以数字电路为例的AI教学助理.pdf
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1、-77-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2024中国科技信息 2024 年第 3 期两星推荐研究背景与现状传统高等教育模式存在的问题传统高等教育模式通常采用面对面授课的方式,学生在固定的教室里接受教师的讲解和指导。虽然这种相对单一的教育模式在过去取得了一定的成功,但是在当今社会已经暴露出了一些问题。传统高等教育模式忽视了学生的个性化需求。每个学生的学习风格、兴趣和能力都不同,学生们被迫按照相同的进度和方式学习,这可能导致一些学生的学习兴趣和动力下降。高等学府师资人才匮乏和分布不均。一些地区或学校的师资力量可能不够充足或质量有限,这导致了
2、教学质量参差不齐的情况,不利于学生的全面发展和优质教育资源的均衡分配。因此,传统教育模式已经无法满足当今知识经济时代对教育的需求,需要探索和推广更加符合当今社会需求的教育模式,结合时下兴起的AI热潮,促进高等教育的数字化转型,以适应社会快速变化的需要。高等教育的数字化转型高等教育的数字化转型是当前教育领域的重要趋势之一。许多高等学府开始致力于整合先进的科技手段,以提升教学和学习效果。数字化教育的兴起为传统的课堂教学模式带来了全新的可能性。数字化转型不仅体现在教学内容的数字化和在线化,更深层次的变革在于教学方式和手段的转变。传统的面对面教学模式逐渐向着融合了在线学习、个性化教学和智能辅助的综合教
3、学模式迈进。在这一转型过程中,教育机构对于如何整合人工智能等新兴技术以提升教学效果的探索成为一个热点议题。在这样的背景下,AI 教学助理作为数字化转型的重要手段之一,将为高等教育的发展提供更加智能化、人性化、高效化的支持,帮助教育实现更好地转型和发展。AI 教学助理的研究现状随着人工智能技术的不断发展,AI 教学助理已经成为数字化转型中的一项重要工具。AI 教学助理的研究历史可以追溯到 20 世纪 60 年代的计算机辅助教学(CAI)领域,当时的研究主要集中在编写基于规则的教学软件和利用智能教学系统进行个性化教学。随着机器学习和自然语言处理等技术的不断发展,现代人工智能的研究也取得了很大的进展
4、,如 OpenAI行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度夏李佳 彭永昱浙大城市学院信息与电气工程学院通信作者:夏李佳,电子信息工程专业学生,主要研究嵌入式、物联网与人工智能等方向的课题,专业成绩优异,曾获得省级大学生物理科技创新竞赛奖项。彭永昱,讲师,主要从事教育研究和人工智能,曾在省部级以上期刊发表论文十余篇,主持省级课题两项,参与省部级课题十多项。基金项目:浙江省“十三五”省级虚拟仿真实验教学项目,555 多谐振荡器与时序逻辑电路智能化应用虚拟仿真实验,项目编号 388。以数字电路为例的 AI 教学助理夏李佳 彭永昱中国科技信息 2024 年第 3 期
5、CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Feb.2024-78-两星推荐的 ChatGPT 技术。现在市面上的部分 AI 教学平台,如Duolingo、Knewton、Coursera 等,可以通过机器学习算法分析学生的学习数据,实现个性化推荐教学资源和学习计划。基于 OpenAI 的 ChatGPT 模型的 AI 教学助理,可以利用自然语言处理技术进行智能问答和交流,解答学生的问题。未来,随着人工智能技术应用场景的不断拓展,AI 教学助理将会在教育领域中扮演越来越重要的角色。AI教学助理在高等教育中的应用与特点AI 教学助理的常见应用场景AI 教学助
6、理在高等教育中有着广泛的应用场景,它们为教师和学生提供了诸多便利和支持。AI 教学助理可以根据学生的学习数据和偏好,形成人工智能技术支持的个性化学习趋势。通过分析学生的学习情况,教学助理可以针对每个学生的需求,提供个性化的学习建议和资源,帮助他们更好地掌握课程内容。AI 教学助理能够自动化评估和反馈学生的学习成果。AI教学助理可以通过机器学习算法,快速准确地评估学生的作业、测验和考试答案,并及时提供反馈和评估结果。这赋能了教师的职业发展,还使学生能够及时了解自己的不足之处。AI 教学助理还能够模拟虚拟实验和情景,使学生能够在安全的虚拟环境中进行实践和探索。这样的实践机会可以帮助学生更好地理解复
7、杂的概念和理论,并培养实际操作和问题解决的能力。在线学习和远程教育中,AI教学助理扮演着重要的角色。它们可以提供智能辅助功能,如智能问答系统和讨论论坛的监控与指导,以增强学生的学习体验和支持,使学生能够在远程环境中有更好的学习效果。综上所述,AI 教学助理为教师和学生提供了更好的学习环境和学习体验。本篇文章将对在线自主学习场景的 AI 教学助理智能问答系统应用展开研究,并讨论其应用效果。以数字电路课程教学为例的应用研究数字电路课程作为工程类专业的重要课程之一,其知识点庞杂且抽象,学生常常面临着理解困难和学习效率低下的挑战。本文旨在探索如何借助 OpenAI 的教学助理技术,提升数字电路课程的教
8、学效果和学习体验。对于简单问答问题,大语言模型借助检索增强生成技术能够生成更准确可信的答案。然而对于复杂问答问题,语义理解不足的问题逐渐明显,此时则需要运用提示工程技术增强大语言模型的语义理解力。本实验所用到的 AI 教学助理,是在 Pytho3.9 环境下调用基于 OpenAI 公司 API 的 gpt-3.5-turbo 模型,并运用提示工程技术实现的,为其定义的教学助理提示词为:“你的身份是一个精通数字电路课程知识的教学助理,能解决学习数字电路课程的学生提出的课程问题,并根据学生的学习情况,给出个性化的学习指导,你将会根据我的描述情景和问题给出相关的原理解释,帮助学生更好地学习数字电路课
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