人工智能支持智慧學(xué)習(xí)的方向與途徑

鐘紹春

關(guān)鍵詞：智慧學(xué)習(xí);人網(wǎng)融合;人工智能

一、數(shù)字化學(xué)習(xí)普遍存在的問題與成因

近年來(lái)，通過(guò)“三通兩平臺(tái)”和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通建設(shè)等工程的實(shí)施，大部分學(xué)校都建設(shè)了必要的多媒體“班班通”教學(xué)設(shè)備，配備了一定的教學(xué)資源和軟件。通過(guò)教育云平臺(tái)，大多數(shù)教師和大部分學(xué)生開通了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，教師和學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中能夠開展基本的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，教師和學(xué)生普遍具備了信息技術(shù)在教學(xué)和學(xué)習(xí)上的應(yīng)用能力。特別是，2018年教育部又發(fā)布了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，對(duì)于推動(dòng)數(shù)字化學(xué)習(xí)起到了巨大作用。

但是，應(yīng)當(dāng)清醒地看到，教育云平臺(tái)和數(shù)字校園等的建設(shè)和應(yīng)用，還沒有真正引發(fā)教師課堂教學(xué)和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的革命。目前，大多數(shù)教師在教學(xué)上的應(yīng)用主要集中在課堂講解上，以替代板書為主要應(yīng)用方式。初、高中在閱卷和成績(jī)分析方面有較好的應(yīng)用，在教學(xué)效率方面有一定的提高。

總體上看，主要以知識(shí)與信息的快速呈現(xiàn)和獲取為主，信息技術(shù)的應(yīng)用層次還是非常淺層次的。主要的成效體現(xiàn)在效率方面，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提升還不是十分顯著。對(duì)于學(xué)科中疑難知識(shí)的深度理解，為學(xué)生提供更多通過(guò)探究找到解決問題方案的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)按照自己實(shí)際情況學(xué)習(xí)、找到適合的學(xué)伴合作學(xué)習(xí)，全過(guò)程掌控學(xué)習(xí)情況并動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)活動(dòng)和方式，將最好的教師動(dòng)態(tài)供給所有需要的學(xué)生等方面，還沒有形成系統(tǒng)、有效的支持。

從資源和軟件方面來(lái)看，在過(guò)去的幾年中，很多地方，由電教部門負(fù)責(zé)搭建了教育資源公共服務(wù)平臺(tái)。但是，大多數(shù)教師很少使用平臺(tái)及所提供的資源，教育資源云平臺(tái)的應(yīng)用和課堂教學(xué)基本上是脫節(jié)的。從教師教學(xué)的角度看，最希望的是能夠按照自己教學(xué)思路和方法，方便、快捷找到所需要的課件、學(xué)件、教學(xué)設(shè)計(jì)、作業(yè)、個(gè)性化學(xué)習(xí)微課程等套件資源，以及能夠根據(jù)實(shí)際需要快速編輯、調(diào)整、生成所需資源的工具軟件。從學(xué)生角度看，能夠獲得的資源主要是微課程、網(wǎng)絡(luò)課程或網(wǎng)絡(luò)資源等，盡管數(shù)量上非常豐富，基本上是堆積式的，無(wú)論采用什么樣的人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，都很難按照不同層次學(xué)生的實(shí)際需要提供適合的學(xué)習(xí)路徑和精準(zhǔn)的資源。非常缺乏按照不同學(xué)習(xí)路徑，針對(duì)問題迭代挖掘出的名師指導(dǎo)性學(xué)習(xí)路網(wǎng)資源。

從信息技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的角度看，大多數(shù)是由電教部門推動(dòng)教師在教學(xué)中應(yīng)用資源公共服務(wù)平臺(tái)，很難見到實(shí)質(zhì)性的成效。在縣市區(qū)，教師的教學(xué)工作，除了學(xué)校相關(guān)負(fù)責(zé)人組織實(shí)施外，主要是由區(qū)域教研員負(fù)責(zé)組織開展，但大多數(shù)教研人員對(duì)信息技術(shù)與教學(xué)融合創(chuàng)新應(yīng)用并不精通，大多數(shù)情況下是依據(jù)原有的教學(xué)思路和方法指導(dǎo)老師開展信息化環(huán)境下的教學(xué)活動(dòng)，信息技術(shù)的作用很難發(fā)揮出來(lái)。

