人工智能給教學帶來的新模式

陳新

【摘要】人工智能技術因為當前具備了大數據與云計算的發展得到了深入應用，特別是未來5G技術的普及，它將給社會很多行業帶來煥然一新的變化。教育領域也將因為人工智能技術的應用而帶來新模式和新變革。本文重點描述當前教學中存在的一些沖突問題，以及人工智能對于解決這些問題帶來的教學新模式和新應用。

【關鍵詞】人工智能 教學新模式

一、人工智能發展現狀及其應用方向

隨著智能終端的興起，特別是智能手機的普及應用，人人都成為實時產生數據的源頭，使得數據規模快速增加，數據種類變得繁雜眾多。同時，硬件計算性能當前也有了快速提高，兩者為人工智能的應用提供了數據與計算的條件，使得當前人工智能的應用得到飛速普及，應用于各個領域。但是，應該說機器人要成熟到完成一個教師所開展的各項教學任務，同時要獲得教師處理教學事務的能力和技巧還為時過早。可見，機器人要替代教師職業尚有待長期發展，但它的確可以替代教師工作中的某些方面工作。

二、當前教學中固有的沖突問題

1、師生資源沖突。

大多學校目前的師生資源比例情況是：一個班平均2個教師50個學生。這是一種比較失衡的資源比例，無法實現學生針對性的教育。當然一些經濟欠發達地區，這個資源比例可能會更加失衡。

2、師生知識結構沖突

教師與學生年齡差距較大，知識結構基礎也差別較大。教師側重自身所教授課程的知識結構，而學生是新時代的少年兒童，從小接受新生知識的洗禮，接收知識的渠道多，知識內容新鮮。教師的知識結構無法滿足學生的學習與求知欲望的要求。

3、教師成長與教學任務沖突

教師的成長途徑有：外部培訓、內部交流、自身學習。而教師的教學任務有：課堂教學、課后備課、作業批改、其它教學評比檢查等。目前，教學質量越好的地區，教師的教學任務自然就越重，結果也必然占用了教師大量的時間與精力，因而成長的空間就因為時間與精力的貧乏而被不斷壓縮，嚴重限制了成長的速度。

4、學生學業成長與教學手段沖突

作為完整性的學業成長，學校應當把握學生從幼兒園到大學中各個對應階段之前的學業情況，以便能夠對學生有個清晰的人物畫像，掌握學生的學業成長及心理成長。但目前學校采集數據的手段落后單一，基本是只記錄學生的階段性考試情況，很片面很零散，無法滿足對一個學生完整學業刻畫的需求。

三、人工智能在教學中的應用

1、解決個性化教學的需要

個性化教學就是要根據學生的興趣和偏好，以及所掌握的知識程度來設計針對性的教學方案，包括課程設計、課程表現形式、課后作業、課外知識補充等方方面面的內容。原來教師資源過于失衡，教師完全不可能針對眾多的學生來個性化設計課程。那么當前及未來的信息化時代，能夠獲取足夠多的學生在校數據，甚至校外生活的數據，那么利用人工智能技術就會針對每個學生設計一個個性化的教學方案。這將給教學帶來巨大的變革，給每個個體帶來適合自身成長的教育之路，也為教學公平鋪平了道路。

2、解決多學科多層次知識問答需要

當代小學生被稱為智能一代，同時，由于數字媒體信息傳播的豐富、全面和快速的特點，也造就了這一代學生的學習渠道多樣及知識面廣泛的特點。而相對年齡差距較大的教師則由于先天的成長經歷造成的知識結構，很難滿足這一代學生的知識需求。因而就需要借助當前構建知識圖譜的技術，把學生課程及所延伸的知識，按照所涉及的人、事、地、物和組織來構建知識圖譜。同時結合人工智能技術，形成智能問答，智能推薦和智能引導的智能學習輔助體系，從而滿足學生的數字化學習，以及多學科多層次的知識問答和學習的需要。

3、解放教師重復性教學工作

當前教師的教學任務十分繁重，不僅要完成課內的備課、授課和批改作業，還要完成各種教學輔助任務和行政檢查任務，造成教師的成長時間和空間受限。這就與學生不斷增長的知識結構相矛盾。為了釋放教師的教學任務，我們可以利用人工智能技術對一些重復性的工作進行智能化處理。比如，作業布置、作業批改、教案設計等都可以讓利用人工智能技術的智能系統來完成，而讓教師留更多時間去進行個人知識結構完善，教學手段優化，以及更多時間對學生開展情感融會、藝術熏陶和習慣培養。

4、精準掌握學生學業成長

傳統的學生檔案記錄是片面的和斷點的，未能反應一個學生的真實學習情況，更無法真實掌握學生的生理和心理成長情況。為此，我們要利用當前的信息科技來搜集學生從小學至大學的全過程學習數據。通過人工智能對各方面樣本數據進行訓練，形成多維度的人工智能識別能力，從而有效解釋與預測學生的學習表現。同時，也能根據掌握的學生狀況來確定學科教學目標，優化教學過程，調整教學策略。當然，除了學業數據，如果能利用各種智能穿戴設備、語音識別設備和眼球追蹤設備來收集更多學生的生理和心理行為數據，那么就能掌握學生的情感狀態和心理狀態，挖掘學生深層次的行為數據，從而更全面地掌握學生的學業和生活，有效促進學生的成長。

四、人工智能應用需要關注的問題

1、數據收集問題

除了利用OCR技術收集學生的作業、考試和其它一些培訓形成的紙質文本轉文字信息外，還可以在教室中裝配全景攝像頭、語言處理器和生理學傳感器，通過人臉識別技術、語音識別技術、眼球追蹤技術等等，以便收集和分析每一位學生在學校的生理、心理和行為數據，以便完整地掌握學生在學校的學習狀態和表現。在收集學生學校數據信息外，如果可能還可以考慮對學生的校外信息進行收集，比如通過智能手環、智能手表以及其它智能穿戴設備來收集學生的校外相關信息，以更全面地掌握學生的完整生活和學習情況。

2、數據安全問題

要能夠智能化，就必須要掌握數據。有了數據就必然引起數據隱私與數據安全的問題。學生的個人數據從學校的學業系統到畢業后的單位檔案系統，都必須保證整個數據生命期的數據安全。數據安全包括數據存儲安全、數據訪問安全和數據傳輸安全，每個方面都要有安全機制與策略，以確保數據不被違規使用、不泄漏、不丟失。

五、結束語

人工智能在教育領域的應用必然更加有效地提高學校的教育質量、促進社會教育公平。同時人工智能技術也為教育提供了新的教學方式，為教學問題提供了更多更好的解決方案。從而最終形成教學模式的改革和教育理念的變革。所以教師們需要不斷學習、不斷進步，創新教學思維與思路，才能與時俱進，才能不被淘汰。