詹國輝，劉 濤，戴芬園

人工智能驅(qū)動的高校智慧教學(xué)空間融合研究

詹國輝1，劉 濤2，戴芬園3

（1. 南京財經(jīng)大學(xué) 公共管理學(xué)院，江蘇 南京 210023；2. 南京財經(jīng)大學(xué) 改革發(fā)展辦公室，江蘇 南京 210023；3. 南京財經(jīng)大學(xué) 學(xué)術(shù)期刊編輯部，江蘇 南京 210023）

人工智能驅(qū)動的高校智慧教學(xué)融合了高校教學(xué)與人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，已成為大數(shù)據(jù)環(huán)境下現(xiàn)代高校教學(xué)改革與發(fā)展的重要現(xiàn)實課題之一。本研究基于人工智能驅(qū)動的視角，審視其內(nèi)嵌于高校智慧教學(xué)空間的融合實踐可能性，試圖構(gòu)建一種將方法、技術(shù)、資源融為一體的“三維空間設(shè)計（物理空間、虛擬空間、數(shù)據(jù)聯(lián)通空間）”。為此，面向不同主體（教師、學(xué)生和教學(xué)過程）來刻畫人工智能驅(qū)動的智慧教學(xué)應(yīng)用圖景，以期理順智慧教學(xué)空間融合的實踐面向邏輯，旨在進一步助推高校智慧教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展。

人工智能；智慧教學(xué)；教學(xué)空間；空間融合

隨著信息新技術(shù)尤其人工智能技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，高等教育勢必會面向“智能化”的趨勢。在此背景之下，“智慧教學(xué)”創(chuàng)新行動模式得以呈現(xiàn)出擴散。那么，傳統(tǒng)單一向度教學(xué)形態(tài)和教學(xué)空間將會面臨“斷裂--重構(gòu)”之圖景，不斷地推進了信息技術(shù)與高校教學(xué)的深度融合，實現(xiàn)了高等教育的技術(shù)賦能。高等教育信息技術(shù)得到了長效發(fā)展，進而推動高校教學(xué)環(huán)境和教學(xué)模式的深度性變革。事實上，《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020 年）》尤其關(guān)注要加快推進高校教學(xué)的信息化建設(shè)；重點強調(diào)以“智慧教育”引領(lǐng)教育信息化，提高智慧教學(xué)質(zhì)量；關(guān)鍵在于創(chuàng)新智慧教學(xué)模式，助推智慧教學(xué)空間的融合。[1]由此認(rèn)為，智慧教學(xué)空間的融合正悄然重構(gòu)了智能時代下高校教學(xué)的新生態(tài)。智慧教學(xué)模式作為智能時代下開展遠(yuǎn)程教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)的主要模式，具有把傳統(tǒng)教學(xué)方式和智能化教學(xué)的優(yōu)勢互補的特征，充分發(fā)揮多方主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性，實現(xiàn)了混合式空間的交融。

一、人工智能嵌入高校智慧教學(xué)的可能性

（一）人工智能及其政策發(fā)展

人工智能最初誕生于20世紀(jì)50-60年代，圖靈提出了“有思維的機器”之概念，具體反映出能夠在各類環(huán)境中自主地或交互地執(zhí)行各種擬人任務(wù)的機器，這已然是人工智能的初始表達(dá)。目前，人工智能主要分為邏輯學(xué)派、仿生學(xué)派和生理學(xué)派等。但從本質(zhì)上講，是研究用機器來模仿和執(zhí)行人腦的某些智力功能，抑或是以計算機模擬來實現(xiàn)人類智能，一致性呈現(xiàn)出對人的思維、意識、活動過程的模擬，最終達(dá)到如智人一般的思考，甚至超過人的智能，并且具備“深度學(xué)習(xí)”的能力。[2]

事實上，隨著近年來“圍棋機器人AlphaGo、IBM沃森的智能診斷、科大訊飛的智能翻譯”等多維AI技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，為世界場域下的人類社會與生活帶來了不可估量的影響，同時這亦顯現(xiàn)出了人工智能作為實務(wù)與學(xué)術(shù)的熱點現(xiàn)象。2016年10月，美國發(fā)布《美國國家人工智能研究與發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃》和《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》，對人工智能的倫理、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、培訓(xùn)、人才培養(yǎng)等做了戰(zhàn)略部署。2017年，日本政府制定了《人工知能産業(yè)化路線図（人工智能產(chǎn)業(yè)化路線圖）》，預(yù)計是在2020年后的十年計劃內(nèi)分為三階段，有步驟地人工智能的產(chǎn)業(yè)化。2017年7月，我國國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，這一頂層設(shè)計的制度安排進一步將“人工智能”納入并上升到國家戰(zhàn)略層面，為中國發(fā)展提供了智能性支持。