總體上看，大多數(shù)教師對(duì)于應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)改變課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)，還沒有找到非常完整、準(zhǔn)確的方向和切實(shí)可行的實(shí)現(xiàn)途徑。“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下的智慧學(xué)習(xí)的理念尚未形成，大多數(shù)情況還是應(yīng)用技術(shù)支持知識(shí)傳授。這種通過(guò)技術(shù)，不改變教學(xué)方式和方法，只用來(lái)為原有教學(xué)思路和方法提供教學(xué)條件的做法，必然導(dǎo)致設(shè)備投入很大而效果不佳，已經(jīng)給一些學(xué)校、老師帶來(lái)了很大的困惑，甚至是引起很大程度上的詬病。因此，急需轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的理念、思路與方式，引導(dǎo)信息技術(shù)與教學(xué)和學(xué)習(xí)融合創(chuàng)新的正確方向。

導(dǎo)致這些問題的主要原因是，教師對(duì)課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵問題沒有系統(tǒng)梳理清楚，或者沒有在技術(shù)條件下深入研究問題的有效破解方法，或者沒有按照破解方法應(yīng)用技術(shù)。大多數(shù)情況下，技術(shù)只是簡(jiǎn)單地貼到教學(xué)和學(xué)習(xí)上去了。

二、人工智能改變學(xué)習(xí)的方向與途徑

人的培養(yǎng)過(guò)程不是一個(gè)固定的流程，需要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)展情況做動(dòng)態(tài)調(diào)整，因此，不可能靠設(shè)備或技術(shù)直接就能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)或?qū)W習(xí)的自動(dòng)化。如果在原有條件下開展課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)沒有任何問題的話，一定不需要人工智能等技術(shù)的支持。由此可見，人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)及“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，其目的只有一個(gè)，就是為了解決問題提供有效的支撐。因此，單純靠人工智能等技術(shù)是不可能給課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)直接帶來(lái)根本性改變。

（一）人工智能支持下的未來(lái)學(xué)校學(xué)習(xí)樣態(tài)

常規(guī)條件下，學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)，只能由不同學(xué)科教師按照課程體系和教學(xué)計(jì)劃分別組織、安排和引導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)。這種樣態(tài)的課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)，存在著很多無(wú)法解決的問題。首先，學(xué)生沒有任何選擇教師的可能和機(jī)會(huì)，只能按照學(xué)校的安排，憑天由命，學(xué)校分配好的教師，學(xué)生就幸運(yùn)了，如果分配一個(gè)不好的教師，學(xué)生就倒霉了。任何學(xué)校優(yōu)秀的教師都是少數(shù)的，大多數(shù)學(xué)校，普遍缺乏優(yōu)秀教師。即使有優(yōu)秀的教師，也只能為自己所教學(xué)班級(jí)的學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)教學(xué)，其他班級(jí)學(xué)生無(wú)論如何也沒有機(jī)會(huì)得到該優(yōu)秀教師的教學(xué)幫助。不僅如此，即便是優(yōu)秀教師自己所教學(xué)生，在課堂教學(xué)活動(dòng)之外，幾乎不可能再為所教學(xué)生提供個(gè)性化指導(dǎo)和幫助。其次，在課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生只能按照教師事先設(shè)計(jì)好的教學(xué)活動(dòng)，在老師的組織下開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。盡管教師會(huì)最大限度地考慮全班學(xué)生的實(shí)際情況，來(lái)統(tǒng)籌安排教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，但是，教師所安排的教學(xué)活動(dòng)是一個(gè)程序，所有學(xué)生都得按照這個(gè)統(tǒng)一的程序開展學(xué)習(xí)活動(dòng)。因此，課堂教學(xué)幾乎不可能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化。第三，在常規(guī)條件下，使用教具和理化生實(shí)驗(yàn)室等，對(duì)于理工等學(xué)科的疑難知識(shí)學(xué)習(xí)，很大一部分學(xué)生在一定程度上是有難度的。在這種情況下，學(xué)生對(duì)應(yīng)知識(shí)學(xué)習(xí)的質(zhì)量就不一定很高了。第四，在常規(guī)教學(xué)條件下，要想以知識(shí)學(xué)習(xí)為載體，實(shí)現(xiàn)育人目的，就必須為學(xué)生提供更多的獨(dú)立解決問題的機(jī)會(huì)。但是，在常規(guī)教學(xué)環(huán)境中，往往很難滿足探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的實(shí)際需要。因此，學(xué)生獨(dú)立解決問題，特別是創(chuàng)新思維能力是很難培養(yǎng)出來(lái)的。第五，學(xué)生自己很難及時(shí)知道自己哪會(huì)哪不會(huì)，應(yīng)著重鞏固、提升、拓展什么等。對(duì)于教師而言，非常想及時(shí)掌握教學(xué)的動(dòng)態(tài)情況。但是，在常規(guī)條下很難做到這一點(diǎn)。因此，教師很難根據(jù)學(xué)生總體狀況，動(dòng)態(tài)調(diào)整和安排教學(xué)活動(dòng)，確保課堂教學(xué)活動(dòng)安排更加符合學(xué)生的實(shí)際情況。

