丁紅 陳波

摘要：人工智能技術(shù)被稱為“第四次工業(yè)革命”，將引起各個行業(yè)的變革和發(fā)展。人工智能技術(shù)將會帶動各級各類學(xué)校教學(xué)手段和教學(xué)模式的變革，課堂教學(xué)模式將由“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”的混合教學(xué)模式向“人工智能+教學(xué)”的混合教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。本文對混合教學(xué)模式和人工智能的概念和發(fā)展進(jìn)行了介紹，對人工智能技術(shù)在混合教學(xué)模式中的作用、教師的角色轉(zhuǎn)變等內(nèi)容進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：人工智能;混合教學(xué)模式;課堂教學(xué)

中圖分類號：TP3 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）34-0072-02

近年來人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展，人工智能技術(shù)和各行各業(yè)緊密結(jié)合，改變了各個行業(yè)的形態(tài)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”將逐漸升級為“人工智能+”，讓人工智能和各個行業(yè)進(jìn)行深度融合，促進(jìn)各個行業(yè)的轉(zhuǎn)型和發(fā)展。

教育行業(yè)和人工智能關(guān)系緊密，“人工智能+教育”不但將會引起很多專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的變化、教學(xué)管理手段的變革，也會引起教學(xué)模式的變革。人工智能將改變傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境、教學(xué)方法、教學(xué)手段，引起教與學(xué)的革命，帶來新的混合教學(xué)模式。智能教育將逐漸成為未來教育的基本特征，基于人工智能的混合教學(xué)模式將在未來課堂教學(xué)中占據(jù)重要地位[1]。

1混合教學(xué)模式的發(fā)展歷程

混合教學(xué)模式就是將最新的信息技術(shù)手段和傳統(tǒng)的教學(xué)方式相結(jié)合，改革創(chuàng)新教學(xué)方法和教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高教學(xué)效果，提升課堂效率，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，實(shí)現(xiàn)主動、獨(dú)立、探究、合作的新型教學(xué)模式[1]。

近二十年來，隨著網(wǎng)絡(luò)的普及和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)教學(xué)模式在悄然發(fā)生改變，信息技術(shù)開始融入教學(xué)，不知不覺地改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式，形成了各種各樣的混合教學(xué)模式。

2005年左右，很多高校開始建立精品課程網(wǎng)站，將課程資源從線下傳到線上，實(shí)現(xiàn)了資源共享，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取課程資源，教師和學(xué)生可以通過網(wǎng)站在線討論和交流。這是“網(wǎng)站+教學(xué)”的混合教學(xué)模式。

2010年以后，微課開始流行，教師將教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容錄制成微視頻的形式供學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)。微課視頻短小精悍，特別適合學(xué)生在碎片時間用手機(jī)觀看，方便快捷，受到學(xué)生的歡迎。微課和課堂教學(xué)的結(jié)合形成了“微課+教學(xué)”的混合教學(xué)模式，有的老師使用微課作為教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，形成具有特色的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

最近幾年，MOOC開始風(fēng)靡。和微課相比，MOOC的課程資源完整。對那些希望在網(wǎng)上完整學(xué)習(xí)一門課程的人來說，MOOC更加合適。MOOC的出現(xiàn)讓那些優(yōu)質(zhì)的課程通過網(wǎng)絡(luò)走向世界，打破了大學(xué)之間的圍墻，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)資源的共享，可以在網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)頂級學(xué)者、知名教授的課程。

智能手機(jī)的功能越來越強(qiáng)大，4G、5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋面越來越廣，各種App不斷涌現(xiàn)，這時候出現(xiàn)了很多輔助教學(xué)的手機(jī)端軟件，比如學(xué)習(xí)通、藍(lán)墨云班課等。教師可以使用教學(xué)App實(shí)現(xiàn)課堂簽到、調(diào)查問卷、發(fā)布習(xí)題、選人答題、課堂搶答、在線考試，學(xué)生可以通過App在線學(xué)習(xí)電子教材、教學(xué)視頻、完成習(xí)題，和老師在線交流和討論，教學(xué)App可以記錄下學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄，統(tǒng)計(jì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，匯總學(xué)生的考試結(jié)果，給教學(xué)帶來了極大的便捷。這種將最先進(jìn)的信息化技術(shù)和教學(xué)進(jìn)行融合、豐富了課堂教學(xué)的手段、提高了教學(xué)效果的方式，就是“手機(jī)App+教學(xué)”的混合教學(xué)模式。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)手段的更新，混合教學(xué)模式的呈現(xiàn)形式在不斷地變化著，越來越方便、高效。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能對教育教學(xué)開始產(chǎn)生影響。

2人工智能和教育

人工智能，英文全稱是（Artificial Intelligence），簡稱AI，是研究如何用機(jī)器模擬人的意識和思維，主要研究方向包括：機(jī)器視覺、語音識別、自然語言處理、機(jī)器人學(xué)等等。

人工智能技術(shù)作為新的技術(shù)驅(qū)動力正在引發(fā)第四次工業(yè)革命，將推動各個行業(yè)的智能變革，包括教育行業(yè)，不但會引起高校各個專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的變更，會引起教學(xué)管理的革命，也會引起教學(xué)模式的變革，“人工智能+教學(xué)”將構(gòu)建新的混合教學(xué)模式。

