智慧型家教

智慧型家教是根據家教活動規律而構造出的具有一定智慧型的自動家教系統，它能讓計算機模擬人類家教的工作，模擬人類解題思維（符合習慣），給出符合人類輔導習慣的專業級輔導信息，是關於家教自動化的基本理論、方法和技術。

基本介紹

• 中文名：智慧型家教
• 本質：智慧型系統
• 作用：教授孩子知識
• 關鍵技術：電腦程式

智慧型家教概況

關鍵技術

智慧型家教，實際上是一個電腦程式系統，它能夠扮演家教的角色，也就是替代人類家教輔導孩子功課。它採用的是人工智慧中的專家系統技術，它是計算機科學以及人工智慧領域最前沿的重要研究成果。專家系統是一個智慧型電腦程式系統，其內部含有大量的某個領域專家水平的知識與經驗，能夠利用人類專家的知識和解決問題的方法來處理該領域問題。也就是說，專家系統是一個具有大量的專門知識與經驗的程式系統，它套用人工智慧技術和計算機技術，根據某領域一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的複雜問題，簡而言之，專家系統是一種模擬人類專家解決領域問題的電腦程式系統。智慧型家教很明顯是專家系統在教育這一分支的研究成果。一個成熟的智慧型家教系統，不僅要採用專家系統技術，包含輔導領域的海量知識，還需綜合套用自然語言理解，圖形識別與分析，語音識別，以及網路技術，是一種多元的、複雜的電腦程式系統。

特點

首先：智慧型家教之所以稱其為智慧型，最基本的原因就是它能夠利用計算機強大的計算能力以及智慧型語言強大的推理能力，實現題目的自動解答。也可以說解題自動化是智慧型家教的一個最基本的特徵。

其次：智慧型家教採用的是專家系統技術，它能模擬家教解決學生學習中遇到的問題的電腦程式系統，它內部含有大量的某個領域高水平教師的教學知識與經驗，能夠運用教師的知識和解決問題的方法進行推理和判斷，模擬教師的決策過程，給出學生課後學習中遇到問題的解決方案。

再次，智慧型家教針對人工家教提出來的，因此它應該具有後者的關鍵特性，最基本的是能夠解決學生課後學習中遇到的問題。不僅如此，智慧型家教的智慧型性則是要求自身具有高水平家教的特點，能夠培養學生對問題的思維分析。

基本功能

1、逐步點撥。針對學生提出的學習疑難問題進行一步步引導，循循善誘，而不是直接將解題詳細結果展現給學生。培養了學生獨立解決問題的能力。

2、題題總結。要根據每道題的特點及解題方法的不同，自動生成題目的解題方法分析、反思及總結。讓知識融會貫通，讓學生問一道題，會一類題。

3、複習重點提示。根據學生所發題目，智慧型家教加以分析總結，自動生成複習重點，提高複習針對性，做到有的放矢。

另外，智慧型家教還結合現有的題庫和多媒體課件技術，在原有的基礎上增加了一些輔導功能，使得智慧型家教的功能更加完善。

1、模擬出卷。自動生成高水平模擬試卷，幫助學生備考，又是智慧型家教的一個強項。

2、知識點透析及檢索。對每單元的知識重點、難點及考試熱點進行詳細透徹的分析講解，幫助學生掌握重點、突破難點、熟悉考點。每單元備有知識脈絡圖，幫助學生建立起知識體系，使學習、記憶、運用有序化。智慧型家教應配有知識點索引幫助，知識點查詢方便快捷

3、興趣培養。智慧型家教備有科普知識、數學小故事、益智小遊戲、科學家勵志故事、睿智小幽默等等課外閱讀文獻，寓教於樂，不但讓學生學習有興趣，更在有興趣的學習中增長知識，擴大視野。

解決的問題

1、讓學習中的問題及時解決。學習是個循序漸進的過程，要一環扣一環，預習，總結，複習一個都不能少。同樣，學習中遇到的問題要及時解決，不能積累，不會的問題積累多了，聽課就聽不懂了，沒有興趣學習了，成績就會下降，成績下降就會影響學習信心，形成惡性循環。智慧型家教能及時的解決學生學習中存在的問題，只要提出問題它馬上就給提示解決問題的方法，幫助學生解決學習中存在的問題。沒有問題積累，學習有興趣，成績自然提高了。

2、讓學生學會總結。老師說，有總結就有提高。優秀學生的學的好的奧秘之一就是會總結。因為習題類型很多，數量更多，要提高學習成績，做題是必須的，但不一定非要採用題海戰術。有些優秀學生做題數量並不是很多，成績卻很優秀！其奧秘是他們在做題中善於從概念出發及時總結與抽象，並能舉一反三觸類旁通，因此做一道題相當於一般人做了很多道題。智慧型家教能幫助學生及時總結，讓學生做一道題，會一類題。

