浅谈人工智能与教育行业
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人工智能在教育中的应用
▪ 机器人教育类型一：机器人学科教学
机器人学科教学,是指把机器人学看成是一门科学和一种现代社会 成员应该掌握的文化，以专门课程或学科渗透(整合)的方式,使所有学 生都掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。
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
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：
Baidu Nhomakorabea
信息转换
外界信息 传感系统
主控系统
分析、下达命令
运动动力系统
❖ 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。
列 为选修模块。 ▪ 教育机器人
机器人是一种能够通过程序控制,自主完成某类任务的机器，教育机器人 则是指应用于教育领域的机器人，它一般具有以下特点： • 教学适用性，符合教学的相关需求 • 具有良好的性能价格比，教学用户群决定其价格不能太高 • 具有一定的开放性和可扩展性,可根据需要增减模块,便于自主创新 • 具有友好的人机交互界面
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
▪ 机器人教育 机器人教育是指学习、利用机器人,优化教育效果及师生劳动
方式的理论与实践。主要五种基本类型：
• 机器人学科教学(Robot-Subject Instruction,简称RSI) • 机器人辅助教学( Robot – Assisted Instruction,简称RAI) • 机器人管理教学(Robot – Managed Instruction,简称RMI) • 机器人代理(师生)事务(Robot-Represented Routine,简称RRR) • 机器人主持教学( Robot - Directed Instruction,简称RDI)
▪ 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。
内容提要
1 人工智能概述 2 人工智能在教育中应用的类型 3 人工智能在教育中的具体应用
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。
▪ 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
• 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
❖ 机器人教育
在“人工智能初步”被列为普通高中信息技术课程标准中 的选修模块的同时，针对人工智能重要应用领域的机器人问 题,普通高中技术课程标准中明确指出将“简易机器人制作”
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)
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
▪ 机器人教育类型一：机器人学科教学
机器人学科教学,是指把机器人学看成是一门科学和一种现代社会 成员应该掌握的文化，以专门课程或学科渗透(整合)的方式,使所有学 生都掌握关于机器人学的基本知识与基本技能。
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
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：
Baidu Nhomakorabea
信息转换
外界信息 传感系统
主控系统
分析、下达命令
运动动力系统
❖ 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。
列 为选修模块。 ▪ 教育机器人
机器人是一种能够通过程序控制,自主完成某类任务的机器，教育机器人 则是指应用于教育领域的机器人，它一般具有以下特点： • 教学适用性，符合教学的相关需求 • 具有良好的性能价格比，教学用户群决定其价格不能太高 • 具有一定的开放性和可扩展性,可根据需要增减模块,便于自主创新 • 具有友好的人机交互界面
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
▪ 机器人教育 机器人教育是指学习、利用机器人,优化教育效果及师生劳动
方式的理论与实践。主要五种基本类型：
• 机器人学科教学(Robot-Subject Instruction,简称RSI) • 机器人辅助教学( Robot – Assisted Instruction,简称RAI) • 机器人管理教学(Robot – Managed Instruction,简称RMI) • 机器人代理(师生)事务(Robot-Represented Routine,简称RRR) • 机器人主持教学( Robot - Directed Instruction,简称RDI)
▪ 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。
内容提要
1 人工智能概述 2 人工智能在教育中应用的类型 3 人工智能在教育中的具体应用
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。
▪ 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
• 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
❖ 机器人教育
在“人工智能初步”被列为普通高中信息技术课程标准中 的选修模块的同时，针对人工智能重要应用领域的机器人问 题,普通高中技术课程标准中明确指出将“简易机器人制作”
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)
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