人工智能技術(shù)在信息技術(shù)教學(xué)中的使用

岳靚麗

摘?要：智能時(shí)代對(duì)信息技術(shù)課程教學(xué)和人才培養(yǎng)提出了全新的要求與挑戰(zhàn)。同時(shí)，國(guó)家和教育部在2018年也發(fā)布了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》。信息技術(shù)課程智能化的提出既順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展，也響應(yīng)了國(guó)家和教育部的號(hào)召。信息技術(shù)課程智能化建設(shè)是信息技術(shù)課程教學(xué)與人工智能新技術(shù)融合發(fā)展、相互賦能的系統(tǒng)工程。智能時(shí)代下的信息技術(shù)課程體系建設(shè)需要把握好教師、學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中扮演的角色以及信息技術(shù)課程體系建設(shè)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);人工智能技術(shù);教學(xué);教師

一、緒論

自20世紀(jì)50年代以來(lái)，人工智能技術(shù)日漸成熟，2018年，教育部發(fā)布《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確要求完善課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)，使中小學(xué)信息技術(shù)課程能夠充分適應(yīng)信息化時(shí)代、智能化時(shí)代發(fā)展需要。人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，引起了各方高度關(guān)注與重視。人工智能技術(shù)將會(huì)給信息技術(shù)課堂注入哪些新活力？智能化的信息技術(shù)課程體系建設(shè)又將面臨著哪些問(wèn)題？上述問(wèn)題促使教育教學(xué)工作者不斷進(jìn)行反思。本文將圍繞著這些問(wèn)題進(jìn)行初步探討。

二、信息技術(shù)課程智能化的必要性

（一）變革教學(xué)方法，提升教學(xué)藝術(shù)

人工智能時(shí)代的信息技術(shù)課程設(shè)計(jì)中的教學(xué)目標(biāo)更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)與軟技能。如果將硬技能定義為與特定的學(xué)習(xí)任務(wù)、領(lǐng)域、專業(yè)相關(guān)的技能，如計(jì)算機(jī)操作，具有外顯和量化等特征，那軟技能則是一種內(nèi)隱的、常見的、能夠遷移到所有職業(yè)與場(chǎng)合的能力，如人的發(fā)散性思維、辯證性思維、交往能力、表達(dá)能力、管理能力、意志力、受挫力、共情力、關(guān)切等。[1]邁入智能化時(shí)代，硬技能將逐日被智能機(jī)器及技術(shù)所取代，而軟技能將在教學(xué)領(lǐng)域中或工作生活中大放光彩。在20世紀(jì)末，智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)（Intelligence?Teaching?System，ITS）就進(jìn)入了教育教學(xué)研究領(lǐng)域的研究范圍。智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)是借助人工智能技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)扮演虛擬導(dǎo)師向?qū)W習(xí)者傳授知識(shí)、提供學(xué)習(xí)指導(dǎo)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)。[2]隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)在教育領(lǐng)域中為學(xué)習(xí)者提供硬技能的智能輔導(dǎo)得到了極大提升。例如，借助信息技術(shù)智能系統(tǒng)，將人工智能技術(shù)嵌入學(xué)校機(jī)房電腦中，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)時(shí)追蹤、搜集并處理數(shù)據(jù)。學(xué)生在機(jī)房學(xué)習(xí)的過(guò)程中，信息技術(shù)智能系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷學(xué)習(xí)者操作是否正誤、基礎(chǔ)知識(shí)的掌握等情況。通過(guò)大數(shù)據(jù)搜集與人工智能分析提出輔導(dǎo)建議，對(duì)于學(xué)習(xí)者的高頻錯(cuò)誤關(guān)鍵點(diǎn)給予提醒。信息技術(shù)智能系統(tǒng)可以使得教師擺脫重復(fù)的機(jī)械式勞動(dòng)，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的轉(zhuǎn)向。（從關(guān)注學(xué)生基礎(chǔ)技能操作轉(zhuǎn)向關(guān)注學(xué)生的信息素養(yǎng)與能力的提升。）從而進(jìn)一步地提升教學(xué)藝術(shù)。

（二）變革教學(xué)模式，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)