3、溫故而知新。複習也是學習中不可缺少的環節，學習中的問題及時解決了，也會總結了，可是沒有複習，就像小猴掰玉米，前學後忘。特別是考試的之前更應該複習。複習抓不住重點，眉毛鬍子一把抓，考試肯定也會吃虧。智慧型家教能記錄學生的學習問題，讓學生在考前能有的放矢的進行複習，提高複習效率。

作用

智慧型家教是日常輔導工具，長期堅持使用，對知識的學習和學習習慣改善的累積效果十分明顯。知識點尤其是理科的知識點是環環相扣的，學習的過程就像跑馬拉松，貴在堅持和積累。知識需要積累，良好學習習慣的形成也需要積累。僅一道題的輔導，智慧型家教不如優秀老師的輔導，但智慧型家教的輔導是標準的、規範的。若學生每周問2道題目，一年下來，就有100多道題，考慮積累的作用，智慧型家教的輔導是最好的，因為它不僅隨時解決學生的問題，而且每道題都有逐步提示、總結歸納和問題記錄，引導學生改善學習方法、改善學習習慣，這幾乎是沒有人能做到的。

一批知識點問題的解決，能讓孩子的成績有所提高，學習方法與學習習慣的改善，不僅能進一步提高學習成績，也能提升學習能力。這體現了讓受教育者收穫最大化的教育理念。

智慧型家教也是一個很好的親職教育輔助平台。以前，很多家長在對孩子的實際教育過程中，批評說教多於實際幫助，想要幫孩子解決具體問題，常常有心無力，能做點題就不錯，總結歸納基本做不了。家長因為輔導不了，每天獨立完成作業、經常做總結歸納的要求變成了一句空話。

有了智慧型家教，家長的這些要求都能落到了實處了。家長以智慧型家教為平台，結合孩子自身的特點，確定合理地的親職教育目標，逐步實現每天獨立完成作業、經常做總結歸納、形成良好的學習習慣的要求。平時恰當地批評督促孩子以保證當天的任務的完成，恰當地賞識孩子的每一個進步，逐步建立起孩子解決問題的信心。智慧型家教成為了家長實現過程管理、培養孩子良好學習習慣的好工具，具體工作由智慧型家教做，家長只需短期注重解決孩子不會的問題和具體題目的總結歸納等，長期注重培養習慣，家長還挺輕鬆。

對比優勢

技術方面：通常教育軟體的主要技術是資料庫技術，將大量題目存儲起來，不具備智慧型推理的功能，局限性很大，不能解答題庫中沒有的題目。與之不同，智慧型家教的核心技術是人工智慧的基於知識的規則推理，不僅增強自動解題推理的合理性，而且提高其推斷結果的可靠性，具有人類的智慧型特性。

智慧型家教的核心技術是人工智慧基於知識的推理，和普通教學軟體比較，智慧型家教更加智慧型，運用人工智慧技術理解題目，並自動解題。而且隨著現代科技對數據信息存儲和分析能力的不斷提高，對學生所提出問題進行海量分析可以得到學生各個階段的問題記錄，提供有針對性的複習的信息。

功能方面：普通教育軟體只是機械的將題庫中存儲的題目的解答呈現出來，缺乏與學生的互動，而且對於新題型、新方法的套用明顯不足，功能單一。而智慧型家教則是具有多項強大功能的“輔導老師”！它不僅可以即時解答學生的任何題目，而且智慧型處處顯露：通過逐步提示，循循善誘，培養了學生獨立解決問題的能力。還可以根據每道題的特點及解題方法的不同，自動生成解題方法總結、複習重點提示、鞏固練習，使知識融會貫通。智慧型家教的強大功能是普通教學軟體和人工家教都無法比擬的。

實時性：人工家教有很強的時間限制，只能在固定的時間段內對學生的問題進行解答，輔導其學習，但問題的積累往往會消磨學生的求知慾，這是及其嚴重的問題！而對於智慧型家教，只要您有電腦，隨時隨地都可進行線上解題，學業輔導，其實效性是顯而易見的。確切的說，智慧型家教是一個龐大的計算機專家系統，利用計算機的速度快、數據量大，存儲信息多等諸多特點，使其有優於人工家教的特性。高效的計算機速度和方便的網際網路使得信息暢通無阻，突破了人工家教時間的限制，隨時可以進行家教的輔導。

