人工智能、虚拟现实和增强现实在计算机科学教育中的应用.pdf
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1、1 0 4 2 0 2 4年1期2 0 2 4年第4 6卷第1期人工智能、虚拟现实和增强现实在计算机科学教育中的应用杨海东作者简介:杨海东(1 9 8 0-),本科,中级中专教师,研究方向为计算机教育。(陇南市卫生学校 甘肃 陇南7 4 6 0 0 0)摘 要 在人工智能时代下,为促使职业计算机科学教育向着智能化、虚拟化的方向发展,文中应用人工智能、虚拟现实、增强现实等3种关键技术,完成了对人工智能教学系统的构建,并从借助海量教学资源,提高备课质量;通过人机交互,强化教学过程控制;通过智能导学,实现个性化学习;借助智能教学专家考评,提高评价科学性等4个方面入手,将人工智能教学系统科学地应用于计
2、算机科学教育中,并分析了人工智能教学系统的应用效果。结果表明,该系统既切实增强了教学的趣味性和针对性,又持续激发了学生的创新活力,满足了现代教育的需求。关键词:人工智能;虚拟现实;增强现实;计算机科学;教育中图分类号 T P 3 9 9A p p l i c a t i o no fA r t i f i c i a l I n t e l l i g e n c e,V i r t u a lR e a l i t ya n dA u g m e n t e dR e a l i t y i nC o m p u t e rS c i e n c eE d u c a t i o nYAN
3、G H a i d o n g(L o n g n a nH e a l t hS c h o o l,L o n g n a n,G a n s u7 4 6 0 0 0,C h i n a)A b s t r a c t I nt h ee r ao f a r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e,i no r d e r t op r o m o t e t h ed e v e l o p m e n to fv o c a t i o n a l c o m p u t e rs c i e n c ee d u c a-t i o n i
4、 nt h ed i r e c t i o no f i n t e l l i g e n c ea n dv i r t u a l i z a t i o n,t h i sp a p e ra p p l i e st h r e ek e yt e c h n o l o g i e ss u c ha sa r t i f i c i a l i n t e l l i-g e n c e,v i r t u a l r e a l i t y,a n da u g m e n t e dr e a l i t yt oc o m p l e t et h ec o n s t
5、r u c t i o no fa r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c et e a c h i n gs y s t e m.W i t ht h eh e l po fm a s s i v et e a c h i n gr e s o u r c e s,i m p r o v et h eq u a l i t yo f l e s s o np r e p a r a t i o n;t h r o u g hh u m a n-m a c h i n ei n t e r a c t i o n,s t r e n g t h e nt
6、 h e c o n t r o l o f t e a c h i n gp r o c e s s;t h r o u g h i n t e l l i g e n t g u i d a n c e,r e a l i z ep e r s o n a l i z e d l e a r n i n g;w i t h t h eh e l po f i n-t e l l i g e n t t e a c h i n ge x p e r te v a l u a t i o n,i m p r o v et h es c i e n t i f i ce v a l u a t
7、i o na n do t h e rf o u ra s p e c t s,t h ea r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c et e a c h i n gs y s t e mi ss c i e n t i f i c a l l ya p p l i e dt oc o m p u t e rs c i e n c ee d u c a t i o n,a n dt h ea p p l i c a t i o ne f f e c to fa r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c et e a
8、c h i n gs y s t e mi sa n a l y z e d.T h er e s u l t ss h o wt h a tt h es y s t e m n o to n l ye f f e c t i v e l ye n h a n c e st h ef u na n dp e r t i n e n c eo ft e a c h i n g,b u t a l s oc o n t i n u o u s l ys t i m u l a t e s t h e i n n o v a t i o nv i t a l i t yo f s t u d e n
9、 t s,m e e t i n gt h en e e d so fm o d e r ne d u c a t i o n.K e y w o r d s A r t i f i c i a l i n t e l l i g e n c e,V i r t u a l r e a l i t y,A u g m e n t e dr e a l i t y,C o m p u t e rs c i e n c e,E d u c a t i o n0 引言人工智能教学系统主要应用了人工智能、虚拟现实和增强现实这3种技术,设计和实现了智能备课、人机交互、智慧导学、智能教学专家等强大功能,可
10、以满足不同场景下的计算机科学教育需求1。在应用该系统的背景下,可以充分发挥和利用学校、教师等的教育主导性,保证计算机科学教育的质量和效率。因此,在进行计算机科学教育期间,为充分发挥和利用人工智能、虚拟现实和增强现实技术的应用优势,相关教师需充分重视人工智能教学系统的构建和应用。1 人工智能教学系统的构建1.1 关键技术1.1.1 人工智能技术人工智能技术是对人类智能、计算机信息智能等的综合应用。此外,人工智能技术还融合了计算机技术、信息技术等多种学科技术。人工智能技术主要是指借助机器,真实地模拟人类的智能2。另外,借助人工智能技术,可以有效识别人类的行为和知识,在参照人工经验相关知识的前提下,
11、智能化地分析和推断数据,从而达到全面掌握人类活动的目的。在教育领域中,该技术更侧重于人机交互性,帮助学生借助机器与师生进行交互、对话,从而提高学习的针对性和有效性3。1.1.2 虚拟现实技术虚拟现实技术可以在参照计算机技术的前提下,综合应用计算机、视听、多媒体、人工智能等多种交互技术,借助仿真环境或事物,为人们打造身临其境的体验。该技术更侧重于虚拟场景的构建,确保所构建的虚拟场景具有较强的交互性和体验性4。在教育实践中,虚拟现实技术可以通过构建虚幻、夸张的虚拟环境,带动学生进入沉浸式、互动式的学习体验中。2 0 2 4年1期1 0 5 1.1.3 增强现实技术增强现实技术可以在参照现实世界的基
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