上述各方戰(zhàn)略規(guī)劃恰恰都反襯出世界各國對人工智能的極度重視，亦映射出人工智能對其他多領(lǐng)域的外部嵌入。誠如著名人工智能專家尼克·波斯特羅姆（Nick Bostrom）所認(rèn)為，“在幾乎所有領(lǐng)域，都比最聰明的人類大腦聰明很多，包括科學(xué)創(chuàng)新、通識和社交技能”。當(dāng)然，人工智能不再是以往科幻小說和科幻電影中的“笑料產(chǎn)物”，已然是改變現(xiàn)實生活實存在的“超級技術(shù)”，諸如無人駕駛、無人超市、百度大腦、機器人、臉部識別等等，都在不斷進駐世界場域空間之中。

（二）人工智能嵌入高校教育的深度耦合

事實上，美國上述兩份報告中都刻意尋求人工智能方向上的教育目標(biāo)的追求，此外，在教育領(lǐng)導(dǎo)力、技術(shù)保障、負(fù)責(zé)任發(fā)展等教育理念都發(fā)生了斷裂和重塑。[3]由此可以認(rèn)為，其在某種意義上映射出人工智能技術(shù)支持美國高校教育變革戰(zhàn)略的深刻變革方略。從“NSTC規(guī)劃”到“CSIS規(guī)劃”的演變，恰巧彰顯出了美國在人工智能賦能教育的顛覆與創(chuàng)新。

當(dāng)然，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》恰恰為中國場景下人工智能發(fā)展，尤其對于人才培養(yǎng)方面提供了頂層設(shè)計，即，依托于人工智能技術(shù)的外部嵌入，加快有效地推動中國化人才培養(yǎng)的創(chuàng)新模式，此中囊括了構(gòu)建出“智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)”的新型高校教育體系。隨著對技術(shù)的不斷更新，人工智能技術(shù)的賦能效應(yīng)使得其可以進一步地模擬行動主體對知識的理解、識別、認(rèn)識等等的再思考之能力。應(yīng)該說，人工智能的出現(xiàn)，進一步縮短了身處異地空間的主體人的溝通障礙與溝通時間，尤其是借助于人工智能技術(shù)的中介載體（智慧教育機器人），通過不斷地與教學(xué)主體者交流、溝通，進行深度化教學(xué)與學(xué)習(xí)，進而得以實現(xiàn)多層次，乃至于多學(xué)科的交流與發(fā)展。

智慧教學(xué)是建立在智能化環(huán)境基礎(chǔ)之上，以智能主體與客體間的“教授&學(xué)習(xí)的雙向互動”為積淀，探索智慧教學(xué)模式與建構(gòu)智慧教學(xué)空間，力圖實現(xiàn)培育出智慧教學(xué)的中國化土壤。[4]基于此，以人工智能的外部嵌入，實現(xiàn)其驅(qū)動高校智慧教學(xué)的深度融合，引發(fā)教學(xué)模式變革創(chuàng)新的“裂變效應(yīng)”。當(dāng)然，如上所述的人工智能的技術(shù)嵌入，其成效有賴于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)等關(guān)鍵技術(shù)的長效發(fā)展，進而促成主體人的支撐載體的轉(zhuǎn)型，數(shù)據(jù)智能挖掘更為精準(zhǔn)，諸如學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的海量圖像、語音、文本數(shù)據(jù)、個性化特征信息等，進一步實現(xiàn)了人工智能與智慧教學(xué)的深度耦合，旨在推動人工智能驅(qū)動的高校智慧教學(xué)空間的融合。

（三）人工智能內(nèi)嵌于智慧教學(xué)融合發(fā)展的可能

應(yīng)該說，智能化的技術(shù)治理是實現(xiàn)全民網(wǎng)絡(luò)時代下個性化教育服務(wù)的應(yīng)用基礎(chǔ)。那么其所隱含的另一層邏輯是追崇“因材施教”的個性化準(zhǔn)則。但是，面向中國當(dāng)下發(fā)展趨勢，應(yīng)試教育仍未可以被超脫，千篇一律的應(yīng)試仍是主流，其結(jié)果是教學(xué)和教材的固化效應(yīng)。事實上，如上的現(xiàn)實往往對今后AI教學(xué)提出了不可避免的現(xiàn)實挑戰(zhàn)。