人工智能的核心技術(shù)包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等，這些都可以在一些智能教育應(yīng)用系統(tǒng)中得到應(yīng)用，比如很多教育應(yīng)用系統(tǒng)中的圖形識別、語音識別、統(tǒng)計(jì)與識別、推理與判斷等等。人工智能技術(shù)未來將作為老師的教學(xué)輔助手段，創(chuàng)新教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量，向?qū)W習(xí)者提供個性化和情境化的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)教育的變革，形成具有人工智能時代特點(diǎn)的新型混合教學(xué)模式[2]。

《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知》文件提出要“構(gòu)建智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)的智能在線教育平臺，開發(fā)智能教育助理，建立智能教學(xué)環(huán)境等?！币虼丝梢哉f，未來教育的基本特征之一就是——智能教育、智慧教育，基于人工智能的混合教學(xué)模式將在未來課堂教學(xué)中占據(jù)重要地位[1]。

3人工智能時代混合教學(xué)模式發(fā)展探索

在“人工智能+教學(xué)”的混合教學(xué)模式中，強(qiáng)大的人工智能技術(shù)不但會替代教師完成一些瑣碎重復(fù)性的工作，還可以做一些深層次的數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，有利于教師做更有針對性的教學(xué)設(shè)計(jì)，有利于分層教學(xué)、因材施教?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)、智慧校園、智慧教室等也為教學(xué)提供了助力 [3]。

3.1 虛擬智能教學(xué)助理協(xié)助老師工作

虛擬智能教學(xué)助理是基于人工智能技術(shù)的輔助教學(xué)軟件系統(tǒng)，也可稱為教學(xué)機(jī)器人，可以幫助老師完成一些教學(xué)日常事務(wù)，可智能出題、智能組卷、智能批閱、智能問答等等，從而將教師從繁雜的日常事務(wù)中解放出來，將精力投入到教學(xué)內(nèi)容的組織和設(shè)計(jì)、和學(xué)生的交流和談?wù)?、對學(xué)生更多的關(guān)心和愛護(hù)等更重要的事情上[4]。

虛擬智能教學(xué)助理還可以做一些教師很難完成的事情，比如給學(xué)生“畫像”，繪制學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)劃和軌跡、長處和弱點(diǎn)、學(xué)習(xí)偏好和活動等，對學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行全方位的匯總，讓教師更加了解每個學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)狀況，實(shí)行更有針對性的個性化指導(dǎo)，有效的提升教學(xué)效果[4]。

虛擬智能教學(xué)助理還可以對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，提出建議和計(jì)劃，提供更有針對性的學(xué)習(xí)材料和練習(xí)材料。

3.2人工智能技術(shù)促進(jìn)教學(xué)公平

人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)技術(shù)，人工智能最擅長數(shù)據(jù)的分析、統(tǒng)計(jì)、判斷、預(yù)測。在以往的課程教學(xué)過程中，和學(xué)生有關(guān)的數(shù)據(jù)（包括平時成績、成績統(tǒng)計(jì)、試卷批改等）大都由老師人工完成，過程煩瑣，容易出錯，影響了教學(xué)公平。在人工智能時代，通過人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠全面自動的獲取學(xué)生學(xué)習(xí)各個環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)，包括學(xué)習(xí)時間、作業(yè)完成情況、平時成績統(tǒng)計(jì)、試卷批改和統(tǒng)計(jì)等，并能夠?qū)@些數(shù)據(jù)做更客觀公平的記錄、分析、統(tǒng)計(jì)，沒有人為干擾因素，對學(xué)生的評價更加公平公正[5]。

人工智能技術(shù)可以從全網(wǎng)搜索出最適合學(xué)生的教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，打破了學(xué)校之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)了教育公平。

3.3虛擬現(xiàn)實(shí)助力課堂教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)（簡稱VR），就是利用現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模擬輸出，將現(xiàn)實(shí)中的物體或肉眼所看不到的物質(zhì)，通過三維模型表現(xiàn)出來。因?yàn)檫@些現(xiàn)象是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬出來的，所以稱為虛擬現(xiàn)實(shí)。

人工智能時代，課堂教學(xué)依托于VR技術(shù)，可以將虛擬場景帶入真實(shí)教學(xué)場域，將真實(shí)場景融入虛擬世界，讓學(xué)生有更多的機(jī)會通過VR技術(shù)觀察和感知抽象概念，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)習(xí)變成一種豐富情境下的親身體驗(yàn)[6]。

未來的課堂可以將虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器視覺等諸多人工智能技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果[2]。

3.4智慧教室為教與學(xué)提供便捷

智慧教室是借助智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等構(gòu)建起來的新型教室，包括有形的物理空間教室和無形的數(shù)字空間教室，可以通過各類智能裝備輔助教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、便利學(xué)習(xí)資源獲取、促進(jìn)課堂交互開展，實(shí)現(xiàn)情境感知和環(huán)境控制和管理功能。

