許曉鳳 西北師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)

一、序言

人工智能在社會的各個領(lǐng)域變得越來越普及和有影響力,并對各行各業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在教育領(lǐng)域,新知識數(shù)量的急劇增加、知識更新周期的縮短、知識的迅速擴展、職業(yè)的頻繁變化和新的工作方法,使得人工智能對人才和教育模式的要求與傳統(tǒng)教育完全不同。教育如何應(yīng)對人工智能時代的到來？這就需要教學(xué)改革,順應(yīng)時代和科學(xué)技術(shù)的進步,進行現(xiàn)代化的教學(xué)。

二、人工智能概述

人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI,該詞最初是在1956 年Dartmouth 學(xué)會上提出的。自人工智能誕生以來,其理論和技術(shù)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。正因為在這樣的時代背景下,必須客觀的看待技術(shù)帶來的便利和存在需要改進的方面。

1.人工智能時代帶來的便利

(1)促使生產(chǎn)方式趨向人性化；(2)個性化推薦；(3)增加人的自由時間,促進人與社會的自由。

2.人工智能可能存在的問題

(1)信息壟斷；(2)數(shù)據(jù)風(fēng)險；(3)數(shù)字鴻溝。

在人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)等技術(shù)發(fā)展的今天，要想技術(shù)在教育領(lǐng)域真正發(fā)揮有利的作用，就必須為解決教育中存在的問題提供有效支持，不是簡單的直接應(yīng)用技術(shù)，這樣的技術(shù)在教育的發(fā)展與進步階段是無用的。同時要想從根本上解決教育問題，需要在技術(shù)的支持下，系統(tǒng)思考教育問題，只有解決技術(shù)與教育的融合問題，才彰顯技術(shù)帶來的實用價值。

三.人工智能時代下現(xiàn)代教學(xué)概述

(一)人工智能時代下的個性化學(xué)習(xí)模式

在人工智能時代,教師的角色是多樣化的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式將難以適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生主體性發(fā)展和個性提升的需要。教師要探索新的教學(xué)模式,教師可以依托國家教育資源公共服務(wù)平臺,從學(xué)科知識體系的梳理著手,獲取教學(xué)資源、或者自主開發(fā)優(yōu)質(zhì)微課程視頻來支持?jǐn)?shù)字化教和學(xué),讓學(xué)生依據(jù)自身學(xué)習(xí)情況選擇最適合自己的方式接受新知識，根據(jù)"先學(xué)后教、以學(xué)定教"原則,采取交互式學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)結(jié)合的教學(xué)方式促進學(xué)生知識學(xué)習(xí)的內(nèi)化、遷移和應(yīng)用,發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，采用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式促進學(xué)生知識的鞏固和拓展,養(yǎng)成師生數(shù)字化教與學(xué)的習(xí)慣,實施網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與面對面學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)組織方式,針對學(xué)生自身的特點因材施教,滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的需要。

(二)人工智能時代下的智慧化教學(xué)模式

人工智能進入教育領(lǐng)域后,技術(shù)支持資源和環(huán)境的變化促使教師以與學(xué)生學(xué)習(xí)方式相一致的方式進行教學(xué)。智慧化教學(xué)模式以教師、學(xué)生、網(wǎng)絡(luò)空間為核心實現(xiàn)教師與工具、學(xué)生與工具、教師與學(xué)生的交互更加高效、開放和多元。伴隨著技術(shù)的發(fā)展、環(huán)境的改善、自適應(yīng)學(xué)習(xí)資源使得教學(xué)過程更加流暢、教學(xué)交互更加深入及時、教學(xué)效果更加明顯。從課前、課中到課后,智能化教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)在各個環(huán)節(jié)上都更加高效,圍繞人工智能發(fā)展帶來的變化構(gòu)建了智能化教學(xué)模式。

課前教師依托國家教育資源公共服務(wù)平臺,從學(xué)科知識體系的梳理著手,獲取、重組和自主開發(fā)優(yōu)質(zhì)微課程視頻、問題解析和練習(xí)資源和數(shù)學(xué)工具類資源,然后將學(xué)習(xí)目標(biāo)、個性化的預(yù)習(xí)內(nèi)容推送至學(xué)生個人學(xué)習(xí)空間,學(xué)生進行自主預(yù)習(xí)。教師可遠(yuǎn)程監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡,根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、任務(wù)的完成度及時推送個性化的學(xué)習(xí)資源,滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求,并隨時提供遠(yuǎn)程輔導(dǎo)。所有學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)時,智能教學(xué)平臺自動生成預(yù)習(xí)報告,教師可查看班級整體以及學(xué)生個體的學(xué)習(xí)情況,了解學(xué)生知識薄弱環(huán)節(jié),進而調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計更具針對性的課堂活動。

課中,教師首先依據(jù)智能平臺生成的分析報告,對學(xué)生課前的預(yù)習(xí)情況進行點評,總結(jié)學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中存在的共性問題,并給予問題指導(dǎo)。在授課過程中教師與學(xué)生的互動也可以借助智能平臺,學(xué)生可以與教師實時互動,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性,增強學(xué)生的參與度,使每一位學(xué)生都參與其中；教師可以通過借助智慧平臺實時監(jiān)控，然后掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,有針對性的個性化指導(dǎo)。