因此，面向人工智能時代，無論是算法技術(shù)還是大數(shù)據(jù)技術(shù)等等的廣泛應(yīng)用無疑都將對高等教育知識體系產(chǎn)生顛覆作用，甚至經(jīng)歷“斷裂—重構(gòu)—再斷裂—再重構(gòu)”的循環(huán)往復(fù)歷程。如上行動會進一步模糊差異化學(xué)科之間的空間邊界和界限?？煽吹囊姷氖钱?dāng)下盛行的互聯(lián)網(wǎng)通識教育以及個體在線教育，都在不斷地擴寬高校教學(xué)的創(chuàng)新模式以及實現(xiàn)了高等教育內(nèi)容的多樣性。事實上，人工智能作為一個內(nèi)嵌了自主創(chuàng)新的復(fù)合技術(shù)科學(xué)，其有效融合了多維智能化前沿綜合學(xué)科，諸如計算機科學(xué)、大數(shù)據(jù)、云計算、腦科學(xué)、教育神經(jīng)科學(xué)、仿生學(xué)等等。當(dāng)然，人工智能的終極目標(biāo)無非是希冀于智能機器人能夠與人類相匹配的智力，從而達(dá)到“模式識別、認(rèn)知、感知和決策”等類人化的智能功能。[5]由此可見，構(gòu)建在以人工智能的高校教學(xué)智慧教學(xué)空間的融合，必然需要借助于人工智能技術(shù)的廣義平臺，可以完全實現(xiàn)對教授者和學(xué)習(xí)者之間雙向互動的行為集合體數(shù)據(jù)的可視化記錄，此中囊括了個體化的“教學(xué)—學(xué)習(xí)”的雙向興趣、“教學(xué)—學(xué)習(xí)”的互動偏好以及“教學(xué)—學(xué)習(xí)”的差別程度等等，智慧系統(tǒng)以此大數(shù)據(jù)從而得以構(gòu)建出匹配眾多教學(xué)和學(xué)習(xí)的內(nèi)容、方法、進度，最終力圖真正地實現(xiàn)了智慧教學(xué)空間的融合個性化服務(wù)。

隨著當(dāng)下人工智能時代的廣泛技術(shù)發(fā)展，智能化應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限于軍用和商用，應(yīng)用于教育發(fā)展已然成為新時代教育信息化的實踐行動之一。從學(xué)科視角而言，人工智能的多維方向不僅僅在于一般意義下的智能機器人，還包含了其他技術(shù)應(yīng)用，諸如語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。[6]基于此，“教育人工智能”特指需要將人工智能技術(shù)嵌入到高校教學(xué)場景之中，使得其與教育技術(shù)、教育科學(xué)理論等深度融合。需要看到的是，面向人工智能的教育機器人的創(chuàng)生與發(fā)展，無疑擴展了高校教育本地化實踐，兼具了強烈的溝通互動能力特征，身兼多種角色（既扮演教師的角色，又扮演同伴者）。因此可以說，智能教育機器人有效的調(diào)動了教學(xué)與學(xué)習(xí)之間的互動興趣，不但解構(gòu)了教師傳統(tǒng)“只進不去”的粗放式教學(xué)模式，還得以激發(fā)了教師個體的內(nèi)生創(chuàng)造能力，由內(nèi)而外地打造出高校智慧教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展格局。

圖1 人工智能驅(qū)動智慧教學(xué)知識生產(chǎn)的多維空間

二、人工智能驅(qū)動智慧教學(xué)空間的建構(gòu)設(shè)計

智慧教學(xué)空間是高校在智能時代下開展教學(xué)活動的重要現(xiàn)實載體，建立在大數(shù)據(jù)環(huán)境中的智慧教學(xué)空間中外部嵌入人工智能技術(shù)，將數(shù)據(jù)聯(lián)通空間作為中介，使得教學(xué)者與學(xué)習(xí)者的物理空間和虛擬空間能夠?qū)崿F(xiàn)其無縫式耦合，為其搭建一個“無處不在、無時不在”的學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)相互交融的混合復(fù)雜空間，有助于促進智能時代下高校教學(xué)的改革，增強學(xué)習(xí)與教學(xué)的個體體驗，以促教學(xué)質(zhì)量的有序提升。為此，基于人工智能驅(qū)動的知識生產(chǎn)空間架構(gòu)得以重構(gòu)，如圖1所示。

事實上，正如圖1中所呈現(xiàn)的圖景恰恰融合了“人工智能+空間”框架的全新教學(xué)模式。依此邏輯得以審視可知，為了能夠契合諸多需求，諸如教學(xué)、學(xué)習(xí)、研討、觀摩、演講等等，勢必需要拓展其內(nèi)在知識生產(chǎn)空間。在此基礎(chǔ)之上，以數(shù)據(jù)作為中介載體，構(gòu)造出物理與虛擬的雙向互動空間，同時以“方法、資源、技術(shù)”為中軸媒介，借助于人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建出SPOC學(xué)習(xí)平臺、人工智能平臺，希冀于實現(xiàn)高校教學(xué)的智能化，以期推動高等教育與教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展。

（一）方法、資源與技術(shù)

嵌入人工智能的高校教學(xué)空間的構(gòu)建勢必需要融合智能教育的內(nèi)核。從高等教育治理創(chuàng)新的視角來審視，智能教育理念的內(nèi)核仍然是“以人為本”，強調(diào)多元化的智慧學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、項目學(xué)習(xí)、團隊學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)以及個性化評價。

