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  • 智能家教

    智能家教是根据家教活动规律而构造出的具有一定智能的自动家教系统,它能让计算机模拟人类家教的工作,模拟人类解题思维(符合习惯),给出符合人类辅导习惯的专业级辅导信息,是关于家教自动化的基本理论、方法和技术。

    编辑摘要

    目录

    智能家教概况/智能家教 编辑

    关键技术

    智能家教,实际上是一个计算机程序系统,它能够扮演家教的角色,也就是替代人类家教辅导孩子功课。它采用的是人工智能中的专家系统技术,它是计算机科学以及人工智能领域最前沿的重要研究成果。专家系统是一个智能计算机程序系统,其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题。也就是说,专家系统是一个具有大量的专门知识与经验的程序系统,它应用人工智能技术和计算机技术,根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验,进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题,简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。智能家教很明显是专家系统在教育这一分支的研究成果。一个成熟的智能家教系统,不仅要采用专家系统技术,包含辅导领域的海量知识,还需综合应用自然语言理解,图形识别与分析,语音识别,以及网络技术,是一种多元的、复杂的计算机程序系统。

    特点

    首先:智能家教之所以称其为智能,最基本的原因就是它能够利用计算机强大的计算能力以及智能语言强大的推理能力,实现题目的自动解答。也可以说解题自动化是智能家教的一个最基本的特征。

    其次:智能家教采用的是专家系统技术,它能模拟家教解决学生学习中遇到的问题的计算机程序系统,它内部含有大量的某个领域高水平教师的教学知识与经验,能够运用教师的知识和解决问题的方法进行推理和判断,模拟教师的决策过程,给出学生课后学习中遇到问题的解决方案。

    再次,智能家教针对人工家教提出来的,因此它应该具有后者的关键特性,最基本的是能够解决学生课后学习中遇到的问题。不仅如此,智能家教的智能性则是要求自身具有高水平家教的特点,能够培养学生对问题的思维分析。

    基本功能

    1、逐步点拨。针对学生提出的学习疑难问题进行一步步引导,循循善诱,而不是直接将解题详细结果展现给学生。培养了学生独立解决问题的能力。

    2、题题总结。要根据每道题的特点及解题方法的不同,自动生成题目的解题方法分析、反思及总结。让知识融会贯通,让学生问一道题,会一类题。

    3、复习重点提示。根据学生所发题目,智能家教加以分析总结,自动生成复习重点,提高复习针对性,做到有的放矢。

    另外,智能家教还结合现有的题库和多媒体课件技术,在原有的基础上增加了一些辅导功能,使得智能家教的功能更加完善。

    1、模拟出卷。自动生成高水平模拟试卷,帮助学生备考,又是智能家教的一个强项。

    2、知识点透析及检索。对每单元的知识重点、难点及考试热点进行详细透彻的分析讲解,帮助学生掌握重点、突破难点、熟悉考点。每单元备有知识脉络图,帮助学生建立起知识体系,使学习、记忆、运用有序化。智能家教应配有知识点索引帮助,知识点查询方便快捷

    3、兴趣培养。智能家教备有科普知识、数学小故事、益智小游戏、科学家励志故事、睿智小幽默等等课外阅读文献,寓教于乐,不但让学生学习有兴趣,更在有兴趣的学习中增长知识,扩大视野。

    解决的问题

    1、让学习中的问题及时解决。学习是个循序渐进的过程,要一环扣一环,预习,总结,复习一个都不能少。同样,学习中遇到的问题要及时解决,不能积累,不会的问题积累多了,听课就听不懂了,没有兴趣学习了,成绩就会下降,成绩下降就会影响学习信心,形成恶性循环。智能家教能及时的解决学生学习中存在的问题,只要提出问题它马上就给提示解决问题的方法,帮助学生解决学习中存在的问题。没有问题积累,学习有兴趣,成绩自然提高了。

    2、让学生学会总结。老师说,有总结就有提高。优秀学生的学的好的奥秘之一就是会总结。因为习题类型很多,数量更多,要提高学习成绩,做题是必须的,但不一定非要采用题海战术。有些优秀学生做题数量并不是很多,成绩却很优秀!其奥秘是他们在做题中善于从概念出发及时总结与抽象,并能举一反三触类旁通,因此做一道题相当于一般人做了很多道题。智能家教能帮助学生及时总结,让学生做一道题,会一类题。

