智慧教學環境下的學生能力獲得策略研究

任麗君 李丙春

[摘要]信息技術的飛速發展為學習模式的智慧性變革提供了進步的階梯，智能化是其順應發展的必然選擇。在教學環境創新發展的背景下，信息的聚集與共享、教學的個性化、教學過程的互動性以及知識的意義建構成為其顯著特征，然而作為學習主體的學生，在這技術變革過程中以信息素養為載體所獲得的能力并未取得預期成效。基于此，文章通過分析智慧教學環境的發展、演變，充分發揮智慧教學環境的作用，著眼于學生能力的獲得和信息素養的提升，從教師、智慧校園建設、評價體系等方面提出對策，以實現教學最優化的目標。

[關鍵詞]智慧教學;學生能力獲得;創新發展;策略

2019年5月16日，國際人工智能與教育大會在北京召開[1]。習近平總書記向大會致賀信并提出，中國高度重視人工智能對教育的深刻影響，積極推動人工智能和教育深度融合，促進教育變革創新，充分發揮人工智能優勢，加快發展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育[2]。信息技術的飛速發展，智能終端設備的普及率直線攀升，無線網絡和4G通信的常態化，加之5G時代正逐漸來臨，人工智能已應用到各個領域，教育領域也迫切需要技術加持，傳統的教學環境、教學模式發生了改變。我國逐步滿足人民日益增長的接受高質量教育的需要，這對學生能力獲得有重要意義。當下，教與學智能識別技術、學習者學習分析技術以及基于個性化學習等人工智能技術的新應用正促使教與學發生變遷[3]。“教育+技術”成為建設高質量教育體系這一改革目標的動能。因此，本文基于人工智能環境，從智慧學習視角來研究學生能力獲得策略具有前瞻性和創新性。

一、教學環境的創新發展

技術原始創新是轉型發展的重要杠桿[4]。人工智能既是學習的科學，又是教育的技術。分布式認知的交互關系模型中的各要素協調聯動，耦合發展，即各自之間獨立發展，又交互發展，共同發揮作用。在人工智能時代，教育環境要植根現實需求來創新教育技術，致力于教育領域的技術原始創新，推進技術與教育雙向深度的有效融合，切實發揮信息技術變革教育的革命性力量。值得關注的是，學生解決問題的能力不僅來源于教師和家長所傳授的直接經驗，更為直接有效的是來自高能力的同伴的影響。我們需要關注學生微觀層面和宏觀層面的相互作用，即個體構建和社會文化相互作用所產生的公共建構。

（一）教育技術學視野中的智慧教育

教育信息化中的智慧教育主要表現為以下五個方面：環境氛圍的智慧化，如智慧校園、智慧教室、智慧實驗室、智慧圖書館、智慧辦公室、智慧場館等;媒體的智慧化，如智慧電視、智慧黑板、智慧機器人、智慧攝像機、智慧手機等;技術的智慧化，如云計算、大數據、物聯網、人工智能、機器人等技術的迅速發展，極大地提升了硬件和軟件的“智慧”程度;資源的智慧化，如智慧課程、智慧微課、智慧課堂等;手段和方法的智慧化，如智慧教學、智慧學習、智慧教研、智慧創新方法等。

（二）教學平臺

教學平臺通過3DMAX創建系統模型以及系統主界面設計，利用C#語言進行腳本設計，借助Unity3D平臺進行整合，達到虛擬仿真物理中的天體運動、電子實驗效果，并模擬化學實驗中物質之間發生化學反應的過程和反應所帶來的微觀變化。教學平臺因節能環保、生動還原實驗過程且交互性強等優勢深受學生和教師歡迎。基于Unity3D虛擬現實技術的實驗室為學生提供了個性化、互動性強的學習體驗，通過模擬讓理化實驗形象化，達到體驗式學習的效果。有意義的教學情境會加深學生融入知識學習過程的程度，從而進行意義構建，激發學生的學習興趣，調動其學習積極性，學生領會知識的學習過程被賦予積極的情感體驗。

（三）教學軟件

眾多教育類App已實現師生互聯，教學資源在其中呈現，課程中會設置相應的師生互動環節，有利于學生注意力的保持，并且有助于其理清學習重點并加深記憶。教師通過線上提交、批改作業，形成數據分析的精準反饋，根據每個學生的學習結果進行有針對性的個性化輔導。另外，教學軟件的上課時間也相對靈活，教師可根據學生的知識點掌握情況進行靈活點播。