在嵌入人工智能的智慧教學(xué)空間之中，學(xué)習(xí)者自主選擇能夠匹配自我的學(xué)習(xí)模式與工具，同時還能依據(jù)學(xué)習(xí)者的自我需求達(dá)成自動推送和選擇學(xué)習(xí)資源，進而在“教學(xué)資源云”中生成性資源存儲，力圖可以實現(xiàn)隨時隨地的選擇應(yīng)用。[7]當(dāng)然在此過程中不應(yīng)忽視的是，建立在智能學(xué)習(xí)管理平臺的優(yōu)勢基礎(chǔ)之上，借助于人工智能技術(shù)（大數(shù)據(jù)、虛擬仿真分析、可視化）實現(xiàn)了日常教學(xué)與學(xué)習(xí)的常態(tài)化運營管理。如若以此邏輯得以順利進行，自然可以達(dá)成對整體性智能教學(xué)與再學(xué)習(xí)的科學(xué)化、精細(xì)化管理，意在有序提升智能教學(xué)質(zhì)量。

（二）物理空間

置身于智慧教學(xué)語境下的物理空間則有別于以一般下的物理空間，其更多指向了與智慧教學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，同時還應(yīng)該囊括了一系列外部空間數(shù)據(jù)內(nèi)容，諸如教學(xué)過程記錄、環(huán)境管理和空間布置等等。[8]如若需要厘清人工智能驅(qū)動智慧教學(xué)空間，則必然建立在物理空間的基礎(chǔ)之上。由此可見，物理空間的健全與完善則有賴于如下四個層面的建設(shè)：

首先，提供全信息化環(huán)境設(shè)施。要達(dá)成課堂教學(xué)的全智慧化，高校主體應(yīng)將現(xiàn)代化智慧紙筆書寫大屏顯示，以此來替換傳統(tǒng)意義下的多媒體視頻和黑板，同時應(yīng)當(dāng)實現(xiàn)多屏幕的共享差異化教學(xué)內(nèi)容。此外，亦不可忽視借助于教學(xué)管理的終端來審閱學(xué)習(xí)者的回應(yīng)和作業(yè)。與之相對應(yīng)，學(xué)習(xí)者同樣利用智慧化的紙筆來完成課堂練習(xí)，并以學(xué)習(xí)終端力圖達(dá)成課堂測試的實質(zhì)目的，由此實現(xiàn)了無縫隙鏈接，進一步融合了物理空間與虛擬空間。[9]

其次，視頻采集設(shè)施。通過智能化的視頻終端來記錄雙方主體（教授者與學(xué)習(xí)者）在智能化教室的自身行為（教學(xué)&學(xué)習(xí)），同時應(yīng)當(dāng)有效識別個體人的自然屬性的數(shù)據(jù)，諸如身份、情緒、位置、面部表情、身體動作等等。另外，還應(yīng)當(dāng)利用語音識別智能技術(shù)將教授者的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為文本數(shù)據(jù)，并厘清和分析其數(shù)據(jù)內(nèi)在的情緒。[10]事實上，以文本數(shù)據(jù)更有益于主體人的內(nèi)容識別和情緒識別，還可以刻畫出學(xué)習(xí)者在用戶終端的操作行為圖景。

再次，人性化的空間布置。在物理空間的設(shè)置過程中要著眼于人性化功能，關(guān)鍵在于如何構(gòu)建出人性化的多樣形態(tài)的教學(xué)場景（諸如小組講授、研究性學(xué)習(xí)、小組討論、團隊沙龍等），當(dāng)然可以采取可移動可拼裝的異型桌椅。

最后，空間環(huán)境管理?？臻g環(huán)境管理的癥結(jié)在于如何智能化辨識和找尋出環(huán)境數(shù)據(jù)，具體包含記錄教室環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，包括溫度、濕度、噪聲、PM2.5、光亮度等時序數(shù)據(jù)。同時面向物理環(huán)境管理，實現(xiàn)對智慧教學(xué)設(shè)備的智能化控制，還應(yīng)提供了智慧教室設(shè)備（包括智能通訊、錄制設(shè)備、直播互動設(shè)備、顯示設(shè)備等）的發(fā)現(xiàn)、通信、監(jiān)控功能。

