摘 ?要：隨著人工智能時(shí)代的到來，“以學(xué)為中心”將成為新常態(tài)。這個(gè)新常態(tài)主要包括“學(xué)習(xí)支持”新常態(tài)：人工智能為學(xué)生提供自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑、提供更適合的學(xué)習(xí)資源以及更多元的交互;“學(xué)情反饋”新常態(tài)：人工智能更加聚焦學(xué)生，向?qū)W生提供學(xué)情反饋和建議，教師基于學(xué)情反饋提供更有溫度的關(guān)注與指導(dǎo);“師生關(guān)系”新常態(tài)：人工智能將“學(xué)生+教師”拓展為“學(xué)生+教師+人工智能”，形成“三位一體”的新學(xué)習(xí)共同體。

關(guān)鍵詞：人工智能;自適應(yīng)學(xué)習(xí);學(xué)情反饋;學(xué)習(xí)共同體

中圖分類號：G434 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）21-0185-03

Intelligent Learning New Normal Based on Artificial Intelligence

PENG Bin

（Guangzhou Zhixin High School，Guangzhou ?510080，China）

Abstract：With the advent of the era of AI（artificial intelligence），“l(fā)earning centered” will become the new normal. This new normal mainly includes the new normal of “l(fā)earning support”：artificial intelligence will provide students with adaptive learning path，more suitable learning resources and more meta interaction;“l(fā)earning feedback” new normal：artificial intelligence will focus more on students，provide students with learning feedback and suggestions，teachers will provide more warm attention and guidance based on learning feedback;“teacher-student relationship” new normal：artificial intelligence expands “student + teacher” to “student + teacher + artificial intelligence”，forming a “three-in-one” new learning community.

Keywords：AI;adaptive learning;learning feedback;learning community

0 ?引 ?言

隨著技術(shù)變革的深入，人工智能（Artificial Intelligence，AI）正在高速發(fā)展，5G時(shí)代的到來，促使人工智能與各領(lǐng)域深度融合，在人工智能的影響下教學(xué)領(lǐng)域也在逐漸發(fā)生改變，人工智能與教學(xué)深度融合必將產(chǎn)生巨大影響，國內(nèi)外學(xué)者也對這一領(lǐng)域越來越重視。陳穎博等提出，我國教育人工智能應(yīng)重視人工智能應(yīng)用于教育的效果評估及影響因素研究;要利用VR/AR進(jìn)行跨媒體融合研究，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)空間;由知識掌握轉(zhuǎn)向智能核心素養(yǎng)的培養(yǎng);促進(jìn)教育人工智能的學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)模式改革研究[1]。高斐通過研究提出，人工智能時(shí)代，課程內(nèi)容、教學(xué)方法和師生關(guān)系都在發(fā)生深刻的變化，推動人工智能與教育的融合是非常必要的[2]。隨著人工智能時(shí)代的到來，長期以來“以教為中心”的師生關(guān)系將發(fā)生深刻變化，人工智能時(shí)代將產(chǎn)生“以學(xué)為中心”的新常態(tài)。人工智能環(huán)境下“以學(xué)為中心”的教學(xué)新常態(tài)是指在人工智能支持下的學(xué)習(xí)空間中，學(xué)生通過人工智能支持下的自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑開展學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的目的。

筆者所在廣州市執(zhí)信中學(xué)是普通高中新課程新教材實(shí)施國家級示范校，鑒于人工智能在改善學(xué)生學(xué)習(xí)行為與促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)方面的重要價(jià)值，筆者從2018年開始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展“人工智能+學(xué)習(xí)”的教學(xué)改革實(shí)踐和研究，引入了基于人工智能的智慧教學(xué)平臺和設(shè)備，并圍繞智慧教學(xué)設(shè)備開展了“以學(xué)為中心”的教學(xué)探索，建構(gòu)了“學(xué)生+教師+人工智能”三位一體的學(xué)習(xí)生態(tài)，人工智能環(huán)境下“以學(xué)為中心”的教學(xué)新常態(tài)主要包括“學(xué)習(xí)支持”的新常態(tài)、“學(xué)情反饋”的新常態(tài)和“師生關(guān)系”的新常態(tài)。

1 ?人工智能提供的“學(xué)習(xí)支持”新常態(tài)

