人工智能時(shí)代下的現(xiàn)代教學(xué)

許曉鳳 西北師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)

一、序言

人工智能在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域變得越來越普及和有影響力,并對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。在教育領(lǐng)域,新知識(shí)數(shù)量的急劇增加、知識(shí)更新周期的縮短、知識(shí)的迅速擴(kuò)展、職業(yè)的頻繁變化和新的工作方法,使得人工智能對(duì)人才和教育模式的要求與傳統(tǒng)教育完全不同。教育如何應(yīng)對(duì)人工智能時(shí)代的到來？這就需要教學(xué)改革,順應(yīng)時(shí)代和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,進(jìn)行現(xiàn)代化的教學(xué)。

二、人工智能概述

人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI,該詞最初是在1956 年Dartmouth 學(xué)會(huì)上提出的。自人工智能誕生以來,其理論和技術(shù)日益成熟,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。正因?yàn)樵谶@樣的時(shí)代背景下,必須客觀的看待技術(shù)帶來的便利和存在需要改進(jìn)的方面。

1.人工智能時(shí)代帶來的便利

(1)促使生產(chǎn)方式趨向人性化；(2)個(gè)性化推薦；(3)增加人的自由時(shí)間,促進(jìn)人與社會(huì)的自由。

2.人工智能可能存在的問題

(1)信息壟斷；(2)數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)；(3)數(shù)字鴻溝。

在人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)等技術(shù)發(fā)展的今天，要想技術(shù)在教育領(lǐng)域真正發(fā)揮有利的作用，就必須為解決教育中存在的問題提供有效支持，不是簡(jiǎn)單的直接應(yīng)用技術(shù)，這樣的技術(shù)在教育的發(fā)展與進(jìn)步階段是無用的。同時(shí)要想從根本上解決教育問題，需要在技術(shù)的支持下，系統(tǒng)思考教育問題，只有解決技術(shù)與教育的融合問題，才彰顯技術(shù)帶來的實(shí)用價(jià)值。

三.人工智能時(shí)代下現(xiàn)代教學(xué)概述

(一)人工智能時(shí)代下的個(gè)性化學(xué)習(xí)模式

在人工智能時(shí)代,教師的角色是多樣化的。傳統(tǒng)的教學(xué)模式將難以適應(yīng)現(xiàn)代學(xué)生主體性發(fā)展和個(gè)性提升的需要。教師要探索新的教學(xué)模式,教師可以依托國(guó)家教育資源公共服務(wù)平臺(tái),從學(xué)科知識(shí)體系的梳理著手,獲取教學(xué)資源、或者自主開發(fā)優(yōu)質(zhì)微課程視頻來支持?jǐn)?shù)字化教和學(xué),讓學(xué)生依據(jù)自身學(xué)習(xí)情況選擇最適合自己的方式接受新知識(shí)，根據(jù)"先學(xué)后教、以學(xué)定教"原則,采取交互式學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)結(jié)合的教學(xué)方式促進(jìn)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的內(nèi)化、遷移和應(yīng)用,發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，采用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方式促進(jìn)學(xué)生知識(shí)的鞏固和拓展,養(yǎng)成師生數(shù)字化教與學(xué)的習(xí)慣,實(shí)施網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與面對(duì)面學(xué)習(xí)相結(jié)合的教學(xué)組織方式,針對(duì)學(xué)生自身的特點(diǎn)因材施教,滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要。

(二)人工智能時(shí)代下的智慧化教學(xué)模式

人工智能進(jìn)入教育領(lǐng)域后,技術(shù)支持資源和環(huán)境的變化促使教師以與學(xué)生學(xué)習(xí)方式相一致的方式進(jìn)行教學(xué)。智慧化教學(xué)模式以教師、學(xué)生、網(wǎng)絡(luò)空間為核心實(shí)現(xiàn)教師與工具、學(xué)生與工具、教師與學(xué)生的交互更加高效、開放和多元。伴隨著技術(shù)的發(fā)展、環(huán)境的改善、自適應(yīng)學(xué)習(xí)資源使得教學(xué)過程更加流暢、教學(xué)交互更加深入及時(shí)、教學(xué)效果更加明顯。從課前、課中到課后,智能化教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)在各個(gè)環(huán)節(jié)上都更加高效,圍繞人工智能發(fā)展帶來的變化構(gòu)建了智能化教學(xué)模式。