人工智能支持下的未來(lái)學(xué)校教育樣態(tài)

如圖1所示，理論上講，最好的學(xué)習(xí)樣態(tài)應(yīng)當(dāng)是，學(xué)生發(fā)自內(nèi)心想學(xué)習(xí)，找到合適的方法開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，獲得最好的老師幫助指導(dǎo)學(xué)習(xí)活動(dòng)，找到適合的學(xué)伴共同完成學(xué)習(xí)活動(dòng)，全面培養(yǎng)學(xué)科問題解決和獨(dú)立找出問題解決方案等能力。教師能夠動(dòng)態(tài)掌握和調(diào)控學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程，能夠依據(jù)群體學(xué)生總體情況調(diào)整教學(xué)安排、教學(xué)方式和教學(xué)方法。學(xué)校和教育局，能夠匯聚優(yōu)秀教師的教學(xué)智慧和典型學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)需要供給所需要的學(xué)生和教師，改變優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)的供給方式。校長(zhǎng)和所有管理者，能夠全面了解學(xué)校辦學(xué)情況，根據(jù)需要調(diào)整辦學(xué)方案，最大限度地將教師、場(chǎng)地和設(shè)備等資源優(yōu)化配置。這種我們所期待的教育新樣態(tài)，在常規(guī)條進(jìn)行幾乎是不可能做到的。人工智能等技術(shù)手段，恰恰給我們提供了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的機(jī)會(huì)。這種教育樣態(tài)就是智慧教育，這種樣態(tài)的學(xué)習(xí)就是智慧學(xué)習(xí)。智慧教育有兩個(gè)層面的事情，一是要培養(yǎng)學(xué)生的智慧，另一個(gè)是教學(xué)和學(xué)習(xí)過(guò)程與方法要智慧。

學(xué)校教育未來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的方向，應(yīng)是在人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)等技術(shù)支持下，最大限度地匯聚優(yōu)質(zhì)教師資源，通過(guò)迭代優(yōu)化方式，構(gòu)建起系統(tǒng)解決教育問題的教育新樣態(tài)。

應(yīng)用人工智能等技術(shù)支持學(xué)生學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)的變革與創(chuàng)新，應(yīng)著重圍繞學(xué)生有針對(duì)性學(xué)習(xí)、優(yōu)質(zhì)教師供給、疑難知識(shí)學(xué)習(xí)、提供更多探究機(jī)會(huì)、動(dòng)態(tài)掌控和調(diào)整教學(xué)和學(xué)習(xí)、系統(tǒng)評(píng)價(jià)教師教學(xué)等方面，探索可行的路徑和方法，支撐學(xué)生高品質(zhì)學(xué)習(xí)。