1.1 ?學(xué)習(xí)支持是學(xué)習(xí)高效發(fā)生的保障

學(xué)習(xí)支持是指為學(xué)生提供學(xué)習(xí)過程中所需的資源、組織、活動等，是學(xué)習(xí)高效發(fā)生的重要保障，也是學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)的保證。自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑是一系列符合學(xué)生個(gè)性特征的學(xué)習(xí)活動和資源的組合，其本質(zhì)是個(gè)性化。從建構(gòu)主義視角看，每個(gè)學(xué)生都是基于其原有基礎(chǔ)不斷建構(gòu)新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)并發(fā)展相應(yīng)學(xué)習(xí)能力和學(xué)科能力的，個(gè)性化學(xué)習(xí)是人工智能對學(xué)習(xí)支持的價(jià)值體現(xiàn)，也是學(xué)生高質(zhì)量發(fā)展的必然要求[3]。隨著人工智能時(shí)代的到來，學(xué)校教育教學(xué)正在發(fā)生深刻的變化，傳統(tǒng)的通過教材、練習(xí)冊、課堂等手段提供的學(xué)習(xí)支持已經(jīng)不能滿足學(xué)生個(gè)性化需求。經(jīng)過教學(xué)探索發(fā)現(xiàn)基于人工智能的“學(xué)生+教師+人工智能”三位一體學(xué)習(xí)生態(tài)可以為學(xué)生構(gòu)建動態(tài)個(gè)人知識地圖，幫助學(xué)生厘清原有知識、新學(xué)知識以及其他知識之間的關(guān)系，并為學(xué)生尋找適應(yīng)性學(xué)習(xí)資源，組建適合的學(xué)習(xí)共同體，設(shè)計(jì)適合的學(xué)習(xí)路徑。

1.2 ?人工智能支持下使學(xué)生能夠自適應(yīng)學(xué)習(xí)

人工智能的大數(shù)據(jù)分析能力既能應(yīng)對大規(guī)模、動態(tài)化的學(xué)習(xí)資源變化，又能分析海量學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，是當(dāng)前自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑構(gòu)建的可行方法。例如，相同班級學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí)，學(xué)習(xí)生態(tài)既要按照高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求提供所有學(xué)生必須學(xué)習(xí)的相同內(nèi)容，又可根據(jù)不同學(xué)生學(xué)習(xí)情況的不同需要提供個(gè)性化學(xué)習(xí)材料，進(jìn)行有針對性的查缺補(bǔ)漏或培優(yōu)提升，學(xué)生都在高質(zhì)量發(fā)展各自的“最近發(fā)展區(qū)”，并進(jìn)一步形成新的“最近發(fā)展區(qū)”，學(xué)生通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑可以提高學(xué)習(xí)興趣、提升效能并實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，使得每一個(gè)學(xué)生都得到充分的發(fā)展。人工智能的發(fā)展為自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑的實(shí)現(xiàn)提供了理論指引和技術(shù)支撐，其通過探尋學(xué)生的個(gè)體特征（如認(rèn)知偏好、學(xué)習(xí)活動、社交傾向等），分析過往學(xué)生學(xué)習(xí)的歷史數(shù)據(jù)，自適應(yīng)調(diào)整學(xué)生的學(xué)習(xí)資源和活動序列，使每個(gè)學(xué)生獲得最適合自己的學(xué)習(xí)路徑，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的個(gè)性化學(xué)習(xí)支持服務(wù)，如圖1所示。

1.3 ?人工智能支持下使因材施教成為現(xiàn)實(shí)

在傳統(tǒng)教學(xué)場景下，因材施教總會受相關(guān)教學(xué)因素的影響，導(dǎo)致其受到不同程度的干擾，使得因材施教很難有效實(shí)現(xiàn)，而人工智能則能以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力為有效實(shí)現(xiàn)因材施教提供支持[4]。例如，參與人工智能教學(xué)實(shí)驗(yàn)的班級在考試后，人工智能可以根據(jù)試卷內(nèi)容分析出學(xué)生知識點(diǎn)的掌握情況，推薦個(gè)性化資源彌補(bǔ)知識點(diǎn)的短板，集中精力復(fù)習(xí)學(xué)生掌握得比較弱的知識點(diǎn)，這樣可以在較短時(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。人工智能可以從繁復(fù)的學(xué)習(xí)資源和活動中生成簡潔、精準(zhǔn)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑，既有效解決了學(xué)生的學(xué)習(xí)迷航與認(rèn)知過載問題，還能促進(jìn)學(xué)習(xí)資源的高效利用，有利于學(xué)生對知識的主動建構(gòu)、內(nèi)化及遷移。

2 ?人工智能做出的“學(xué)情反饋”新常態(tài)

