. 刘德建， 杜静，姜男，黄荣。人工智能融入学校教育的发展趋势，开放教育研究，2018年8月

2. 塔卫刚， 张际平。我国学习空间研究的进展与前瞻--兼论“人工智能+教育”视域下学习空间未来发展，JOURNAL OF DISTANCE EDUCATION，2018

3. 董文娟，黄尧。人工智能背景下职业教育变革及模式建构，中国电化教育，2019.7

4. 张坤颖，张家年。人工智能教育应用与研究中的新区、误区、盲区与禁区，远程教育杂志，2015

5. 刘怡萱，陶奕芹，贾雪彬，王运武。新一代人工智能技术在智慧校园建设中的应用研究，理论与探索，2018

参  考  文  献

[1]刘德建， 杜静，姜男，黄荣.人工智能融入学校教育的发展趋势[J].开放教育研究，2018年8月.

[2]塔卫刚， 张际平.我国学习空间研究的进展与前瞻--兼论“人工智能+教育”视域下学习空间未来发展，JOURNAL OF DISTANCE EDUCATION，2018.

[3]董文娟，黄 尧.人工智能背景下职业教育变革及模式建构，中国电化教育，2019.7.

[4]张坤颖，张家年.人工智能教育应用与研究中的新区、误区、盲区与禁区[J].远程教育杂志，2015.

[5]刘怡萱，陶奕芹，贾雪彬，王运武.新一代人工智能技术在智慧校园建设中的应用研究[J].理论与探索，2018.