便捷性：由於人工家教有很強的時間限制，所以它的便捷性也大打折扣。對於教育類的網站，其內容的五花八門，想要在網站上面解答問題，往往要花費大量的時間和精力去篩選相關內容，經常的結果是問題沒有解答，人已經精神疲憊了。所以它的便捷性就更差了。計算機最大的特點就是即時、方便、快捷，而智慧型家教系統正是根據計算機的特點，結合大量領域專家（優秀教師）的解題知識，利用智慧型語言強大的推理能力，三方面優勢基於一身，造就了智慧型家教即時、方便、快捷的能力。

針對性：教育軟體往往是將即成的題目、解題方法等填鴨式地塞給學生，而教育網站中對學生的輔導大多也是通過教學視頻的播放，沒有針對具體學生的具體問題進行分析解答，因此針對性較差，但智慧型家教確大大不同，有了它，學生就像有位“專屬輔導老師”一樣，針對你的題目，你的解題習慣，人性化地幫你解答所有難題。

輔導水平：因為缺乏與學生的互動，教育軟體和網站基本談不上輔導水平。而智慧型家教卻具有專家級的輔導水平，它模擬人腦去解題，而且是模擬高級教師、優秀輔導老師的解題思路，每道題都應給出最優秀的解決方法、最全面的解後總結、最點睛的提示信息。

顯而易見，智慧型家教的作用很大。1、不積累學習問題，不增加學生負擔。2、循循善誘，提高學生獨立學習的能力，引導學生學會總結。3、幫助學生建立起知識體系，知識點查詢便捷，使學生融會貫通。4、提高學生學習興趣，提高學生的信息素養。長期使用還能引導學生改善學習方法和學習習慣。

同時，智慧型家教也帶來了一定的社會效益：1、縮小城鄉教育差距，為農村學校提供了優質教育資源, 使農村學生在師資水平不足的條件下, 也有機會接受優秀教師的教學。2、實現教育公平, 促進教育均衡發展。3、實現教育資源共享, 培訓教師, 擴大學生受教育機會。4、減輕家長負擔，促進家庭和諧。

社會效益

智慧型家教將縮小城鄉在教育領域的差別

不管是在城市，還是在師資力量不是很充足的的城市及農村，只要有網路，就可以擁有隨時都能提供輔導的“輔導老師”--智慧型家教；它將會很大程度上解決師資缺乏這個問題，並能減輕老師的教學壓力。智慧型家教對於一個中學生來說，是一個像計算器一樣的必須品，也是必備物。

智慧型家教如老師般一樣對每個學生進行數學的學習引導，尤其在課前複習、課後總結和解題指導及題後總結等可能卻更勝老師。它將從初一開始陪伴著每一個中學生中學數學的學習、成長和進步並取得成功。相信在不久的將來，智慧型家教作為老師的好幫手和學生的“好老師”，一定會成為教育發展上的一顆最耀眼的新星。

發展趨勢

人類的許多需求都經歷了從人工到自動化的發展過程，如：人類的代步工具，從馬車到現代的汽車乃至飛機；洗衣服也從手洗演變為目前的洗衣機，智慧型家教全面超越了現有輔導軟體的輔導水平，在輔導質量上實現了質的飛躍，智慧型家教則是家教發展過程中的高級階段。

隨著計算機和網路的普及，智慧型家教的使用將會成為一種趨勢。智慧型家教還處在發展的初期，隨著人工智慧技術的發展，計算機系統的升級，和專家系統技術的成熟，智慧型家教還能有以下幾方面的提高。

1、智慧型家教中的套用題的求解需採用自然語言理解技術，目前有些自然語言理解一般都採用自然語言處理技術，不需要真正理解深層次的語言信息，但套用題不僅需理解語言含義，有時還需理解隱含關係，圖文結合的題目也需要挖掘出圖文相關信息，這些問題的解決將推動自然語言深層理解技術的發展。

2、隨著電子產品的快速發展，智慧型家教的輸入輸出的設備可以進一步改善，在輸入方面，掃描技術，語音輸入等的進步會大幅度提高輸入效率及方便性，語音的輸出的套用也將增加與學生的互動，更逼真的模擬優秀教師的輔導。另外，智慧型家教還能套用多媒體技術，集成多媒體課件，為學生學習國小、中學乃至大學基礎理科課程，提供優質的輔導工具。

3、對學生學習問題深層次分析。通過對學生收藏在題目收藏夾中題目的整理和理解，能夠分析出學生學習過程中存在的問題，並提出解決問題的方案和方法，為個性化教學的進行奠定基礎。

總之，無論是在技術方面還是在功能方面，智慧型家教只會越來越好，越來越完善，越來越受到學生和家長的歡迎。

典型代表產品：

數學輔導方面的典型產品有我國的“輔導王”。英語輔導方面的典型產品有俄羅斯的“機器人老師”，這兩個產品均採用人工智慧技術開發，目前是輔導領域的佼佼者。