人工智能時代高等院校教學創新探索

朱金龍

（長春師范大學，吉林 長春 130031）

隨著人工智能時代的來臨，人工智能與教育的深度融合使教師角色被賦予了新的時代內涵。在現階段，人工智能并不能取代教師完成教育教學工作，它只能在某些方面輔助教學或者提高教學質量。將人工智能技術引進教學，可以幫助教師提高教學的效果和質量，甚至可以讓教師從繁重的知識傳授中解放出來，從事更具創造性的德育和能力培養等工作。從現在教學中引入的人工智能技術使用情況來看，人工智能主要從以下三個方面改變著教育行業：教學模式、學習效率、學習體驗。

在高校教學工作中，教師需要做很多教學管理工作，如考核學生的課堂出勤情況，監督和掌握學生的聽課狀態及學習效果，根據學生個體差異采取針對性的教學手段，以及了解學生的思想狀況和心理狀態等。然而，教學班級人數過百，教師教學任務繁重，很難在課堂上兼顧所有學生的聽課狀態和學習效果，很難在課后掌握學生的學習情況并針對每個學生采取針對性的教學手段，很難及時關注學生的思想和心理狀況及學習困難等。如今，隨著人工智能技術的引入，這些問題都可以迎刃而解。人工智能技術可以幫助教師提高教學的時間利用率和授課效果，讓教師有更多時間和精力關心學生的思想和心理狀況，緩解學生的情緒和壓力，給學生做心理輔導，增強學生的學習動力等。本文將對現有的人工智能技術在教育領域的應用場景進行介紹。

一、AI 輔助高校教學技術切入點

（1）通過知識圖譜對課程內容進行分析，以盡可能少的題目囊括所有知識點。這一方法可以最簡單的方式來檢測學生的知識薄弱點，并根據測試結果進行針對性訓練，從而提高學生的學習效果。（2）根據學生學習的效果，結合平時訓練、測試的結果，評估學生的接受能力，針對不同學生的接受能力，為每一個學生精準地選擇最適合他的學習路徑。（3）通過預先制定學習策略，根據學生學習的動態效果，為其動態變換學習目標。（4）針對問題，系統追根溯源，按照知識的銜接性，找到前序知識盲點，并針對知識盲點進行強化訓練，從而循序漸進地解決問題。

二、AI 教學應用場景

高等院校在教學工作中引入人工智能技術，可以豐富教學內容，增強教學效果。高等院校教學融入人工智能技術，可以重構教學體系，促進教學創新，是未來教育的一種必然趨勢。

（1）自動批改作業：傳統的作業批改系統只能對選擇題、判斷題和填空題進行審核，但是隨著人工智能技術的應用，自然語言處理（NLP）技術的進步，人工智能技術可以針對文字段進行分析解讀，甚至提出修改意見，這將會大大提高教師的教學效率。（2）拍照搜題搜索答案：人工智能技術中計算機視覺（CV）是人工智能技術中發展最好的一個領域，其通過圖片文字識別（QQ）技術支持學生上傳問題照片，系統可以自動回饋答案，并根據學生的需求提供解題思路，為學生提供便利的學習渠道。這類軟件不僅能識別機打題目，而且對手寫題目的識別正確率也越來越高，目前已達到70%以上，大大提高了學生的學習效率。（3）課堂學習狀態跟蹤：在高校的課堂上，學生人數一般少則30 人左右，多則200 人左右。針對一個大型階梯教室，教師很難兼顧到各個角落里的學生的學習狀態。而智能圖像識別技術可以在后臺預先錄入課堂應到學生名單，現場通過攝像頭對教室內學生進行“刷臉”匹配，從而完成考勤。課堂上，它可以根據學生的頭部及五官的活動狀態、肢體的行為等分析學生的學習狀態，如學生閱讀、書寫、聽講、起立、舉手和趴桌子6 種行為，以及高興、反感、難過、害怕、驚訝、憤怒和中性7 種表情。智能圖像識別技術通過對這些信息的分析和總結，可以評估每位學生的聽課情況，并在每節課的相應時間會向設置在講臺上的顯示屏推送提醒，幫助教師及時掌握學生的聽課狀態。（4）教學體系反饋和評測：當學生查詢自己的成績時，系統會附上一份“診斷報告單”。學生可以通過這份報告了解自己對學科板塊知識點和能力點的掌握情況，還能查看對自己的優勢、劣勢的學科分析。這些數據可以對學生的學習成長過程與成效做出統計分析，診斷出學生知識結構、能力結構和學習需求的不同，從而幫助學生和教師獲取真實有效的診斷數據，找到提升學生成績的方法。（5）智能解答系統：在高校教學過程中，教師由于承擔多門課程，并且有科研、教研等諸多非教學任務，很難像高中、初中、小學那樣，可以隨時解答學生提出的問題。然而，隨著人工智能技術引入教學，學生可以在線進行咨詢，系統將會根據學生的問題自動為其解答，及時為學生答疑解惑，成為一個24 小時在線的答疑教師。

除此之外，個性化學習、智能學習反饋、機器人遠程支教等人工智能的教育應用也被看好。雖然目前人工智能技術在教育中的應用尚處于起步階段，但隨著人工智能技術的發展與進步，未來其在教育領域的應用程度或將加深，應用空間或許會更大。

三、結語

總之，隨著人工智能時代的來臨，人們的生活發生了巨大改變。在教育領域人工智能正引領一場偉大的變革風暴，讓教育從傳統的方式向一個新時代轉變，為高等教育增添了新的活力，為學生實現個性化學習和培養創新思維提供了動力。人工智能時代的教育教學，將根據學生特定的學習需求生成個性化、定制化的學習方案，并提供沉浸式的學習體驗和高度智能化的學習過程跟蹤服務，淘汰以往千篇一律的教學方式，真正地充分發揮每個學生的潛能。并且，在教學過程中它還可以提供智能分析、智能監管、智能策劃等服務，成為教師教學過程中的軍師、幫手。智能化教學的全面普及，可以大大提升教學環境的個性化服務水平，為實現泛在學習提供良好支持。