要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，應(yīng)能夠全過(guò)程完整、精準(zhǔn)、科學(xué)采集課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)和學(xué)習(xí)精準(zhǔn)調(diào)控。應(yīng)建設(shè)能夠供給優(yōu)質(zhì)教師教學(xué)智慧和學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)路網(wǎng)，為高品質(zhì)個(gè)性化學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。應(yīng)充分利用虛擬仿真和“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)，為深度理解知識(shí)提供將知識(shí)還原為實(shí)際問題和可視化、資料精準(zhǔn)集成等工具，為感悟和探究知識(shí)提供探究過(guò)程支持和梳理歸納等工具。真正將人工智能、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”和虛擬仿真等技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)由表面應(yīng)用向深度應(yīng)用、由單點(diǎn)應(yīng)用向全過(guò)程應(yīng)用、由面對(duì)面信息化應(yīng)用向“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用、由一般信息化應(yīng)用向智能化應(yīng)用、由專用資源應(yīng)用向大資源應(yīng)用等的轉(zhuǎn)變。

（二）人工智能改變學(xué)習(xí)的基本途徑

將人工智能、大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)，在課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)中簡(jiǎn)單應(yīng)用，是不可能取得革命性效果的。要想真正發(fā)揮人工智能等技術(shù)的作用，應(yīng)從學(xué)生培養(yǎng)過(guò)程入手，從中找出學(xué)生學(xué)習(xí)所存在的問題，全面分析問題出現(xiàn)的原因，系統(tǒng)研究解決問題的可行方法，在此基礎(chǔ)上，研究課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)開展對(duì)人工智能等技術(shù)的剛性需求，按照實(shí)際需求探索出人工智能等技術(shù)支持課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)變革與創(chuàng)新的有效途徑及方法。應(yīng)著重從支持知識(shí)深度理解、感悟探究知識(shí)、高品質(zhì)個(gè)性化學(xué)習(xí)和精準(zhǔn)調(diào)控教學(xué)活動(dòng)等方面，系統(tǒng)應(yīng)

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師組織、引導(dǎo)和幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的方式可能會(huì)有多種。那么，教師應(yīng)該選擇哪種方式組織學(xué)生學(xué)習(xí)呢？針對(duì)這種情況，教師只憑經(jīng)驗(yàn)抉擇，所選擇的方式不一定是最好的。即便是選擇了滿足班級(jí)學(xué)生實(shí)際情況最大的路徑，也不能保證該路徑適合所有的學(xué)生。要想真正做到盡可能滿足所有學(xué)生的需要，就應(yīng)當(dāng)充分應(yīng)用學(xué)生學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)。基于大數(shù)據(jù)，教師從各種可能路徑中篩選出一條與全班學(xué)生滿足度最大的開展教學(xué)活動(dòng)，并通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，找出所選擇路徑與學(xué)生不適合的比例，分析不適合和適合的方式與路徑，對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)和方式做適當(dāng)調(diào)整。在此基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生精準(zhǔn)找出問題，安排課后適合的學(xué)習(xí)方式和內(nèi)容深化學(xué)習(xí)。

1.基于數(shù)據(jù)精準(zhǔn)支持疑難知識(shí)學(xué)習(xí)

在教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)中應(yīng)用技術(shù)，首要的任務(wù)是，在準(zhǔn)確把握教學(xué)問題、找到有效解決問題的思路與方法的基礎(chǔ)上，再根據(jù)教學(xué)和學(xué)習(xí)的實(shí)際需要，通過(guò)系統(tǒng)比較和分析，選擇合適的技術(shù)支持方式和相應(yīng)的資源軟件，有針對(duì)性的應(yīng)用信息技術(shù)。

比如，初中物理有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是講“重力和質(zhì)量關(guān)系”的。質(zhì)量的定義是物體所含的物質(zhì)多少，重力他是通常的重量）是地球?qū)ξ矬w的吸引力。如果教學(xué)中只是講解這些概念，以及它們之問的關(guān)系和區(qū)別，這種情況下，對(duì)技術(shù)的需要主要是幫助闡述清楚什么是物體的重力，它與地球的關(guān)系，物體質(zhì)量是物體的固有屬性等就可以了。采用圖片、簡(jiǎn)單演示動(dòng)畫或者三維仿真等資源軟件，都可以幫助教師更好講解，幫助學(xué)生更容易學(xué)習(xí)。哪種資源軟件類別更有效，什么樣的應(yīng)用方式更適合呢？這就需要通過(guò)應(yīng)用效果大數(shù)據(jù)，迭代分析出不同做法之間的差異和優(yōu)劣，選擇更合適的應(yīng)用方式和更有效的支持資源軟件。以這種方式完成“重力和質(zhì)量關(guān)系”的教學(xué)任務(wù)，學(xué)生可能會(huì)記住這些知識(shí)，也可能會(huì)應(yīng)用這些知識(shí)解決具體問題。但是，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑惑，諸如“質(zhì)量是靠重力測(cè)量出來(lái)的，既然有了重量（重力），為什么還要搞出個(gè)質(zhì)量呢？”學(xué)生帶著困惑學(xué)習(xí)，效果顯然會(huì)受到很大影響的。在這種情況下，教師雖然講解了質(zhì)量和重力，以及它們之間的關(guān)系，也應(yīng)用了技術(shù)，但這并不代表著學(xué)生真的明白了為什么有了重力還要有質(zhì)量。因此，技術(shù)的應(yīng)用并不一定都能夠帶來(lái)最佳的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。