    3、温故而知新。复习也是学习中不可缺少的环节,学习中的问题及时解决了,也会总结了,可是没有复习,就像小猴掰玉米,前学后忘。特别是考试的之前更应该复习。复习抓不住重点,眉毛胡子一把抓,考试肯定也会吃亏。智能家教能记录学生的学习问题,让学生在考前能有的放矢的进行复习,提高复习效率。

    作用

    智能家教是日常辅导工具,长期坚持使用,对知识的学习和学习习惯改善的累积效果十分明显。知识点尤其是理科的知识点是环环相扣的,学习的过程就像跑马拉松,贵在坚持和积累。知识需要积累,良好学习习惯的形成也需要积累。仅一道题的辅导,智能家教不如优秀老师的辅导,但智能家教的辅导是标准的、规范的。若学生每周问2道题目,一年下来,就有100多道题,考虑积累的作用,智能家教的辅导是最好的,因为它不仅随时解决学生的问题,而且每道题都有逐步提示、总结归纳和问题记录,引导学生改善学习方法、改善学习习惯,这几乎是没有人能做到的。

    一批知识点问题的解决,能让孩子的成绩有所提高,学习方法与学习习惯的改善,不仅能进一步提高学习成绩,也能提升学习能力。这体现了让受教育者收获最大化的教育理念。

    智能家教也是一个很好的家庭教育辅助平台。以前,很多家长在对孩子的实际教育过程中,批评说教多于实际帮助,想要帮孩子解决具体问题,常常有心无力,能做点题就不错,总结归纳基本做不了。家长因为辅导不了,每天独立完成作业、经常做总结归纳的要求变成了一句空话。

    有了智能家教,家长的这些要求都能落到了实处了。家长以智能家教为平台,结合孩子自身的特点,确定合理地的家庭教育目标,逐步实现每天独立完成作业、经常做总结归纳、形成良好的学习习惯的要求。平时恰当地批评督促孩子以保证当天的任务的完成,恰当地赏识孩子的每一个进步,逐步建立起孩子解决问题的信心。智能家教成为了家长实现过程管理、培养孩子良好学习习惯的好工具,具体工作由智能家教做,家长只需短期注重解决孩子不会的问题和具体题目的总结归纳等,长期注重培养习惯,家长还挺轻松。

    对比优势

    技术方面:通常教育软件的主要技术是数据库技术,将大量题目存储起来,不具备智能推理的功能,局限性很大,不能解答题库中没有的题目。与之不同,智能家教的核心技术是人工智能的基于知识的规则推理,不仅增强自动解题推理的合理性,而且提高其推断结果的可靠性,具有人类的智能特性。

    智能家教的核心技术是人工智能基于知识的推理,和普通教学软件比较,智能家教更加智能,运用人工智能技术理解题目,并自动解题。而且随着现代科技对数据信息存储和分析能力的不断提高,对学生所提出问题进行海量分析可以得到学生各个阶段的问题记录,提供有针对性的复习的信息。

    功能方面:普通教育软件只是机械的将题库中存储的题目的解答呈现出来,缺乏与学生的交互,而且对于新题型、新方法的应用明显不足,功能单一。而智能家教则是具有多项强大功能的“辅导老师”!它不仅可以即时解答学生的任何题目,而且智能处处显露:通过逐步提示,循循善诱,培养了学生独立解决问题的能力。还可以根据每道题的特点及解题方法的不同,自动生成解题方法总结、复习重点提示、巩固练习,使知识融会贯通。智能家教的强大功能是普通教学软件和人工家教都无法比拟的。

    实时性:人工家教有很强的时间限制,只能在固定的时间段内对学生的问题进行解答,辅导其学习,但问题的积累往往会消磨学生的求知欲,这是及其严重的问题!而对于智能家教,只要您有电脑,随时随地都可进行在线解题,学业辅导,其实效性是显而易见的。确切的说,智能家教是一个庞大的计算机专家系统,利用计算机的速度快、数据量大,存储信息多等诸多特点,使其有优于人工家教的特性。高效的计算机速度和方便的互联网使得信息畅通无阻,突破了人工家教时间的限制,随时可以进行家教的辅导。

    便捷性:由于人工家教有很强的时间限制,所以它的便捷性也大打折扣。对于教育类的网站,其内容的五花八门,想要在网站上面解答问题,往往要花费大量的时间和精力去筛选相关内容,经常的结果是问题没有解答,人已经精神疲惫了。所以它的便捷性就更差了。计算机最大的特点就是即时、方便、快捷,而智能家教系统正是根据计算机的特点,结合大量领域专家(优秀教师)的解题知识,利用智能语言强大的推理能力,三方面优势基于一身,造就了智能家教即时、方便、快捷的能力。