課前教師依托國(guó)家教育資源公共服務(wù)平臺(tái),從學(xué)科知識(shí)體系的梳理著手,獲取、重組和自主開發(fā)優(yōu)質(zhì)微課程視頻、問題解析和練習(xí)資源和數(shù)學(xué)工具類資源,然后將學(xué)習(xí)目標(biāo)、個(gè)性化的預(yù)習(xí)內(nèi)容推送至學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)空間,學(xué)生進(jìn)行自主預(yù)習(xí)。教師可遠(yuǎn)程監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡,根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、任務(wù)的完成度及時(shí)推送個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源,滿足學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求,并隨時(shí)提供遠(yuǎn)程輔導(dǎo)。所有學(xué)生完成課前預(yù)習(xí)時(shí),智能教學(xué)平臺(tái)自動(dòng)生成預(yù)習(xí)報(bào)告,教師可查看班級(jí)整體以及學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)情況,了解學(xué)生知識(shí)薄弱環(huán)節(jié),進(jìn)而調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計(jì)更具針對(duì)性的課堂活動(dòng)。

課中,教師首先依據(jù)智能平臺(tái)生成的分析報(bào)告,對(duì)學(xué)生課前的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng),總結(jié)學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中存在的共性問題,并給予問題指導(dǎo)。在授課過程中教師與學(xué)生的互動(dòng)也可以借助智能平臺(tái),學(xué)生可以與教師實(shí)時(shí)互動(dòng),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性,增強(qiáng)學(xué)生的參與度,使每一位學(xué)生都參與其中；教師可以通過借助智慧平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控，然后掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,有針對(duì)性的個(gè)性化指導(dǎo)。

課后,是學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)內(nèi)容進(jìn)一步深化的過程,智能平臺(tái)對(duì)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,智能判斷每個(gè)學(xué)生可能存在的知識(shí)難點(diǎn),提供依據(jù)學(xué)生的學(xué)情制定的個(gè)性化課后習(xí)題,學(xué)生也可以對(duì)于仍存在的疑問點(diǎn)在智慧平臺(tái)與教師溝通。教師可以在智慧教學(xué)平臺(tái)保存課堂中的生成性資源,分析自己的教學(xué)過程和學(xué)生的課堂表現(xiàn),及時(shí)反思,查漏補(bǔ)缺,實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)。

(三)人工智能時(shí)代下的教學(xué)支持

1.智慧教室的實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)的課堂在設(shè)計(jì)上布局單一,缺乏個(gè)性和特色,不利于師生互動(dòng),難以開展靈活多樣的教學(xué)活動(dòng)，此外,課堂的網(wǎng)絡(luò)配置既不能滿足教師對(duì)信息的多樣化需求,也不能滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)更深層次探索的需求。人工智能時(shí)代的智能教室根據(jù)學(xué)科和學(xué)生的特點(diǎn),通過各種設(shè)備的組合和配置,創(chuàng)造出不同的、更強(qiáng)大的智能學(xué)習(xí)支持環(huán)境。

智慧教室是優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)，便利學(xué)習(xí)資源獲取，促進(jìn)課堂及時(shí)深度互動(dòng)的新型教室，是探索課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，實(shí)踐智慧教育的技術(shù)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境，技術(shù)會(huì)影響教室環(huán)境內(nèi)發(fā)的各種互動(dòng)行為，從教學(xué)結(jié)構(gòu)來說，較之簡(jiǎn)易的多媒體教室，智慧教室環(huán)境下的課堂互動(dòng)是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，有利于教師和學(xué)生開展創(chuàng)造性教學(xué)活動(dòng)，在智慧教室中，學(xué)生既可以從環(huán)境中獲得資源和服務(wù)，也可以與環(huán)境進(jìn)行良好的互動(dòng)。

