教育变革下的人工智能及相关技术发展的研究

杨芬李浩东谢丹凤孙晓美

（山东理工大学，山东省淄博市255000）

摘要：人工智能是目前最热门的行业之一，从走在前沿的科技公司，到努力创新的传统行业，几乎都想把握这个新的“风口”。本文将介绍人工智能的概念，在产业的升级改造和教育变革下人工智能的发展趋势以及一些相关技术及其应用。

关键词：人工智能；产业升级；教育变革

引言

“人工智能”是一个比较广义的概念，我们可以将其当作计算机科学的一个方向，目的是让各种机器能够做出与人类相似的智能化反应，从而让其代替人类来从事某些工作。当前人工智能技术的研究主要集中在三个方面，一是通过在计算机上进行程序编写来使其完成定理证明、信息检索等比较复杂的任务;二是在人工神经网络方面的研究;三是对传感系统的研究。由此可见，人工智能的发展方向主要集中在两个方面，其一是研究智能化的运算工具，但是其运算行为始终需要相关人员进行控制或者触发。其二是希望能够研究出具有意识、情感、理智的智能化系统，使机器能够具备人类的特性，从而代替人类从事某些工作。当前，这两个方向的研究都取得了一定的成效，由此可见人工智能技术发展速度之快。

1教育变革的方向

中国的产业正处于换道超车的阶段，区域经济蓬勃发展，产业结构不断升级，重点产业调整振兴，数字经济加速崛起。在我国区域经济发展和产业结构升级的背景下，随着云计算、大数据等新技术的不断突破，越来越需要创新创业型人才来应对经济的发展和人才的需求。我国对人才的需求既要求其有经济理论知识，又要有创新能力，即工管一体的复合型人才。我国正在经历数字经济转型，并迎来一场人工智能的变革，作为教师则要有创新的教育理念，为了满足产业的升级和人才培养的需要，教师要转变教学模式，加大校企合作力度，将企业中先进的技术和理念带到课堂中来，培养新型人才。在未来的教育中，在线内容将成为最重要的知识来源，教师则转变为学生自主学习的指导者。学生的个人综合能力和实践能力将大受推崇，未来学生学习的课程个性化内容所占的比重将越来越高。另外，学校的文凭将受到职业认证的挑战，学校和学生将更注重职业能力的培养，让学生快速适应经济的变革和社会对人才的需求。在数字经济背景下，短期学习已经不能满足产业的发展，终身学习的时代终将到来。

2人工智能技术分析

2.1数据挖掘与学习

数据挖掘是大数据技术的一种重要方式，但是当数据量比较巨大，而且需要准确掌握各个数据间的关系并进行比较深层次的数据挖掘时，单纯采用大数据技术很难完美地做到这一切。这时就需要将大数据技术与人工智能技术相结合，通过机器学习技术的运用来完成这些任务。机器学习就是让计算技模拟人类的学习行为来完成某项任务，常见的机器学习方式包括决策树训练、概率学习等。决策树的类型主要包括两种，即分类树和回归数，它的优点在于易于理解和解释而且对数据处理的要求不高，可以处理数值型数据和类别型数据等多种类型的数据，对海量数据的处理效果非常好。

2.2知识和数据的智能处理

在知识和数据的智能处理方面，人工智能技术最为成功的例子就是专家系统。专家系统实质上就是一个智能化程度较高的计算机系统，它通过将某一领域内众多专家的知识和经验集合在一起，然后经过特定的程序设计后使得系统能够应用这些专家的知识和经验来解决问题。专家系统通常由数据库和推理系统两部分组成，数据库中主要储存了相关领域的一些专业知识以及领域内专家的相关经验，而推理系统主要通过模拟人类的推理过程，利用数据库中的各种信息来完成某一问题的推理，进而获得相应的推理答案。