二、信息時代教學方式的發展與演變

教育教學的信息化不等于PPT、校園網、慕課（MOOC）的簡單相加，其要向各類教育信息的更高境界融合發展發力，發揮技術的價值，以提高教學質量，促進學生的全面發展為落腳點。“創新是引領發展的第一動力，科技是戰勝困難的有力武器。”我們要不斷加強教育和科技融合，加強教育科技創新，促進教育教學方式創新，提高學生的創新能力。

（二）智慧教學

隨著“互聯網+”時代的到來以及人工智能的快速發展，眾多開放式、智能化的教學平臺迅速得到發展。在新高考改革背景下，教師需要從單一的關注分數變化轉向關注學生全面而有個性的發展。如何更精準地了解學生的學業情況，在不增加學生學習負擔的前提下，進一步幫助學生實現能力提升，成為智慧教學改進的焦點。

“人工智能+教育”打造精準的教與學方式，大數據精準教學系統可以個性化反饋學生的真實學情，家校聯合互動也更加科學化、精確化。這一教學環境的創新性發展極大地提高了教師的工作效率，也提升了教學質量。精準教學，教師可以準確“把脈”學生，并通過周期性的專題講座進行指導，讓學生了解自我，達到“讓每個學生都來有所學，學有所得，得有所長”的效果。

三、智慧教學環境下學生的能力發展

智慧教育有助于實現人的尊嚴、自由和權利的內在價值，使人類的本質力量得以延伸。而實現智慧教育的關鍵，是如何借助智慧的理念、技術和方法等激發學生的求知欲和創造力。筆者認為，這應把發力點放在信息素養的提高上，以信息化催生智能化，助力教育發展。

（一）學生信息素養現狀

信息素養具有普遍性、層次性、實踐性[5]。信息素養是每個社會公民生活在信息社會不可或缺的一種廣泛的素質。信息領域的開放性為學生自我獲取信息、掌握信息技能、了解信息道德提供了便利。信息素養的層次性隨著個體知識與能力的發展不斷變化。信息素養的實踐性表明操作能力的強弱是衡量個體信息素養的重要尺度，其次是信息意識情感，理論的價值往往只能通過正確指導實踐才可以充分彰顯。

近年來，論文抄襲等學術不端現象作為頭條熱點充斥大眾的視野，這不僅使學術環境受到負面影響，而且貶低學術研究的價值......學生是未來社會進步的后備高素質力量，發生類似的事件無疑是社會的損失。筆者由此得出思考：教育能否讓人更智慧？筆者認為，從學生內部發力是解決問題的有效途徑之一。相關部門在實施教育教學的過程中將注意力向學生信息化素養、心理抗壓等能力的獲得方面傾斜，有效降低這類風險發生的概率。

（二）提升學生信息素養的對策與建議

1.教師層面

教師是智慧教育的首要實踐者，是智慧校園的“核心人力”[6]。學生感知的教師行為、策略支持可以增強學生的自我效能感。首先，教師要提高自身信息素養，加強“信息素養教育”培訓。其次，教師應該積極轉變教育觀念，把培養學生的信息素養和創造力融入專業課程教學，同時兼顧情感支持對學生學習的重要作用，在互動中關心并支持學生，激勵學生克服焦慮與學習倦怠感，增加行為、認知、情感的投入，引導學生智慧創新。最后，教師應當遵循“思維互動是核心，情感互動為基礎、行為互動為表現”的指導[7]。

教師的教學方式要隨著教育教學中信息技術的有效整合而改變，使用信息技術創造合適的學習環境，立足“循證實踐”。教師要注重教學過程的證據收集，提高自身分析能力和洞察力，兼顧不同主體的學習風格，增強學生的學習力，課程設計要“滋養整個大腦”，注重提高每節課的質量。在知識深化和知識創造階段，現代化教學工具扮演的是加強任務和提高學習成效的角色，旨在營造有利的學習環境為學生發展服務。因為人的精力有限，而機器也有其專長，教師可引導學生把一些非生產性的認知載荷轉到制品上，把精力投入在能力獲得上。在這個過程中，教與學形成一種以創造性思維為核心的現代化教學模式，基于問題而不僅基于知識點，從而達成知識與技能、能力咬合的效果。