（三）虛擬空間

智慧虛擬空間的構(gòu)建是建立在智能化自主學(xué)習(xí)空間的基礎(chǔ)之上，同時搭建了混合式學(xué)習(xí)的空間平臺。[11]那么從這個意義來說，客觀維度上構(gòu)建了集合體，以期實現(xiàn)資源、服務(wù)、數(shù)據(jù)的互相融合一體，力圖支持主體間的共享、交互、創(chuàng)新等業(yè)務(wù)。由此，在高校智慧教育行動場域之中，虛擬空間的構(gòu)建無疑應(yīng)當(dāng)嵌入于智慧教育行動中，當(dāng)然需要建立在教學(xué)系統(tǒng)軟件的整體性整合，在全面感知智能設(shè)備的積極應(yīng)用下，實現(xiàn)“遠(yuǎn)程—異地—并班”的多樣化教學(xué)，無疑有助于資源共享、教學(xué)支持、學(xué)習(xí)交互、決策評估和數(shù)據(jù)分析功能的發(fā)揮，以此來能夠滿足多元主體（教師、學(xué)習(xí)者、教育管理者）的差異角色需求。

為此，厘清其內(nèi)在的虛擬空間，主要包含如下五維度：

一是課堂智能感知模塊?；谥悄芨兄夹g(shù)，以此來達(dá)到智慧教學(xué)實踐活動中的自動化控制，諸如一鍵控制、教室燈光智能控制、教學(xué)設(shè)備自動啟動、學(xué)習(xí)終端的自動感知等等。

二是SPOC學(xué)習(xí)管理模塊。依托智慧教學(xué)系統(tǒng)，采取多教室的聯(lián)動并班教學(xué)，可達(dá)成教學(xué)資源的同步更新與播放，教授者與任一教室之間可實現(xiàn)即時互動，進一步可查看學(xué)習(xí)狀態(tài)，以及利用學(xué)習(xí)終端來實現(xiàn)一系列教學(xué)活動，諸如測驗、辯論、討論、練習(xí)等。智慧支持在線的交流，例如文字書寫、視頻交互等等內(nèi)容，都需要以移動端用戶和教學(xué)者同時參與進課堂教學(xué)，獲取雙方互動交流和學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。[12]當(dāng)然亦不可忽視終端投屏技術(shù)，實現(xiàn)智能化投屏替換傳統(tǒng)的黑板式教學(xué)模式，以期定期與不定期地查看、展示和批閱學(xué)習(xí)內(nèi)容；以及方便差異化主體間的資源互動與交流。

四是大數(shù)據(jù)分析模塊。關(guān)鍵在于教學(xué)數(shù)據(jù)的大樣本采集，并基于個體行為及其大數(shù)據(jù)的分析以此達(dá)到個性化評估。其中，其一獲取教學(xué)環(huán)境感知的大數(shù)據(jù)，可從傳感器和智能化視頻終端的獲取路徑；其二獲取智能化教學(xué)系統(tǒng)平臺的大數(shù)據(jù)，尤其是平臺中涉及主體間的“教學(xué)—學(xué)習(xí)”行為記錄數(shù)據(jù)等；其三獲取學(xué)習(xí)者個體的大數(shù)據(jù)，從智能化系統(tǒng)中獲取學(xué)習(xí)者的個體性習(xí)慣、情緒，乃至于興趣等。

五是可視化展示模塊?？梢暬故局饕从吵鲋悄芙虒W(xué)平臺的集中化管理和控制，力圖能夠?qū)崿F(xiàn)對站內(nèi)實況的直觀查看，以及監(jiān)管站內(nèi)設(shè)備；與此同時，采集和匯聚不同主體間（學(xué)習(xí)者和教師）的多維度信息，在此基礎(chǔ)之上實現(xiàn)系統(tǒng)化建模，最終形成數(shù)據(jù)分析的可視化圖表。

圖2 虛擬空間中的五大模塊

（四）數(shù)據(jù)聯(lián)通空間

從眾多的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)是聯(lián)通物理空間和虛擬空間的關(guān)鍵性中介，換而言之，數(shù)據(jù)作為驅(qū)動了物理空間和虛擬空間相互交融的媒介。那么從這個意義來說，正是伴隨著大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)的不斷嵌入，進一步深化了其與智慧教學(xué)的深度融合，其結(jié)果是原先的封閉式教學(xué)物理空間逐漸裂變，進而拓展為一種無邊界的虛擬真實融合的學(xué)習(xí)場域空間。[13]傳統(tǒng)意義下的教和學(xué)之間的主體在某一個物理空間所存留的各種行為數(shù)據(jù)都可能會被數(shù)字化的形式而得以存儲，自然可見的是以往書本教學(xué)內(nèi)容勢必會以多樣化的形式，諸如文字、圖片、聲音、視頻、虛擬場景等，共生共在于學(xué)習(xí)管理平臺，甚至在VR/AR應(yīng)用軟件下得以呈現(xiàn)。