2.1 ?人工智能提供基于數(shù)據(jù)的及時(shí)學(xué)情反饋

當(dāng)前的學(xué)情反饋多采用紙筆測試方式開展，大多情況下都是以學(xué)科成績呈現(xiàn)，在階段結(jié)束（如學(xué)期或?qū)W年結(jié)束）時(shí)開展師生評價(jià)為主，學(xué)情分析的結(jié)果多數(shù)情況下也是提供給教師家長為教育提供參考，這種傳統(tǒng)的學(xué)情反饋難以實(shí)現(xiàn)及時(shí)性和針對性，而且以學(xué)科成績作為學(xué)情反饋的途徑，很大程度導(dǎo)致了唯分?jǐn)?shù)論的出現(xiàn)，是學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)加重的主要因素之一。同時(shí)作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生，本身對學(xué)情反饋的知曉度不高，重視度也不夠，導(dǎo)致學(xué)習(xí)過程中的主動性和自我調(diào)節(jié)能力沒有得到很好的發(fā)揮，從而表現(xiàn)出學(xué)情反饋缺乏及時(shí)性和針對性。在基于人工智能的“學(xué)生+教師+人工智能”三位一體的學(xué)習(xí)生態(tài)下，學(xué)情反饋的及時(shí)性和針對性成為其主要特征之一，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在完成當(dāng)下學(xué)習(xí)的同時(shí)，人工智能將根據(jù)歷史記錄結(jié)合學(xué)生個(gè)體模型進(jìn)行分析，給出有針對性的學(xué)習(xí)評價(jià)，其中應(yīng)該包括原有知識與能力的運(yùn)用情況、新知識的掌握程度、能力拓展與提升情況、針對前三種評估結(jié)果溯源知識缺漏和能力不足點(diǎn)，智能推送補(bǔ)缺補(bǔ)漏的學(xué)習(xí)活動，針對前三種評估結(jié)果預(yù)測高階知識和能力點(diǎn)，智能推送拓展性學(xué)習(xí)活動。通過基于人工智能學(xué)情反饋的學(xué)習(xí)閉環(huán)（如圖2所示）能夠?yàn)閷W(xué)生構(gòu)建一個(gè)基于反饋的主動學(xué)習(xí)平臺，激發(fā)學(xué)生尋求新知的好奇心和動機(jī)。

2.2 ?人工智能描繪出學(xué)生學(xué)情圖譜

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，通過計(jì)算機(jī)軟件（如Excel表格、Access數(shù)據(jù)庫）等可以對學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行縱向跟蹤，但數(shù)據(jù)跟蹤大多數(shù)情況僅限于單一學(xué)科，很難做到學(xué)科之間相關(guān)性分析，使得每個(gè)學(xué)生全面了解自己學(xué)習(xí)情況并做出針對性改善成為當(dāng)下學(xué)情反饋的“痛點(diǎn)”。通過教學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人工智能的加入讓學(xué)生學(xué)習(xí)過程（成長過程）都可以被完整記錄并精準(zhǔn)分析，最后借助可視化技術(shù)將學(xué)生各階段的學(xué)習(xí)結(jié)果（包括知識點(diǎn)和能力點(diǎn)）以圖譜的方式呈現(xiàn)，即學(xué)習(xí)達(dá)成圖譜。學(xué)習(xí)達(dá)成圖譜能夠讓學(xué)生和教師清晰的了解當(dāng)前狀況以及狀況出現(xiàn)的原因，進(jìn)而采取相關(guān)的措施，修正或加快學(xué)習(xí)進(jìn)程，以提高學(xué)習(xí)效率。通過對學(xué)生解答過程的全流程記錄，分析解答過程停頓時(shí)間可以將學(xué)生的思維過程可視化，發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維特征，進(jìn)而通過人工智能分析找出能力薄弱點(diǎn)和能力優(yōu)勢點(diǎn)，這就形成了思維過程圖譜。思維過程圖譜一方面給教師在個(gè)體輔導(dǎo)時(shí)提供有針對性提供解決建議，另一方面人工智能結(jié)合學(xué)習(xí)的歷史數(shù)據(jù)，從相似學(xué)生數(shù)據(jù)庫中找出對應(yīng)思維標(biāo)簽近似的案例推送給學(xué)生。通過教師和人工智能兩方面的努力，讓學(xué)生對解答存在的問題正確歸因，并有具體的可操作的改進(jìn)策略，這有利于學(xué)生高效學(xué)習(xí)。人工智能描繪學(xué)生學(xué)情圖譜基本框架如圖3所示。

3 ?人工智能下構(gòu)建“師生關(guān)系”新常態(tài)