2.基于數(shù)據(jù)構(gòu)建和優(yōu)化探究學(xué)習(xí)環(huán)境

技術(shù)只是支持知識(shí)深度理解和學(xué)習(xí)，想實(shí)現(xiàn)以知識(shí)學(xué)習(xí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生思維能力，特別是創(chuàng)新性思維能力的可能性幾乎是沒有的。要想從根本上解決這一問題，最好的辦法是給學(xué)生一個(gè)學(xué)習(xí)知識(shí)的理由，讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)某一知識(shí)，并安排合適的方式和活動(dòng)，讓學(xué)生自己找出解決問題可能的方案，并通過(guò)探究得出正確的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上，按照這種學(xué)習(xí)方式和活動(dòng)安排的需要，應(yīng)用技術(shù)為活動(dòng)開展提供支持資源軟件，并根據(jù)應(yīng)用效果大數(shù)據(jù)，迭代優(yōu)化支持方式和所需要的資源軟件。

事實(shí)上，任何知識(shí)都不是無(wú)緣無(wú)故出現(xiàn)的，都是智者為解決問題而探索和總結(jié)出來(lái)的。就“重力和質(zhì)量關(guān)系”而言，重力是所有人都能夠感受的，沒有任何學(xué)習(xí)障礙。而質(zhì)量，大多數(shù)學(xué)生接受起來(lái)是非常有難度的。因此，最好的教學(xué)思路，不是直接講解質(zhì)量，而是通過(guò)一個(gè)實(shí)際問題引入。這就要講一個(gè)故事，將質(zhì)量還原為一個(gè)實(shí)際問題，讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)質(zhì)量。比如說(shuō)，某人乘飛機(jī)出國(guó)，由于身體原因，隨身攜帶了一公斤特殊食物，要分成兩頓食用。但是，在萬(wàn)米高空的飛機(jī)上，用彈簧秤一量發(fā)現(xiàn)不夠一公斤，這是為什么呢？事實(shí)上，在不同高度，同一個(gè)物體的地球引力不一樣，通過(guò)彈簧秤測(cè)量出來(lái)的重量就是不同的。物體離地面越高，地球的引力就越小，而且有規(guī)律。解決食物到底是不是一公斤問題，最好的辦法是，找到一個(gè)大家公認(rèn)的高度，測(cè)量出其重量，以此作為物體的標(biāo)準(zhǔn)值來(lái)判斷其大小。大家都能認(rèn)同的高度就是海平面，在海平面測(cè)量出物體的重量，就可以作為該物體的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，也就是質(zhì)量。在這種情況下，需要借助技術(shù)幫助教師講解清楚地球在不同高度重力的變化規(guī)律，在海平面測(cè)量出的重量作為標(biāo)準(zhǔn)的理由等。按照這樣的思路和方法，技術(shù)的應(yīng)用方式和支持資源軟件與前面的做法區(qū)別就非常大了。因此，技術(shù)的應(yīng)用方式和支持資源軟件是否合適、有效，首先取決于教學(xué)和學(xué)習(xí)的思路與方法，其次才是技術(shù)本身。只有教學(xué)和學(xué)習(xí)的思路與方法確定的合適了，通過(guò)應(yīng)用效果大數(shù)據(jù)，對(duì)技術(shù)應(yīng)用方式和支持資源軟件所做的迭代優(yōu)化才更有意義。這種情況下，如果技術(shù)真是用上了，對(duì)教學(xué)和學(xué)習(xí)的作用就會(huì)更加有明顯。

