人工智能的教育应用概念现状与发展课件.ppt
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1、人工智能的教育应用 之 研究框架,张剑平浙江师范大学 教育信息技术研究所teacher.zjnu/zjp,人工智能的教育应用 之研究框架,AI教育应用的分类智能教学系统及其发展AI教育及其现状机器人教育与创新能力培养AI的教育应用之研究框架,人工智能教育应用的分类,人工智能的教育应用,什么是“人工智能”,人工智能(Artificial Intelligence: AI)是研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科是计算机科学的一个分支,也是一门交叉和边缘学科人工智能研究处于信息技术发展的前沿,它的研究和应用在一定程度上反映了信息技术的发展方向。教育信息化是教育领域全面、深入地运用IT来促进教
2、育改革的过程,新世纪教育信息化的风起云涌呼唤AI的教育与应用。,AI的教育应用之类型,从应用对象看,“计算机的教育应用”包括(3L):学习计算机 (Learn about computer);用计算机学习(Learn with computer);从计算机学习(Learn from computer)。同理,“AI的教育应用”包括:学习AI(Learn about 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AI学习(Learn with AI) 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AI学习(Learn from AI) 教师把A
3、I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。,智能教学系统及其发展 AI在教育中的主流应用,人工智能的教育应用,智能教学系统及其特征,智能教学系统是借助人工智能技术,让计算机扮演教师的角色实施个别化教学,向不同需求不同特征的学习者传授知识、提供指导的一种适应性学习支持系统。就本质上看,以下系统是相同的:ITS,Intelligent Tutoring System ICAI,Intelligent Computer-Assisted InstructionIIS,Intelligent Instruction SystemAIS,Adaptive Instructi
4、onal Systems 智能教学系统的特征:能了解学生的学习情况能进行有针对性的教学可以用自然语言交互,学生模型教师模型智能接口,ITS系统的组成,教师模型相当于专家系统的推理机,ITS 也称为 教学专家系统,ITS的国际研讨会,ITS国际研讨会的论文主题,ITS实例: ADELE,作者:美国南加利福尼亚大学信息科学学院功能:临床医学诊断的教学由模拟角色、解释引擎、会话管理器三部分组成,可以利用因特网进行远程教学。基于病例的临床诊断: 系统向学生提供某一特殊的医学条件和病例,让学生通过练习和ADELE系统适当的引导来学习临床医学知识。,ADELEAgent for Distance Educ
5、ationLight Edition,ITS实例:ZZ智能教学系统,由中科院张景中院士主持开发的智能教育系列软件,包括初中代数、三角函数、解析几何、立体几何、初中物理、初中化学等多个软件。基本功能:能够进行智能解题、人机交互、自动推理和动态作图。该软件已经通过审定并作为教育部推荐软件列入中小学教材图书目录。,ITS的发展:智能代理,代理(Agent)一种具有智能的实体,它具有自主性、反应性、适应性和社会性等基本特性。教师代理 运用自身的推理机制,在了解学生实际情况的前提下,产生恰当的教学策略。学生代理 充当学习者的学习伙伴或知心朋友,与学习者进行平等的讨论、交流。实现智能化信息服务 可以充分发
6、挥其主动性、智能性和协作性,为用户提供方便简单的信息搜索、处理手段,提高学习者的信息获取、处理能力。,ICAI的发展:知识库系统,任务: 存储记忆全部智能检索所需要的知识,并利用知识库的知识推导出新的知识。基本功能: 能理解自然语言,允许用自然语言提出各种询问。具有较强的联想能力,能根据对需求的大致描述找到有关知识。具有推理能力,能根据存储的知识,演绎出所需的答案。具有较强的知识获取能力,并具有自学功能。 目前的研究侧重于知识检索,即智能数据库系统。目的:提高对网上信息的管理和检索能力热点:数据仓库系统、数据挖掘,ITS的发展趋势,自组织与个性化的信息系统新的人工智能研究趋势 New AI:
7、Toward Self-Organizing and Personalized Information Systems 克劳斯.迈因策尔(德国奥克斯堡大学跨学科信息科学研究所所长)现代社会最能被预见到的特质就是它的不可预见性。 杜德斯达(美国密西根大学前校长),ITS的发展趋势,现代学习理论的应用将现代学习理论用于ITS,可以激发学生的学习兴趣和学习主动性,为学生建构知识提供有效的信息,满足学生个性化学习的需求。智能代理技术的应用智能代理技术是由各种技术支撑着的,许多实用的应用特性的集合,系统正是利用这些特性来扩展并达到能自动执行用户委托任务的目的。自然语言处理技术的应用通过自然语言人机接口更
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