2.3人机交互

人机交互是当前研究比较多的一种人工智能技术，它主要研究的是系统和用户之间的交互关系，而系统指的是各种类型的机器、计算机系统或一些软件，用户可以通过人机交互界面来实现对系统的各种操作。人机交互主要应用了机器人学和模式识别等人工智能技术，而人机交互的实现需要依靠必要的输入输出设备以及相应的软件系统才能实现，因此人机交互技术的提高需要硬件系统和软件系统的同时提升。当前比较先进的人机交互模式除了传统的手动操作模式外，还有手势识别、语音识别等人机交互模式，这些人机交互模式的出现使得人机交互技术的应用范围不断扩大。

3教育变革下人工智能技术的应用

3.1物联网的发展热点

物联网OS、智能硬件、智能模块、智能网关和感知终端等智能感知设备成为物联网发展的技术基础。物联网通过5G等技术和物联网云平台将广泛应用于智能家居、智能交通、智慧医疗、智慧养老、智慧农业和智慧环保等行业。

3.2云计算的大规模应用

目前，云计算已进入大规模应用阶段，2008-2016年，我国云计算市场保持高速增长态势，年均复合增长率高达61.5%。2018年，云计算的市场规模达到了7823.2亿元。未来云计算服务商将不断加深与各垂直领域的融合，将开拓更大的云计算服务空间。

3.3大数据服务大众，成就未来

在大数据时代，社交和用户行为分析、实时海量数据处理、精准定位让诸多互联网企业占尽先机。大数据为企业的发展、社会的进步带来无限惊喜。

3.4人工智能的应用

未来人工智能将普遍应用于电商零售中的仓储物流、智能导购和智能客户。在医疗健康领域，人工智能将应用于智能医疗设备和医疗健康的检测诊断。在安防方面，人工智能将应用于智能监控和安保机器人。在智慧交通领域，人工智能将应用于智能汽车、无人驾驶汽车、快递用车等。在金融方面，人工智能将应用于智能投顾、智能客服、安防监控、金融监管。在教育方面，人工智能将应用于智能测评、个性化辅导、儿童陪伴等。

3.5智能交通

智能交通是通信和控制技术在交通系统中集成应用的产物。借助现代科技手段和设备，打造人、车和交通的一个高效协同环境，使出行更安全、高效、便捷、低碳和节能。例如通过交通信息采集系统采集道路中的车辆流量、行车速度等信息，信息分析处理系统处理后形成实时路况，决策系统据此调整道路红绿灯时长，通过信息发布系统将路况推送到导航软件和广播中，方便路线的规划等。

3.6智能医疗

人工智能的快速发展，为医疗健康领域向更高的智能化方向发展提供了非常有利的技术条件。近几年，智能医疗在辅助诊疗、疾病预测、医疗影像辅助诊断等方面发挥重要作用。在辅助诊疗方面，通过人工智能技术可以有效提高医护人员工作效率，提升一线全科医生的诊断治疗水平。在疾病预测方面，人工智能借助大数据技术可以进行疫情监测，及时有效地预测并防止疫情的进一步扩散和发展。在医疗影像辅助诊断方面，影像判读系统的发展是人工智能技术的产物。这在很大程度上节约了人力成本，解决了社会问题。

结语

人工智能及相关技术是数字经济变革和教育变革下社会发展的驱动力，人工智能行业的发展核心是人才，未来教育要依托于人工智能技术的创新和不断突破。本文介绍了未来教育变革的方向，在教育变革背景下，人工智能的发展趋势以及一些相关技术的应用领域。

参考文献

[1]刘凯,胡祥恩,王培.机器也需教育?论通用人工智能与教育学的革新[J].开放教育研究,2018(1):10-15.

[2]邱义荃.大数据时代人工智能在计算机网络技术中的应用[J].数码世界,2018(3).

[3]余胜泉.人工智能教师的未来角色[J].开放教育研究,2018,24(1):16-28.

[4]钟义信.人工智能:概念·方法·机遇[J].科学通报,2017(22):2473-2479.