3.基于大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)供給優(yōu)質(zhì)教師教學(xué)智慧實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)個(gè)性化學(xué)習(xí)

借助“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，建設(shè)學(xué)習(xí)路網(wǎng)，并不斷迭代優(yōu)化學(xué)習(xí)路網(wǎng)。基于大數(shù)據(jù)，利用人工智能技術(shù)建立智能導(dǎo)引系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生選擇適合的學(xué)習(xí)路徑，精準(zhǔn)得到優(yōu)質(zhì)教師教學(xué)智慧，幫助學(xué)生開展高品質(zhì)個(gè)性化學(xué)習(xí)活動(dòng)。

由此可見，不能僅就技術(shù)談技術(shù)，而應(yīng)當(dāng)將各種技術(shù)的應(yīng)用放在課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)變革與創(chuàng)新的大框架下來(lái)統(tǒng)籌安排。

三、“人網(wǎng)融合”智慧學(xué)習(xí)新樣態(tài)構(gòu)建途徑

實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量個(gè)性化學(xué)習(xí)的前提條件，一是能夠精準(zhǔn)獲得學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果和過(guò)程兩個(gè)方面的數(shù)據(jù)，二是有符合大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)特征和實(shí)際需要的學(xué)習(xí)路徑及高質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，三是能夠根據(jù)學(xué)生的實(shí)際需要和個(gè)性特征，智能引導(dǎo)學(xué)生走適合自己的學(xué)習(xí)路徑，四是按照適合的學(xué)習(xí)路徑為學(xué)生精準(zhǔn)供給優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源等。

（一）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧學(xué)習(xí)基本原理

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的智慧學(xué)習(xí)基本原理

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧學(xué)習(xí)基本原理如圖2所示。首先，要有一套完整、精準(zhǔn)、科學(xué)的學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，基于該標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)采集學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)。基于大規(guī)模學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，通過(guò)深度學(xué)習(xí)方法，挖掘出群體學(xué)習(xí)者共性特征，并基于群體學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)不斷地迭代優(yōu)化共性學(xué)習(xí)特征。在此基礎(chǔ)上，再根據(jù)學(xué)習(xí)者個(gè)體學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)，遞進(jìn)式迭代挖掘和優(yōu)化學(xué)習(xí)者個(gè)性畫像。其次，依據(jù)知識(shí)與能力圖譜，基于學(xué)習(xí)者共性特征、學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)者畫像，動(dòng)態(tài)規(guī)劃出共性學(xué)習(xí)路徑集，并按照每個(gè)路徑的實(shí)際需要迭代構(gòu)建和優(yōu)化學(xué)習(xí)支撐資源。學(xué)習(xí)路徑集及相應(yīng)的學(xué)習(xí)支撐資源，統(tǒng)稱為學(xué)習(xí)路網(wǎng)。第三，基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)者個(gè)性畫像和智慧學(xué)習(xí)路網(wǎng)，依據(jù)所規(guī)劃的共性學(xué)習(xí)路徑，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者完成個(gè)性化學(xué)習(xí)活動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，逐步迭代創(chuàng)建和優(yōu)化學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，進(jìn)一步提升個(gè)性化學(xué)習(xí)品質(zhì)。第四，基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)結(jié)果和過(guò)程大數(shù)據(jù)，迭代構(gòu)建出學(xué)習(xí)者個(gè)性化知識(shí)與能力圖譜，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)明確方向。

（二）依據(jù)知識(shí)與能力圖譜采集學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)

針對(duì)教師課堂教學(xué)和學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)不同階段和類別的活動(dòng)，應(yīng)采集的大數(shù)據(jù)類別也不盡相同。但無(wú)論是教師教學(xué)還是學(xué)生學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)，都應(yīng)從結(jié)果和過(guò)程兩個(gè)方面采集和匯聚。