由此可見，人工智能驅(qū)動的智慧教學(xué)過程與結(jié)果的多重復(fù)合數(shù)據(jù)會持續(xù)通過智能化設(shè)備和平臺采集，并得以匯聚為教學(xué)大數(shù)據(jù)。更為重要的是，教學(xué)大數(shù)據(jù)的定向流動會進一步地產(chǎn)生出具有正向性反饋機制的教學(xué)鏈條，重構(gòu)出智慧教學(xué)的數(shù)據(jù)聯(lián)通空間。[14]從這一行動邏輯可知，數(shù)據(jù)聯(lián)通空間的存在意義無非是將物理空間和虛擬空間中的各個教學(xué)環(huán)節(jié)實現(xiàn)無縫融合。依托于智能化的深度挖掘技術(shù)，力圖將大數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化——“翻譯”成有價值的他者訊息，例如學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)注意力情況、知識點學(xué)習(xí)情況、教學(xué)目標(biāo)達(dá)成情況等，最終能夠為教學(xué)主體人提供一種教學(xué)決策參考的現(xiàn)實意義。

三、人工智能驅(qū)動的智慧教學(xué)空間融合的實踐面向

事實上，人工智能驅(qū)動的智慧教學(xué)空間融合本質(zhì)上屬于復(fù)雜系統(tǒng)的融合實踐面向，那么，相關(guān)的教學(xué)應(yīng)用涵蓋眾廣。為此，基于不同主體視角，探究人工智能驅(qū)動智慧教學(xué)空間融合的實踐面向邏輯，具體是以面向教師、學(xué)生和面向教學(xué)的人工智能驅(qū)動智慧教學(xué)典型應(yīng)用進行探討。

（一）面向教師主體的教學(xué)空間融合實踐行動

基于學(xué)生主體的學(xué)習(xí)需求，使得教學(xué)主體的教師自然要以實踐行動來滿足。那么從這個意義來審視教學(xué)空間融合實踐行動的核心，自然切入到教師主體的教學(xué)空間融合的業(yè)務(wù)范疇。

1. 智能評測

智能評測主要指教師主體對受智慧教育的學(xué)習(xí)主體在具體的某一學(xué)習(xí)過程，抑或某一學(xué)習(xí)行為中的大數(shù)據(jù)所進行的智能化測評。其中，囊括了大規(guī)模自主智能評估、個性化即時反饋等兩種形式。前者側(cè)重于依托智能化大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，以便于能夠?qū)€體學(xué)習(xí)行為和成效測評；那么后者而言，則是指通過對某位或某一群體學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的測評分析，并得以進行及時個性化反饋。

事實上，依托于人工智能技術(shù)的智能評測的實際應(yīng)用主要在“口語考官和試卷批改機器人”等方面。目前伴隨著智能化語音識別程序的廣泛應(yīng)用，識別率在不斷地提升，就可以實現(xiàn)以“人工智能口語考官”來進行英語聽說考試測評。例如美國教育考試服務(wù)中心在部分英語考試項目中借助于人工智能技術(shù)來評測打分；與此同時國內(nèi)科大訊飛公司嘗試將智能語音技術(shù)應(yīng)用于廣東省2018年英語口語環(huán)節(jié)考生答卷的批閱。

當(dāng)然測評對于任何教師并不陌生，但閱卷工作反而會受制于主觀因素的影響而誘致偏差的發(fā)生，因而智能閱卷機器人應(yīng)運而生。國際上Gradescope開發(fā)批改卷面試題軟件，多所常青藤高校，諸如伯克利大學(xué)、斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院等都紛紛采用；國內(nèi)的阿里AI智能閱卷、科大訊飛智能評卷系統(tǒng)等智能化應(yīng)用正在大力推廣。

2. 智能應(yīng)答

基于人工智能技術(shù)（諸如自然語言處理、知識推理文本語音和圖像分析）實現(xiàn)的大規(guī)模知識處理與反饋的自動應(yīng)答系統(tǒng)，即可被稱為智能應(yīng)答。由此可知，其內(nèi)在實質(zhì)更多是從語義理解和答案搜索方面來實現(xiàn)對學(xué)習(xí)者疑問的普遍性解答。智能應(yīng)答的行動邏輯是智能化后臺在接收到文字、圖像或語音等等多維信息后，首先從文本內(nèi)容上語義解讀，進而依照智能邏輯給予恰當(dāng)而又合理性回復(fù)。[15]

因此，在智慧教學(xué)行動中，教授者與學(xué)習(xí)者之間的互動交流是建立在學(xué)習(xí)者個體所能發(fā)出的語義信息，可以從文本、語音和圖像渠道，在此基礎(chǔ)之上借助于深度學(xué)習(xí)、機器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)來實現(xiàn)智慧教學(xué)應(yīng)答業(yè)務(wù)。

3. 個性化教學(xué)