在智慧教室中，不再需要紙質(zhì)教材，每個學(xué)習(xí)者都有一臺智能移動設(shè)備，也就是電子教材，環(huán)保方便。電子教材內(nèi)容多媒體化，重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容鏈接圖片、視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)，學(xué)習(xí)者根據(jù)需要調(diào)出多媒體內(nèi)容學(xué)習(xí)。電子教材能和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度綁定，能夠記錄學(xué)習(xí)過程、智能分析學(xué)習(xí)成果、給出合理化建議，教師可以根據(jù)需要查看每個人的學(xué)習(xí)進(jìn)度和學(xué)習(xí)效果。根據(jù)需要提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)和幫助。同時家長也可以隨時查看孩子的學(xué)習(xí)狀況，掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度。

3.5人工智能構(gòu)建了“因材施教”的智慧成像模式

因材施教，就是指教師在教學(xué)過程中應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力選擇合適的教學(xué)內(nèi)容、制定合適的教學(xué)進(jìn)度、選擇合適的教學(xué)方法，才能達(dá)到理想的教學(xué)效果。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力是通過作業(yè)、測驗(yàn)、考試、課堂表現(xiàn)判斷的。但在人工智能時代，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)挖掘與智能分析技術(shù)通過分析學(xué)生課業(yè)成績的參數(shù)變化、答題記錄、學(xué)習(xí)軌跡等精準(zhǔn)描摹不同群體甚至個體的學(xué)習(xí)狀況、學(xué)習(xí)習(xí)慣、愛好和興趣點(diǎn)、特長和薄弱環(huán)節(jié)，通過大數(shù)據(jù)為每一位學(xué)生“畫像”。

通過對學(xué)生的精確畫像，人工智能實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)學(xué)習(xí)診斷、定制內(nèi)容推送、個性化輔導(dǎo)等功能，從而讓學(xué)生享受與其個體認(rèn)知結(jié)構(gòu)、接受能力、知識缺陷、身心特點(diǎn)等更加匹配的教育教學(xué)內(nèi)容，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。每個學(xué)生學(xué)習(xí)的課程、科目、內(nèi)容都和自身特點(diǎn)匹配，教育將更加補(bǔ)短和揚(yáng)長[6]。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在教學(xué)中也將發(fā)揮極大作用，具有人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)能根據(jù)課程的數(shù)據(jù)、其他有關(guān)聯(lián)的學(xué)科數(shù)據(jù)、與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)的數(shù)據(jù)、課程前沿信息、學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和知識計(jì)算引擎技術(shù)，從大量無序信息中智能篩選出有利于學(xué)生個性學(xué)習(xí)和潛能發(fā)展的知識，這樣便于教師更加合理的組織教學(xué)內(nèi)容，確定教學(xué)內(nèi)容的層級和次序，明確每次教學(xué)的重難點(diǎn)。教師可以根據(jù)每位學(xué)習(xí)者以往學(xué)習(xí)內(nèi)容和表現(xiàn)水平數(shù)據(jù)，精確定制各人的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以適合不同學(xué)生的發(fā)展需要[7]。

4結(jié)語

人工智能時代的課堂教學(xué)手段已經(jīng)不再僅僅是書本、作業(yè)本、黑板和粉筆了，教學(xué)對象也不再是等待填鴨式教學(xué)的學(xué)生了，取而代之的是信息化的工具和手段，智能化的教學(xué)環(huán)境，已經(jīng)具有一定信息素養(yǎng)和知識基礎(chǔ)的學(xué)生。教師這個導(dǎo)演面對的教學(xué)工具和教學(xué)對象發(fā)生了很大變化。那么教師不但需要重新武裝自己的知識，也需要精心設(shè)計(jì)每門課、每節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。教師需要利用VR技術(shù)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容需要呈現(xiàn)各種真實(shí)的學(xué)習(xí)場景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，便于學(xué)生理解各種知識和內(nèi)容。教師根據(jù)智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)記錄的學(xué)生預(yù)習(xí)結(jié)果，有針對性的講解重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師通過智能化的課堂應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)需要方便靈活的控制學(xué)習(xí)終端，根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)和需求個性化推送各種學(xué)習(xí)資源。智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境還能夠提供智慧化的教學(xué)設(shè)計(jì)支持，幫助教師進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì);智慧化的學(xué)習(xí)系統(tǒng)還能對學(xué)生的作業(yè)和試卷進(jìn)行自動批改和自動分析。

新一代人工智能技術(shù)和教育的結(jié)合將越來越緊密，不斷拓展創(chuàng)新學(xué)習(xí)資源，推動在線教育、移動教育、混合式教育等教學(xué)模式的大力變革和實(shí)施，極大地促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、創(chuàng)新解決問題能力的提升，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生個性需求發(fā)展為中心，以資源技術(shù)和智能思維為支撐的教育現(xiàn)代化的變革。學(xué)校和教師應(yīng)直面挑戰(zhàn)，探索人工智能技術(shù)支持下的差異化教學(xué)，推動課堂教學(xué)改革，創(chuàng)新各種混合教學(xué)模式，推動規(guī)?；逃c個性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合[7]。

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【通聯(lián)編輯：張薇】