目前，大多數(shù)學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)主要是通過(guò)各類考試、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)及作業(yè)等途徑采集的。絕大多數(shù)測(cè)試題，是出題人根據(jù)考試的導(dǎo)向準(zhǔn)備出來(lái)的。即便是有課程標(biāo)準(zhǔn)，也只是闡述了知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，對(duì)于知識(shí)點(diǎn)到底能夠解決哪些問題，問題與知識(shí)點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并未十分清楚的給出。僅靠這種方式獲得的學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)，難以科學(xué)、準(zhǔn)確、完整地測(cè)量出學(xué)習(xí)者知識(shí)掌握程度、問題解決能力體系形成程度，以及能力與知識(shí)之間對(duì)應(yīng)關(guān)系等。因此，以此為基礎(chǔ)，教師所做的教學(xué)活動(dòng)安排和學(xué)生所選擇的學(xué)習(xí)路徑，往往很難以與學(xué)習(xí)者個(gè)性化需求精準(zhǔn)匹配。

對(duì)于結(jié)果大數(shù)據(jù)，不論是學(xué)生學(xué)習(xí)還是教師教學(xué)，都需要有完整、精準(zhǔn)、科學(xué)衡量的標(biāo)準(zhǔn)。比如，學(xué)生學(xué)習(xí)，衡量?jī)?yōu)劣最佳的辦法是通過(guò)問題解決和任務(wù)完成等獲得。最直接的辦法是讓學(xué)生將每—個(gè)知識(shí)點(diǎn)所有的題做一遍，所有的任務(wù)完成一遍，但這是不可能的事情。一個(gè)知識(shí)點(diǎn)可能會(huì)準(zhǔn)備出成千上萬(wàn)道題或任務(wù)，不可能讓學(xué)生全部都做或完成。因此，最關(guān)鍵的是能否找到內(nèi)核題、任務(wù)。所謂內(nèi)核題和任務(wù)，是指能夠完全覆蓋各種變化情況的題和任務(wù)的最小集，多一個(gè)就重復(fù)了，少一個(gè)就缺項(xiàng)。

內(nèi)核題和任務(wù)，以及相應(yīng)的解決和完成方法體系就是學(xué)習(xí)目標(biāo)的量化標(biāo)準(zhǔn)，也就是該知識(shí)點(diǎn)的知識(shí)與能力圖譜。知識(shí)與能力圖譜的核心思想是，將以知識(shí)為線索的學(xué)習(xí)調(diào)整為以問題或任務(wù)為線索。將解決問題、完成任務(wù)的基本方法、規(guī)律和策略等，按照問題和任務(wù)分層、分類建立體系，并將與之有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)建立聯(lián)系。基于知識(shí)與能力圖譜，通過(guò)采集學(xué)生每個(gè)問題做的對(duì)錯(cuò)和解決問題所掌握方法情況，每個(gè)任務(wù)完成和所掌握完成任務(wù)方法情況，為每個(gè)學(xué)生建立系統(tǒng)、精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)結(jié)果大數(shù)據(jù)。

對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程大數(shù)據(jù)，需要明確可能的教學(xué)和學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)路徑集，作為采集過(guò)程大數(shù)據(jù)的依據(jù)。以知識(shí)學(xué)習(xí)為例，可能的路徑有三種基本類型，聽講、自主和探究。每種基本類型，又有多種具體實(shí)施路徑，比如聽講方式學(xué)習(xí)，教師既可以啟發(fā)式探究講，也可以直接講解知識(shí)。直接講解知識(shí)，既可以概要性講解，也可以詳細(xì)講解等。因此，應(yīng)按照不同學(xué)習(xí)路徑，建立學(xué)習(xí)方式大數(shù)據(jù)庫(kù)，并為每—個(gè)學(xué)生采集學(xué)習(xí)力式等過(guò)程性大數(shù)據(jù)。

（三）基于學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)構(gòu)建和優(yōu)化學(xué)習(xí)路網(wǎng)