智能教室以云計(jì)算和大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將各種教育教學(xué)系統(tǒng)整合在統(tǒng)一的界面和統(tǒng)一的認(rèn)證教學(xué)應(yīng)用管理平臺(tái)上,實(shí)現(xiàn)物理環(huán)境和虛擬環(huán)境的整合,創(chuàng)建多樣化的學(xué)習(xí)模式,滿足不同學(xué)習(xí)者獨(dú)立、個(gè)性化、無處不在的學(xué)習(xí)需求。在智慧教室里,校園無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋構(gòu)成了無線網(wǎng)絡(luò)支持環(huán)境,使大量設(shè)備之間能夠進(jìn)行無縫連接,包括智能終端-顯示終端、智能終端-智能終端、智能終端-互聯(lián)網(wǎng)等,從而使在教學(xué)中教師與學(xué)生,學(xué)生與學(xué)生之間互動(dòng),形成易于使用且人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.智慧化教學(xué)平臺(tái)的支持

智能教學(xué)平臺(tái)是基于計(jì)算智能技術(shù)、學(xué)習(xí)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng),為教師和學(xué)生提供個(gè)性化的教與學(xué)。借助自適應(yīng)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù),教師、學(xué)生和家長(zhǎng)完全聯(lián)系在一起。師生開展在線教學(xué)、信息傳播和交流,有效整合在線學(xué)習(xí)空間中的資源獲取和重組,構(gòu)建個(gè)性化的混合學(xué)習(xí)環(huán)境。教師利用智能教學(xué)平臺(tái),運(yùn)用技術(shù)對(duì)不同學(xué)術(shù)水平和學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生進(jìn)行差異化學(xué)習(xí),根據(jù)不同的學(xué)習(xí)情境選擇不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生認(rèn)知和學(xué)習(xí)行為規(guī)律的研究,形成師生數(shù)字化教與學(xué)的習(xí)慣,形成師生數(shù)字化教與學(xué)的習(xí)慣。同時(shí),教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平,因材施教。

智能教學(xué)平臺(tái)可以收集大量數(shù)據(jù),它可以自動(dòng)適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,智能預(yù)測(cè)學(xué)生的能力水平,為學(xué)生推薦學(xué)習(xí)路徑,匹配學(xué)習(xí)資源,根據(jù)需要提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)材料,提高學(xué)習(xí)效率。它還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的全面跟蹤,不斷收集和記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的各種數(shù)據(jù),并自動(dòng)生成可視化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析圖表。學(xué)生可以通過查看學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)不足并及時(shí)調(diào)整。教師可以很好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃,深入分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),隨時(shí)監(jiān)控學(xué)生的發(fā)展,優(yōu)化教學(xué)過程。

四、結(jié)束語(yǔ)

在人工智能的時(shí)代背景下,教育教學(xué)研究和改革任重而道遠(yuǎn)。雖然教育信息化2.0 為我們指明了進(jìn)一步的工作方向，但是真正的通過技術(shù)給教育帶來的實(shí)質(zhì)性改變，仍有很多問題需要被解決。在教育領(lǐng)域,人工智能教學(xué)引領(lǐng)了一個(gè)新階段,教學(xué)要適應(yīng)智能科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,把教學(xué)放在智能科學(xué)技術(shù)的大背景下更新內(nèi)容,教師能夠掌握融合創(chuàng)新的方法，常態(tài)化開展應(yīng)用，用先進(jìn)的教學(xué)理念和方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和能力,同時(shí)要引領(lǐng)學(xué)生前進(jìn),要給學(xué)生留有適當(dāng)?shù)目臻g,讓他們學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考,這些也就是人工智能時(shí)代背景下教學(xué)不斷追求的目標(biāo)。