課后,是學(xué)生對課堂所學(xué)內(nèi)容進一步深化的過程,智能平臺對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)進行分析,智能判斷每個學(xué)生可能存在的知識難點,提供依據(jù)學(xué)生的學(xué)情制定的個性化課后習(xí)題,學(xué)生也可以對于仍存在的疑問點在智慧平臺與教師溝通。教師可以在智慧教學(xué)平臺保存課堂中的生成性資源,分析自己的教學(xué)過程和學(xué)生的課堂表現(xiàn),及時反思,查漏補缺,實現(xiàn)分層教學(xué)。

(三)人工智能時代下的教學(xué)支持

1.智慧教室的實現(xiàn)

傳統(tǒng)的課堂在設(shè)計上布局單一,缺乏個性和特色,不利于師生互動,難以開展靈活多樣的教學(xué)活動，此外,課堂的網(wǎng)絡(luò)配置既不能滿足教師對信息的多樣化需求,也不能滿足學(xué)生對知識更深層次探索的需求。人工智能時代的智能教室根據(jù)學(xué)科和學(xué)生的特點,通過各種設(shè)備的組合和配置,創(chuàng)造出不同的、更強大的智能學(xué)習(xí)支持環(huán)境。

智慧教室是優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)，便利學(xué)習(xí)資源獲取，促進課堂及時深度互動的新型教室，是探索課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，實踐智慧教育的技術(shù)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境，技術(shù)會影響教室環(huán)境內(nèi)發(fā)的各種互動行為，從教學(xué)結(jié)構(gòu)來說，較之簡易的多媒體教室，智慧教室環(huán)境下的課堂互動是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，有利于教師和學(xué)生開展創(chuàng)造性教學(xué)活動，在智慧教室中，學(xué)生既可以從環(huán)境中獲得資源和服務(wù)，也可以與環(huán)境進行良好的互動。

智能教室以云計算和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將各種教育教學(xué)系統(tǒng)整合在統(tǒng)一的界面和統(tǒng)一的認(rèn)證教學(xué)應(yīng)用管理平臺上,實現(xiàn)物理環(huán)境和虛擬環(huán)境的整合,創(chuàng)建多樣化的學(xué)習(xí)模式,滿足不同學(xué)習(xí)者獨立、個性化、無處不在的學(xué)習(xí)需求。在智慧教室里,校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋構(gòu)成了無線網(wǎng)絡(luò)支持環(huán)境,使大量設(shè)備之間能夠進行無縫連接,包括智能終端-顯示終端、智能終端-智能終端、智能終端-互聯(lián)網(wǎng)等,從而使在教學(xué)中教師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生之間互動,形成易于使用且人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.智慧化教學(xué)平臺的支持

智能教學(xué)平臺是基于計算智能技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng),為教師和學(xué)生提供個性化的教與學(xué)。借助自適應(yīng)、大數(shù)據(jù)和云計算等技術(shù),教師、學(xué)生和家長完全聯(lián)系在一起。師生開展在線教學(xué)、信息傳播和交流,有效整合在線學(xué)習(xí)空間中的資源獲取和重組,構(gòu)建個性化的混合學(xué)習(xí)環(huán)境。教師利用智能教學(xué)平臺,運用技術(shù)對不同學(xué)術(shù)水平和學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生進行差異化學(xué)習(xí),根據(jù)不同的學(xué)習(xí)情境選擇不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式,加強對學(xué)生認(rèn)知和學(xué)習(xí)行為規(guī)律的研究,形成師生數(shù)字化教與學(xué)的習(xí)慣,形成師生數(shù)字化教與學(xué)的習(xí)慣。同時,教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平,因材施教。

智能教學(xué)平臺可以收集大量數(shù)據(jù),它可以自動適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,智能預(yù)測學(xué)生的能力水平,為學(xué)生推薦學(xué)習(xí)路徑,匹配學(xué)習(xí)資源,根據(jù)需要提供個性化的學(xué)習(xí)材料,提高學(xué)習(xí)效率。它還可以實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的全面跟蹤,不斷收集和記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的各種數(shù)據(jù),并自動生成可視化數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析圖表。學(xué)生可以通過查看學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)不足并及時調(diào)整。教師可以很好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點,制定個性化的學(xué)習(xí)計劃,深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),隨時監(jiān)控學(xué)生的發(fā)展,優(yōu)化教學(xué)過程。

四、結(jié)束語

在人工智能的時代背景下,教育教學(xué)研究和改革任重而道遠(yuǎn)。雖然教育信息化2.0 為我們指明了進一步的工作方向，但是真正的通過技術(shù)給教育帶來的實質(zhì)性改變，仍有很多問題需要被解決。在教育領(lǐng)域,人工智能教學(xué)引領(lǐng)了一個新階段,教學(xué)要適應(yīng)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,把教學(xué)放在智能科學(xué)技術(shù)的大背景下更新內(nèi)容,教師能夠掌握融合創(chuàng)新的方法，常態(tài)化開展應(yīng)用，用先進的教學(xué)理念和方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和能力,同時要引領(lǐng)學(xué)生前進,要給學(xué)生留有適當(dāng)?shù)目臻g,讓他們學(xué)會自主學(xué)習(xí)、主動思考,這些也就是人工智能時代背景下教學(xué)不斷追求的目標(biāo)。