高質(zhì)量個(gè)性化學(xué)習(xí)的核心特征是，能夠充分激發(fā)學(xué)習(xí)欲望讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生動(dòng)態(tài)了解自己的實(shí)際情況明確學(xué)習(xí)方向，學(xué)生能夠針對(duì)自己的實(shí)際問題選擇適合的方式、環(huán)境和學(xué)伴、得到最好老師指導(dǎo)完成學(xué)習(xí)活動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)這樣的教育新樣態(tài)，就必須提供疑難知識(shí)理解與體驗(yàn)探究支撐手段，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)狀況并做出動(dòng)態(tài)調(diào)整，能夠?qū)?yōu)秀教師供給每一個(gè)學(xué)習(xí)者。這樣的教育新樣態(tài)，在常規(guī)條件下實(shí)施起來(lái)是非常困難的，甚至是不可能的。

已有個(gè)性化學(xué)習(xí)能夠獲得的資源主要是微課程、網(wǎng)絡(luò)課程或網(wǎng)絡(luò)資源等，盡管數(shù)量上非常豐富，但基本上是堆積式的，無(wú)論采用什么樣的人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)，都很難按照不同層次學(xué)習(xí)者的實(shí)際需要提供適合的學(xué)習(xí)路徑和精準(zhǔn)的資源。

要解決這一問題，必須將優(yōu)秀教師的教學(xué)智慧充分挖掘出來(lái)，建設(shè)學(xué)習(xí)路網(wǎng)資源，按照學(xué)習(xí)者的需求供給優(yōu)質(zhì)智慧資源。但問題是，學(xué)習(xí)者的真實(shí)需求如何判定，依據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)挖掘教師教學(xué)智慧。這就需要將群體學(xué)習(xí)者的共性學(xué)習(xí)規(guī)律找出來(lái)，找出可能的共性學(xué)習(xí)路徑和需求，按照需求匯聚教師教學(xué)智慧，并不斷遞進(jìn)式迭代提升。而人工智能、大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)，為問題解決提供了可行的途徑。

智慧學(xué)習(xí)路網(wǎng)是針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，借助人工智能等技術(shù)，以知識(shí)與能力圖譜為線索，依據(jù)群體學(xué)生共性特征和學(xué)習(xí)實(shí)際需要，所構(gòu)建出的學(xué)習(xí)路徑集以及與所有學(xué)習(xí)路徑相匹配的學(xué)習(xí)支撐資源等。學(xué)習(xí)路網(wǎng)應(yīng)重點(diǎn)匯聚信息技術(shù)支持疑難知識(shí)深度、感悟與探究知識(shí)，以及基于數(shù)據(jù)的教學(xué)調(diào)整與個(gè)性化學(xué)習(xí)方面的支撐資源。應(yīng)盡可能體現(xiàn)資源與工具軟件對(duì)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)和思維能力培養(yǎng)方面的支撐作用。智慧學(xué)習(xí)路網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，沒有優(yōu)質(zhì)、完備的學(xué)習(xí)路網(wǎng)，個(gè)性化學(xué)習(xí)是無(wú)法全面實(shí)現(xiàn)的。

一般情況下，按照不同學(xué)習(xí)路徑所準(zhǔn)備的微課（教師指導(dǎo)、講解、答疑等）、優(yōu)秀學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)分享視頻和作品，學(xué)習(xí)工具、仿真實(shí)驗(yàn)室等交互資源，在實(shí)際課堂教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，完全滿足所有學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的不同需要是很困難的。

因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)大規(guī)模學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間的使用數(shù)據(jù)，借助大數(shù)據(jù)和人工智能挖掘等技術(shù)，迭代挖掘問題，給出路網(wǎng)中學(xué)習(xí)路徑及支撐資源優(yōu)化方向，在此基礎(chǔ)上，按照需要進(jìn)一步挖掘名師教學(xué)智慧，優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑，提高支撐資源品質(zhì)。如圖3所示。

基本大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)路網(wǎng)優(yōu)化

要想建設(shè)完整、優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)路網(wǎng)，梳理和構(gòu)建學(xué)科知識(shí)與能力圖譜是基礎(chǔ)保障，找出解決學(xué)生學(xué)習(xí)共性問題的有效途徑和方法是關(guān)鍵，貫穿全過(guò)程盡可能安排機(jī)會(huì)提升學(xué)生系統(tǒng)思維能力及創(chuàng)新思維能力是難點(diǎn)。應(yīng)按照不同體系所形成的學(xué)習(xí)路徑，有針對(duì)性地建設(shè)學(xué)習(xí)路網(wǎng)資源。