3.1 ?學(xué)生與人工智能交互成為新交互方式

通過物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)運(yùn)用，大量匯聚的個(gè)體學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)庫資源能夠使人工智能與學(xué)生交互成為可能，而且也越來越趨于常態(tài)化，學(xué)生與人工智能的交互具有個(gè)性化、精準(zhǔn)性和跨時(shí)空性等特征。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，人工智能可以根據(jù)學(xué)生當(dāng)前的學(xué)情，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)以及相似學(xué)生數(shù)據(jù)庫對比，為學(xué)生提供精準(zhǔn)的個(gè)性化輔導(dǎo)。在人工智能支持下的自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生的知識和能力提升輔導(dǎo)將逐漸由人工智能代替教師進(jìn)行，人工智能還將提供基于已有學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的拓展性資源、進(jìn)階式學(xué)習(xí)和高階知識與能力訓(xùn)練活動等，優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡、提升效率、實(shí)現(xiàn)更高的學(xué)習(xí)達(dá)成度。

3.2 ?教師在人工智能場景下更加重要

實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，人工智能可以幫助教師對學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)輔導(dǎo)，但還很難協(xié)助教師對學(xué)生開展情感交流?，F(xiàn)階段教師作為學(xué)習(xí)的具體策略和實(shí)施主體，一方面需要大量與學(xué)生的互動，另一方還需要與人工智能開展互動。教師一方面要探索和開發(fā)（或參與開發(fā)）人工智能支持下的自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境，另一方要加強(qiáng)對人工智能支持下自適應(yīng)學(xué)習(xí)的過程監(jiān)督，及時(shí)掌握人工智能對學(xué)生學(xué)情反饋，并及時(shí)對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行適當(dāng)修正。人工智能支持下的學(xué)習(xí)更加趨于個(gè)性化，學(xué)生的個(gè)性特征將變得非常突出，如何組成一個(gè)具有凝聚力的學(xué)習(xí)共同體是教師需要面對的問題。同時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)過程只是成長過程的一部分，成長過程中的人際交往、困惑、心理壓力等，都需要教師通過與學(xué)生的情感互動來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.3 ?“學(xué)生+教師+人工智能”三位一體的新學(xué)習(xí)共同體

人工智能的發(fā)展和運(yùn)用，將“學(xué)生+教師”的學(xué)習(xí)關(guān)聯(lián)拓展到“學(xué)生+教師+人工智能”，形成“三位一體”的新學(xué)習(xí)共同體。在這個(gè)新的學(xué)習(xí)共同體中，學(xué)生是核心，圍繞學(xué)生的健康發(fā)展，教師不但是學(xué)習(xí)共同體的一員，更是學(xué)習(xí)共同體的主導(dǎo)者，既要基于人工智能開發(fā)與使用相關(guān)教學(xué)材料，還要定期關(guān)注人工智能對學(xué)生自適應(yīng)學(xué)習(xí)的支持情況和效果，在全過程體驗(yàn)和參與學(xué)生的自適應(yīng)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還要針對具體情況做出適時(shí)的調(diào)整與改善，這樣才能給學(xué)生提供更加準(zhǔn)確的、更加有溫度的指導(dǎo)和幫助。“學(xué)生者+教師+人工智能”三位一體的新學(xué)習(xí)共同體結(jié)構(gòu)模型，如圖4所示。

新學(xué)習(xí)共同體

4 ?結(jié) ?論

人工智能是引領(lǐng)學(xué)校變革的助推劑，學(xué)習(xí)科學(xué)中人工智能技術(shù)的加入和相關(guān)平臺的應(yīng)用，將會推動學(xué)習(xí)科學(xué)朝著一個(gè)全新的方向發(fā)展。在這個(gè)全新的領(lǐng)域中，自適應(yīng)學(xué)習(xí)的廣泛實(shí)現(xiàn)，伴隨式大數(shù)據(jù)的采集與人工智能的深度融合，挖掘和分析學(xué)習(xí)過程以尋找個(gè)體學(xué)習(xí)影響因素，為高效學(xué)習(xí)提供輔助。在教學(xué)實(shí)踐中如何實(shí)現(xiàn)教學(xué)與人工智能的深度融合，需要兩者互相配合以促進(jìn)改革教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法、再造教學(xué)流程和更新教學(xué)服務(wù)模式等變革。以這些變革為動力，從以“教”為中心轉(zhuǎn)向以“學(xué)”為中心，實(shí)現(xiàn)從培養(yǎng)學(xué)生低階認(rèn)知技能（記憶、復(fù)述、再現(xiàn)等初級信息加工）轉(zhuǎn)向培育學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)和高階認(rèn)知能力（識別問題、邏輯推理、意義構(gòu)建、自我指導(dǎo)等能力），進(jìn)而構(gòu)建新型教育生態(tài)體系，形成智慧學(xué)習(xí)新常態(tài)。

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作者簡介：彭斌（1978.10-），男，漢族，廣東梅州人，中學(xué)高級教師，碩士，研究方向：教學(xué)管理、基于AI的自適應(yīng)學(xué)習(xí)、智慧校園。