以應(yīng)然視角觀之，“如何針對學(xué)生的個性特征來實現(xiàn)‘因材施教’”一直是教育學(xué)界的常態(tài)化命題，實則是一種理想化的教育圖景，而在具體實踐過程會面臨著多重困難。那么從這個意義來審視，個性化教學(xué)勢必需要建立在智能化社會化，依托于“教學(xué)資源的個性化智能推薦”來達(dá)成。因此可以說，“教學(xué)資源的個性化智能推薦”關(guān)鍵在于依據(jù)個體的學(xué)習(xí)習(xí)慣和行為，智能化預(yù)測其個體興趣偏好，專屬性推送合適的教學(xué)資源。在如上邏輯的指導(dǎo)下，諸多基于學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)建模的各種推薦算法（如關(guān)聯(lián)規(guī)則、蟻群聚類、協(xié)同顧慮、機器學(xué)習(xí)等）紛紛被采納。[16]那么在智慧教學(xué)空間中，基于個體學(xué)習(xí)者以往的行為數(shù)據(jù)，諸如網(wǎng)上瀏覽文本、語音、圖像、視頻等資源，就此進行特征提取，得以構(gòu)造出非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)集合體。利用人工智能的深度學(xué)習(xí)推薦算法，最終可以為個體學(xué)習(xí)者提供個性化教學(xué)資源的智能化推薦。

（二）面向?qū)W生主體的教學(xué)空間融合實踐行動

1. 智能識別

在所有人工智能教學(xué)應(yīng)用中，智能識別應(yīng)用到目前為止視為最為成功的技術(shù)。此中，不管是語音識別、圖像識別、人臉識別，還是腦波識別，都可以歸屬為智能識別之范疇。事實上，基于人的主體性語音天生蘊藏了情感要素，因而所創(chuàng)生的基于語音情感庫的情感識別被廣泛應(yīng)用智慧化教學(xué)空間之中，諸如軟銀情感識別智能機器人Pepper、小影印象APP應(yīng)用等等。

2. 智能導(dǎo)學(xué)

從行動邏輯審視智能導(dǎo)學(xué)可知，其需要對學(xué)科領(lǐng)域中的知識結(jié)構(gòu)體系得以分解，以便于能夠單一化的知識元，進而以導(dǎo)學(xué)關(guān)鍵點作為一個中介得以進行語義定義。在此基礎(chǔ)之上，將如上所論被定義后的知識元得以歸納與整理，以期能夠構(gòu)建出智能化體系，并由此刻畫出其內(nèi)在的邏輯知識地圖，最終實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)路徑。那么從這個意義來看，在人工智能時代下，依托于人工智能的數(shù)據(jù)化分析技術(shù)優(yōu)勢，教授者、學(xué)習(xí)者以及管理者都可對智慧教學(xué)空間中的個體行為以及知識量進行全面掃描評估，力圖找尋出其知識結(jié)構(gòu)體系中的缺陷之所在，并就此能夠得以解構(gòu)并設(shè)計出自適應(yīng)性的互動學(xué)習(xí)路徑，提高智慧空間融合效率。總而言之，智能導(dǎo)學(xué)能否成功的癥結(jié)在于如何實現(xiàn)智慧教學(xué)空間中的主體者的畫像描寫與適應(yīng)性指導(dǎo)。[17]更為重要的是，厘清智能導(dǎo)學(xué)在智慧空間融合的實際應(yīng)用領(lǐng)域，諸如學(xué)習(xí)路徑智能化引導(dǎo)、薄弱環(huán)節(jié)自行檢測、學(xué)習(xí)進度有效控制等等。

圖3 智慧課堂的構(gòu)建

（三）面向教學(xué)主體的教學(xué)空間融合實踐行動

1. 智慧課堂

主體人（學(xué)習(xí)者）配備有虛擬—現(xiàn)實（VR、AR）設(shè)備、人體眼神姿態(tài)識別儀、EEG/ERP腦波檢測器等數(shù)字化設(shè)備，可以將主體人的多維數(shù)據(jù)信息（諸如面部表情、身體姿態(tài)和腦電波等）俘獲并儲存于后臺數(shù)據(jù)庫，再經(jīng)過人工智能技術(shù)（深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等）的分析，除此之外還借助于文本、圖書、音頻以及視頻等數(shù)據(jù)來源，以便于能夠搭建出智慧課堂。其具體的運作邏輯，詳見圖3所示。正是囿于人的主觀能動性，使得其內(nèi)在的臉部表情、情緒、身體狀態(tài)以及腦波動難以被描述和記錄，因而借助于現(xiàn)代人工智能技術(shù)，實現(xiàn)了個體主體性數(shù)據(jù)的歷史對照分析，以期能夠有效辨識個體狀態(tài)，諸如注意力是否集中知識點的掌握程度如何？因此，從這個意義來看，依托于人工智能技術(shù)的智慧課堂有效契合了當(dāng)下個體智慧化需求的滿足之感。