    针对性:教育软件往往是将即成的题目、解题方法等填鸭式地塞给学生,而教育网站中对学生的辅导大多也是通过教学视频的播放,没有针对具体学生的具体问题进行分析解答,因此针对性较差,但智能家教确大大不同,有了它,学生就像有位“专属辅导老师”一样,针对你的题目,你的解题习惯,人性化地帮你解答所有难题。

    辅导水平:因为缺乏与学生的互动,教育软件和网站基本谈不上辅导水平。而智能家教却具有专家级的辅导水平,它模拟人脑去解题,而且是模拟高级教师、优秀辅导老师的解题思路,每道题都应给出最优秀的解决方法、最全面的解后总结、最点睛的提示信息。

    显而易见,智能家教的作用很大。1、不积累学习问题,不增加学生负担。2、循循善诱,提高学生独立学习的能力,引导学生学会总结。3、帮助学生建立起知识体系,知识点查询便捷,使学生融会贯通。4、提高学生学习兴趣,提高学生的信息素养。长期使用还能引导学生改善学习方法和学习习惯。

    同时,智能家教也带来了一定的社会效益:1、缩小城乡教育差距,为农村学校提供了优质教育资源, 使农村学生在师资水平不足的条件下, 也有机会接受优秀教师的教学。2、实现教育公平, 促进教育均衡发展。3、实现教育资源共享, 培训教师, 扩大学生受教育机会。4、减轻家长负担,促进家庭和谐。

    社会效益/智能家教 编辑

    智能家教将缩小城乡在教育领域的差别

    不管是在城市,还是在师资力量不是很充足的的城市及农村,只要有网络,就可以拥有随时都能提供辅导的“辅导老师”--智能家教;它将会很大程度上解决师资缺乏这个问题,并能减轻老师的教学压力。智能家教对于一个中学生来说,是一个像计算器一样的必须品,也是必备物。

    智能家教如老师般一样对每个学生进行数学的学习引导,尤其在课前复习、课后总结和解题指导及题後总结等可能却更胜老师。它将从初一开始陪伴着每一个中学生中学数学的学习、成长和进步并取得成功。相信在不久的将来,智能家教作为老师的好帮手和学生的“好老师”,一定会成为教育发展上的一颗最耀眼的新星。

    发展趋势/智能家教 编辑

    人类的许多需求都经历了从人工到自动化的发展过程,如:人类的代步工具,从马车到现代的汽车乃至飞机;洗衣服也从手洗演变为目前的洗衣机,智能家教全面超越了现有辅导软件的辅导水平,在辅导质量上实现了质的飞跃,智能家教则是家教发展过程中的高级阶段。

    随着计算机和网络的普及,智能家教的使用将会成为一种趋势。智能家教还处在发展的初期,随着人工智能技术的发展,计算机系统的升级,和专家系统技术的成熟,智能家教还能有以下几方面的提高。

    1、智能家教中的应用题的求解需采用自然语言理解技术,目前有些自然语言理解一般都采用自然语言处理技术,不需要真正理解深层次的语言信息,但应用题不仅需理解语言含义,有时还需理解隐含关系,图文结合的题目也需要挖掘出图文相关信息,这些问题的解决将推动自然语言深层理解技术的发展。

    2、随着电子产品的快速发展,智能家教的输入输出的设备可以进一步改善,在输入方面,扫描技术,语音输入等的进步会大幅度提高输入效率及方便性,语音的输出的应用也将增加与学生的互动,更逼真的模拟优秀教师的辅导。另外,智能家教还能应用多媒体技术,集成多媒体课件,为学生学习小学、中学乃至大学基础理科课程,提供优质的辅导工具。

    3、对学生学习问题深层次分析。通过对学生收藏在题目收藏夹中题目的整理和理解,能够分析出学生学习过程中存在的问题,并提出解决问题的方案和方法,为个性化教学的进行奠定基础。

    总之,无论是在技术方面还是在功能方面,智能家教只会越来越好,越来越完善,越来越受到学生和家长的欢迎。

    典型代表产品:

    数学辅导方面的典型产品有我国的“辅导王”。英语辅导方面的典型产品有俄罗斯的“机器人老师”,这两个产品均采用人工智能技术开发,目前是辅导领域的佼佼者。

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