1、1人工智能在中学辅助教育中的应用前景探索摘 要人工智能是计算机科学的分支，随着近年来的蓬勃发展已给各行各业带来具有深远意义的影响。文章分析了中学教育的现状和存在的问题，探索了人工智能在中学辅助教育中的一个应用，介绍了智能辅助教育系统的作用、特征、优势，并对市场前景做出了预测。 关键词人工智能；中学辅助教育；教育资源 DOI10.13939/ki.zgsc.2016.36.197 1 中学教育现状 教育乃立国之本，而中学教育乃是重中之重。一方面，中学生处于青春的成长期，各项综合素质逐渐完善中，中学教育意义和责任重大；另一方面，中学教育仍然是应试教育为主，仍然需要面对千军万马过独木桥的“中考” “
2、高考” ，中学教育很大程度左右了学生的未来。 目前的中学教育资源，分为公共教育资源公办/民办学校教育，和社会教育资源私人家教、补习班等，有如下两个特点。 1.1 学生得到的公共教育资源不足 学校班级结构的构成是：一名班主任教师，多名科任教师。在大多数学校中，无论是班主任教师，还是科任教师，均会承担其他班级的教学任务。可以看出，教师资源是非常有限的，加上“中考” “高考”的上线压力，教师往往会将有限的精力分散关注在所有的学生上，每个学生得到的公共教育资源并不多。 21.2 学生获取的社会教育资源不公 学生若在学校无法获取更多的教育资源，将不得不转向社会教育资源去求助。据统计，学生参与社会教育资源
3、的成本在 200 元/小时，学习费用成本过高，进一步造成普通学生的社会教育资源也无法获取。 本文要探讨的，正是通过人工智能这一现代信息化技术，构建智能辅助学习系统，使中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。 2 智能辅助学习 2.1 人工智能简介 人工智能（Artificial Intelligence）是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，能够对人的意识、思维等信息过程进行模拟。随着计算机科学技术的发展，特别是近年来大数据技术的成功应用，人工智能在越来越多的行业展现出蓬勃的冲击力。以谷歌围棋机器人“阿尔法” 、微软助理机器人“小娜”等为代表的虚拟智能机器
4、人，能像人那样思考，也具备超过常人的智能。 在国内，人工智能在教育领域的理论研究和教学实践表现得越来越活跃，尽管人工智能并不是为教育专门研发的，但是人工智能的不断发展，使得其在教育中的应用也越来越广泛，教育的智能化一直是教育界和教育技术领域的理想和目标。 2.2 智能辅助学习系统 智能辅助学习系统，其表现形式是能够为每个学生，配备一个虚拟教师。学生能够通过电子设备（如手机、计算机） ，与虚拟教师进行交流对话，咨询虚拟教师各学科的问题，并得到有效的学习辅助。 3该智能辅助学习系统，具备以下几个特征。 2.2.1 虚拟教师跨学科能力 与传统的教师专一某一学科不同，虚拟教师并没有学科边界划分。只要学
5、习系统研发出某一学科的学习算法，该虚拟教师就能够获取该门学科的能力。 2.2.2 虚拟教师深度自学习 虚拟教师的“智能”来源于三方面。一是学生基本信息档案，该档案涵盖了从小学教育开始的学科成绩、综合能力、爱好特长等，虚拟教师得到学生的人物画像。二是虚拟教师对学生的自学习，每一次双方的沟通交流，虚拟教师都能够不断更新发展学生的画像。三是虚拟教师对学校课堂内容的自学习，虚拟教师并不是独立于学校教育存在的，而是作为学习教育资源的一个补充，虚拟教师能够掌握课堂进展、作业部署、考试动态等信息。 2.2.3 接近自然语义的沟通 学生与虚拟教师之间，可以通过自然语义的语音和文字进行沟通，如 “今天数学作业第
6、 2 题不会” “荷塘月色全文中心思想是什么”“Lets start a conversation”等。其他计算辅助手段为补充，如上传某道数学题图片，虚拟教师通过图形识别匹配，给出该题的解题思路和讲解。 2.3 优势分析 智能辅助学习系统，有三大核心优势。 一是“即学即问” ，相比目前的学校教育和社会教育，学生在学习遇4到困难时，只有有限的时间与教师交流，在智能辅助学习系统中学生将不受空间、时间限制，随时随地可以与虚拟教师互动，获取充足的教育资源。 二是“定制教学” ，相比目前的教育形式，课堂上教师与学生是一对多的关系，教师不可能专为某个学生定制教学方案，在智能辅助学习系统虚拟教师与学生是一对
7、一的关系，虚拟教师能够更了解学生，根据学生的具体情况制订最佳学习方案。 三是“受众广阔” ，相比目前的公共教育资源紧缺、社会教育资源费用昂贵，智能辅助学习系统一旦推广，受众学生可无限增加，边际效应非常明显。并且计算机系统设计特有的水平扩展能力，能够随着学生人数的增加而增加，支撑广大的学生辅助学习。 2.4 前景预测 笔者比较看好人工智能在中学辅助教育中的落地前景，除了前文所述的人工智能技术发展，为中学教育带来的价值外，当前国家政策和社会环境也非常有利。 第一，未来 10 年国家政府和教育部门会大幅增加在教育信息化产业上的投入，随着国家中长期教育改革和发展纲要（20102020 年） 和教育信息
8、化十年发展规划（20112020 年） 等相关规划相继出台，各级地方政府和教育部门都非常重视教育信息化产业的投入，人工智能+云计算是重中之重，人工智能技术的兴起必将教育信息化推向一个新的高度。 第二，教育信息化逐渐成为风口，根据前瞻产业研究中国在线教5育市场前景与投资战略规划分析报告统计，2015 年在线教育市场规模大约为 479 亿美元，而这一数字在 2020 年预计将增长到 504 亿美元。这个持续迅猛增长的市场正在吸引越来越多的创意和资本，教育领域中的人工智能也很快会成为热点，涉足其中的高科技公司也会越来越多。 3 结 论 本文通过智能辅助学习系统，探索了人工智能在中学辅助教育中的一个应用。虽然没有介绍具体的技术实现、系统研发，但对现状痛点、应用前景做了综合性分析概述，相信随着科学技术的持续发展、教育领域的融合开放，本文探索的这个应用将实现于市场，使广大中学生能够获取到更多、更公平的教育资源。 参考文献： 1何维贵.利用现代化教学手段打造高效课堂J.广西教育（中等教育） ，2013（6）. 2王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析J.中国医学教育技术，2013（4）. 3吴文铁.人工智能教育对于培养中学生信息素养的作用J.电脑知识与技术，2008，4（35）. 4王大武，张权科.浅谈中学信息技术课程中人工智能的教学J.实验教学与仪器，2008，25（2）.