2.智慧校園建設

我們把智慧校園建設作為實現智慧教育的著力點，讓智慧教育的實施有所依托。數字校園建設聚焦“云資源、云課堂與云端學校”，“云”服務保障了后疫情時代在線教學的有序開展，打破了時間和空間的限制，資源共享的實時性在一定程度上促進了教育公平。數據表明，在新冠肺炎疫情突發的情況下，2020年春季線上教學過程中，慕課（MOOC）占據所有線上教學資源的40%，由于互聯網的普及，以往網絡難以觸達地區的學生也可以享受到優越的在線教育資源，實現了“停課不停學”的目標，線上、線下相結合的教學模式也得到了充分實踐。如何讓“教育插上技術的翅膀”成為教育技術需要考慮的一大問題，從而做到從“教育技術化到能力提升”的跨越發展，培養智慧型創新人才。全場景錄播、全生態互動的理念助力高校構建智慧云端教育新視界，其中，教考融合教室、4K錄播教室、輕錄播教室、協作互動教室，有利于打造“教學考評管”的資源整合閉環模式，生動地呈現教學的過程和細節，錄播可深度還原教學過程，有助于師生反思教學和意義反饋，助力雙向減負。而空中課堂的搭建拓展了教學空間，豐富了教學資源，改進了教學模式，助力我國高質量復合型人才的培養。此外，智慧校園建設不能忽視特色的形成與發展，我們要以校園文化、特色項目為著眼點，積極創辦特色學校，從而形成影響力，實現智慧校園健康平穩發展。

3.改革評價體系

時代是思想之母，實踐是理論之源。因此我們一定要牢牢把握教育的根本目標，以立德樹人作為教育的根本任務，把提高學生的綜合素質、培養全面發展的人作為長期堅持的指導思想，以提高學生的信息素養和創造力為著力點，在學校這一陣地上把課堂教學作為“樹人”的抓手，使教育在實踐的過程中不斷發展和完善。人工智能時代，人才的培養應當反映智能時代“智能泛在”的特點，時刻要明確的是—教育的主要任務是知識的生產，而不僅是傳遞與繼承，其歸根結底是要發展學生的四大核心能力，即批判性思維、協作能力、交流能力和創造力。

評價是所有成功教學的基礎。創新思維的真正內化，不應只是簡單的“學習—測試”范式，教師要為學生創設可以自動調用思維的真實情景，其可利用智能技術、人工智能大數據等現代化技術有效助推課程教學與學生能力提升的動態評估。按照教育測量與評價的內容，其可以劃分為智力測量與評價、能力傾向測量與評價、成就測量與評價、人格測量與評價。學習投入包括三個維度：認知投入、情感投入、行為投入。我們在建設高質量教育體系的過程中應該對學生進行全面精準的評價，注重過程性評價和階段性評價，挖掘學生多方面的潛能，同時應注意情感領域的“價值復合體形成的性格化”評價，這是因為外部行為反應內部構想。能力水平是重要的教育成效指標，我們通過大數據、多模態賦能教育評價，得到更精準的認知或情感反應，并通過遞歸算法思想即可實現知識技能短板的探尋，幫助學生認識自身的學習風格和偏好。這是提供個性化學習服務的重要依據。人工智能的目的是讓機器可以具備“類人”的能力，學生的學習能力獲得是一個動態生成的過程，在發展目標轉化決策準則的指導下，人工智能借助人工神經網絡的深度學習算法判定學生學習模式存在的問題，并做出適時調整，以朝著使學生更好發展的方向發力。

四、結語

筆者從科技發展的環境和新時代科技發展背景下日益增長的教育領域對科技結合的需要，探討教育教學環境的創新發展，發現科學技術在教育領域的滲透引發信息時代教學方式的深刻變革，出現了教學方法不協調和教學目標錯位等問題，從教師、智慧校園建設、評價體系三方面提出相應的對策與建議，致力于提升學生信息素養和能力獲得，力圖在智慧教學環境下幫助學生實現從知識獲得到能力提升的跨越。在未來的研究中，相關部門可將虛擬仿真技術融入具體的課堂教學實踐，讓科技的力量通過課堂促進每個學生的成長與進步，激發學生的自主性，提高學生的學習效率，讓學生的能力在參與和遷移中自然獲得。

[參考文獻]

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[2]新華網.習近平向國際人工智能與教育大會致賀信[EB/OL].（2019-05-16）[2021-06-30].http：//www.xinhuanet.com/video/2019-05/16/c_1210135975.htm.

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[7]胡衛平，王雪微，李亞丹.教育神經科學背景下的思維活動課程研究：從創新思維活動課程到學思維活動課程[J].現代教育技術，2021（05）：28-36.

[作者簡介]任麗君（1996—），女，山西交口人，喀什大學教育科學學院碩士研究生;李丙春（1971—），男，四川渠縣人，喀什大學計算機科學與技術學院教授。