2. 智能在線考試

事實上，智能在線考試系統(tǒng)除了一般的常規(guī)教務(wù)功能之外，還兼具了他者功能，諸如智能組卷、在線作弊防范監(jiān)測等功能。另外，還可對歷次考試結(jié)果進行大數(shù)據(jù)分析，以便于能夠?qū)σ酝荚囈?guī)律進行探究，從而研判出試題與學(xué)生互動成績的關(guān)系。[18]更為重要的是，其內(nèi)嵌了數(shù)據(jù)挖掘統(tǒng)計功能，也就是說，依托于智能在線考試系統(tǒng)能夠?qū)γ看慰荚囆袨楹涂荚嚱Y(jié)果的諸多數(shù)據(jù)進行深度挖掘與統(tǒng)計，進一步顯現(xiàn)出教學(xué)者與學(xué)習(xí)者的互動成效，從而刻畫出智能考試的客觀規(guī)律。

四、結(jié)語

當(dāng)前，立處于中國新時代，新一代的人工智能迅猛發(fā)展并得到整體推進，其已在中國各行各業(yè)中引發(fā)了“鏈?zhǔn)酵黄啤保瑥亩苿恿酥袊?、?jīng)濟、社會與文化的多領(lǐng)域從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向一種快速智能化的大踏步提升。當(dāng)然，在肯定如上人工智能所帶來的機遇的同時，也增添了多重挑戰(zhàn)，尤其是對高等教育的教學(xué)方式、學(xué)習(xí)方式、學(xué)生全面發(fā)展帶來革命性的變化，那么其將怎樣進一步促進高等教育均衡，提高高等教育的教學(xué)質(zhì)量？基于此，本研究基于人工智能驅(qū)動的視角，審視其內(nèi)嵌于高校智慧教學(xué)空間的融合實踐可能性，試圖構(gòu)建一種將方法、技術(shù)、資源融為一體的“三維空間設(shè)計（物理空間、虛擬空間、數(shù)據(jù)聯(lián)通空間）”，旨在進一步助推高校智慧教學(xué)的高質(zhì)量發(fā)展。

事實上，人工智能技術(shù)無疑會有效推動高等教育的教學(xué)空間的拓展，同時人工智能也在倒逼大學(xué)教學(xué)方式的變革。在此情景下，無論是教師，還是學(xué)生個體，主體內(nèi)在的個性化學(xué)習(xí)需求會慢慢放大，或者說這一核心主題會越發(fā)凸顯，任何一個人都將成為學(xué)習(xí)者。以慕課等大規(guī)模開放式在線教育為發(fā)端，未來甚至可能會產(chǎn)生跨國家跨地區(qū)的云端虛擬大學(xué)綜合體，通過科學(xué)配置、共建共享高等教育資源，為學(xué)習(xí)者提供個性化、體驗式的學(xué)習(xí)機會。

可以說，未來已來，更為重要的是應(yīng)當(dāng)看到人工智能不僅僅將其簡單視為“一種技術(shù)抑或一種專業(yè)”，而應(yīng)當(dāng)視為“新的創(chuàng)新思維方式、創(chuàng)新教育方式、創(chuàng)新生產(chǎn)方式”。高校如何去擁抱人工智能，助推其內(nèi)涵式發(fā)展，這是新的未來高等教育治理現(xiàn)代化的新課題。

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AI-Driven Integration of Intelligent Teaching Space in Colleges

ZHAN Guo-hui1, LIU Tao2, DAI Fen-yuan3

( 1 . School of Public Management, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China; 2. Reform and Development Office, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China; 3. Editorial Dept. of Academic Journals, Nanjing University of Finance and Economics, Nanjing 210023, China )

The AI-driven intelligent teaching has become one of the much-concerned practical issues of teaching reform and development in modern colleges and universities in the era of big data. This study examines the possibility of embedding instructions in the intelligent teaching space in colleges and universities from the perspective of artificial intelligence, in an attempt to build a three-dimensional space design (physical space, virtual space, and data connectivity space) that integrates methods, technologies and resources. It therefore describes the application prospect of smart teaching driven by artificial intelligence for different subjects (teachers, students and teaching process), in order to straighten out the practice-oriented logic of intelligent teaching space reproduction, to further promote the high-quality development of intelligent teaching in colleges and universities.

artificial intelligence; intelligent teaching; teaching space; space reproduction

國家社會科學(xué)基金教育學(xué)青年課題“教育結(jié)果公平視角下貧困家庭子女的義務(wù)教育補償機制研究”（CFA200249）；南京財經(jīng)大學(xué)高等教育及改革發(fā)展專項重點課題“財經(jīng)類高?？蒲腥藛T風(fēng)險感知對成果轉(zhuǎn)化‘抗拒’行為的作用機理及實證研究”（GJ201808）

詹國輝（1989-），男，江西婺源人，講師/博士，研究方向：高校教學(xué)改革與教育政策評估。E-mail: zhanguohui0326@126.com

G40-01

A

1008-0627（2022）03-0066-09

（責(zé)任編輯 周 密）