當(dāng)前，在人工智能技術(shù)支持下的移動(dòng)學(xué)習(xí)將成為現(xiàn)實(shí)，教師知識(shí)權(quán)威角色受到挑戰(zhàn)，以往傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)型教學(xué)模式也將退出歷史舞臺(tái)，以學(xué)生中心教師主導(dǎo)、人工智能輔助的教學(xué)模式將成為時(shí)代主流。在智能信息技術(shù)課堂上，教師可以隨時(shí)上傳學(xué)習(xí)視頻、參考習(xí)題、案例實(shí)操文本等課內(nèi)外資源。信息技術(shù)學(xué)科中的基礎(chǔ)性實(shí)操知識(shí)由人工智能產(chǎn)品進(jìn)行無(wú)固定場(chǎng)所、無(wú)固定時(shí)間、無(wú)固定地點(diǎn)的在線自主學(xué)習(xí)。教師則有更多的精力設(shè)計(jì)“靈性課程”，關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)造性思維、批判性思維、溝通能力等軟技能，深層次地與學(xué)生互動(dòng)交流。此外，教育智能化時(shí)代，基于大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)可以將知識(shí)呈現(xiàn)形式與場(chǎng)景融合，可以構(gòu)建知識(shí)呈現(xiàn)的“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景”。比如，通過(guò)非侵入性腦機(jī)接口“模擬真實(shí)人類教師實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、智能化地一對(duì)一教學(xué)”和“交互式情感感知調(diào)節(jié)”等，[3]使教學(xué)環(huán)境智能化，與學(xué)生產(chǎn)生更深層次的聯(lián)結(jié)。也可以創(chuàng)新教學(xué)對(duì)象與教學(xué)者之間的多種形態(tài)的連接，比如異步或同步的教學(xué)方式;還可以創(chuàng)設(shè)多種情景的教學(xué)環(huán)境，比如現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐、模擬實(shí)踐、虛擬實(shí)踐，現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景等的相互交錯(cuò)切換;突破信息技術(shù)課堂教學(xué)中時(shí)空限制，使多環(huán)節(jié)、多情景、多方式、多模式教學(xué)模式自由切換成為可能。

（三）變革學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

人工智能時(shí)代的來(lái)臨也意味著學(xué)生學(xué)習(xí)私人定制化時(shí)代的到來(lái)。也就是說(shuō)信息技術(shù)智能化的課程是根據(jù)學(xué)生的個(gè)體能力與水平制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、選擇其適宜的學(xué)習(xí)方式、并給予精準(zhǔn)及時(shí)反饋來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到強(qiáng)化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的目的。智能化的教學(xué)有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力原因有二：其一，就學(xué)生本身而言，在智能化的教學(xué)情境之中，學(xué)生將感到相對(duì)封閉而不受他人評(píng)判在學(xué)習(xí)的過(guò)程中不具負(fù)擔(dān)，并且在同人工智能機(jī)器溝通交流時(shí)，沒(méi)有傳統(tǒng)上面對(duì)教師溝通時(shí)的壓力，更不會(huì)產(chǎn)生懼怕感和愧疚感。[4]課程智能化有助于減輕學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。其二，就教學(xué)環(huán)境而言，智能化的教學(xué)環(huán)境的仿真性是傳統(tǒng)課堂教學(xué)無(wú)可比擬的。今后的課堂教學(xué)情景可以借助虛擬現(xiàn)實(shí)教具來(lái)呈現(xiàn)“真實(shí)”的學(xué)習(xí)場(chǎng)景，由于“虛擬技術(shù)經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的修補(bǔ)和強(qiáng)化，能仿真地、動(dòng)態(tài)地、綜合地、多維地虛擬現(xiàn)實(shí)，最終呈現(xiàn)出逼真度極高的立體世界”。由于虛擬技術(shù)設(shè)備在課堂上的使用可以使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的代入感，有利于學(xué)生對(duì)于直接知識(shí)的獲取。

三、信息技術(shù)課程智能化存在問(wèn)題的分析

（一）存在數(shù)字化勝任力滯后、“數(shù)字鴻溝”“智能鴻溝”等多重風(fēng)險(xiǎn)

通過(guò)對(duì)上海學(xué)生參加的PISA2012的結(jié)果進(jìn)行研究調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)雖然學(xué)生數(shù)字化閱讀成績(jī)和基于計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)估總體優(yōu)異，但數(shù)字化素養(yǎng)對(duì)該成果的貢獻(xiàn)力度不足，數(shù)字化學(xué)習(xí)技能中的問(wèn)題導(dǎo)向的瀏覽指標(biāo)顯著落后。[5]與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較來(lái)說(shuō)，我國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)課程教育內(nèi)容仍止步于“信息掃盲”階段。近期開展的一次在全國(guó)初中、小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)情況的調(diào)查，考察出存在學(xué)科核心素養(yǎng)不突出、課時(shí)安排不合理、教材內(nèi)容嚴(yán)重滯后、教師教學(xué)水平參差不齊等問(wèn)題。[6]同時(shí)，現(xiàn)如今“數(shù)字鴻溝”“智能鴻溝”等多重風(fēng)險(xiǎn)也不容樂(lè)觀。“數(shù)字鴻溝已經(jīng)從互聯(lián)網(wǎng)接入鴻溝演變?yōu)榧寄茗櫆虾褪褂螟櫆希磾?shù)字優(yōu)勢(shì)群體與缺乏數(shù)字化生存技能的弱勢(shì)群體之間的鴻溝。在信息技術(shù)課堂上，發(fā)達(dá)地區(qū)會(huì)重視學(xué)生個(gè)體以及他們身邊的媒介實(shí)踐、媒介格局和數(shù)字環(huán)境的變遷，對(duì)新媒介、新思想、數(shù)字素養(yǎng)培育極為敏銳，從而形成“智能鴻溝”。多重“鴻溝”的出現(xiàn)將會(huì)加劇區(qū)域間的差異。