人工智能賦能培養大學生學習主動性的研究

[摘 要]人工智能技術的迅猛發展給教育帶來了新的挑戰與機遇，大學階段是學生從學校進入社會的過渡階段，學生學習主動性的培養尤為重要。本文探討了應用人工智能賦能培養學生學習主動性的方法，分析了人工智能賦能培養學生學習主動性面臨的挑戰，并提出應對策略，旨在通過人工智能賦能培養學生成為社會需要的高素質人才。

[關鍵詞]人工智能；學習主動性；教育改革

隨著科技的不斷發展，人工智能技術正逐漸滲透到各個領域，教育領域也不例外。在大學教學中，人工智能的應用為教學模式的創新和學生學習方式的轉變帶來了新的機遇。傳統的大學教學模式往往以教師為中心，學生處于被動接受知識的狀態。而高中階段的學習也大多以應試為導向，學生習慣于被動學習和回答問題。然而，大學生是社會主義事業的接班人、國家的建設者，因此在大學生的學習中應體現學習的主動性，使其具備較強的學習能力和思維能力，從傳統的被動學習模式，轉變為自主學習模式，突出學習主體，提升學習主動性，做有道德、有理想、有紀律、有文化的四有青年[1]。在大學教學中，如何利用人工智能技術實現學生學習方式的轉變，成為當前教育改革的重要課題。

一、大學階段培養學生學習主動性的重要性

培養學生學習主動性可以提升學生學習效率與效果。如果學生的學習動機是自我驅動的，學習內容是自己選擇的，學習策略是自主調節的，學習時間是自我計劃和管理的，學生能夠主動營造有利于學習的物質和社會條件，并能夠對學習結果作出自我判斷和評價，那么他的學習就是充分自主的[2]。這種學習方式能夠顯著提高學習效率，因為學生更有可能對所學內容保持興趣和專注，從而更好地理解和掌握知識。同時，主動學習還能促進深度思考，幫助學生構建更加牢固的知識體系。大學生通過主動學習，可以逐漸掌握自我管理和自我激勵的技巧，學會如何設定學習目標、制訂學習計劃、監控學習進度以及評估學習成果。這些能力將伴隨他們一生，無論未來從事何種職業，都能幫助他們持續成長和進步。

培養學生學習主動性可以增強學生的問題解決能力，促進學生個人興趣與潛能的發掘。主動學習鼓勵學生主動探索未知領域，面對挑戰和困難時積極尋求解決方案。在這個過程中，學生需要運用批判性思維、創新思維和邏輯推理等能力，不斷試錯和調整策略，最終找到問題的解決方案。這種經歷能夠極大地增強學生的問題解決能力，為他們未來的工作和生活打下堅實的基礎。主動學習允許學生根據自己的興趣和好奇心來選擇學習內容，這有助于他們發現自己真正的興趣和潛能所在。

培養學生學習主動性可以增強學生的社會適應能力，推進學生的職業發展。主動學習不僅限于學術領域，還包括社交、團隊合作、領導力等多方面的能力培養。在主動學習的過程中，學生需要與同學、老師以及行業專家進行交流與合作，這有助于他們提升溝通能力和團隊協作能力。同時，面對學習中的挑戰和失敗，學生也能學會如何調整心態、保持積極態度，從而增強自己的心理韌性和社會適應能力。具備主動學習能力的大學生能夠更快地適應職場的變化和挑戰，不斷學習新的知識和技能，提升自己的職業競爭力。

培養學生學習主動性可以提高教學質量，促進教學相長。當大學生具有學習主動性時，他們會積極參與課堂討論、提問，與教師和同學進行互動。這不僅能夠活躍課堂氣氛，還能促使教師不斷改進教學方法和內容，提高教學質量。大學生的主動學習可以為教師提供更多的教學資源和思路。他們在自主學習過程中發現的新問題、新觀點，可能會給教師帶來啟發，促進教學相長。

大學生主動學習的意義在于提升學習效率與效果、培養自主學習能力、增強問題解決能力、促進個人興趣與潛能的發掘、提高教學質量、促進教學相長以及增強社會適應能力。這些能力和素質將伴隨學生一生，為他們未來的成功奠定堅實的基礎。

二、人工智能賦能培養學生學習主動性的方法

人工智能在大學教學中的應用，一是智能教學平臺，其可以根據學生的學習情況和特點，為學生提供個性化的學習方案。二是智能輔導系統，其可以為學生提供實時的學習指導和反饋。當學生在學習過程中遇到問題時，系統可以及時給予解答和提示，幫助學生克服學習困難。三是虛擬現實與增強現實技術，其可以為學生創造沉浸式的學習環境，讓學生更加直觀地感受和理解知識。四是智能評估系統，其可以通過分析學生的作業、考試成績、課堂表現等數據，為教師提供詳細的評估報告，幫助教師更好地了解學生的學習情況，調整教學策略。依托人工智能在教學中的已有應用，可以通過以下方式培養學生的學習自主性。

（一）個性化學習推薦

教師可利用人工智能驅動的學習平臺，分析學生的學習行為、知識掌握程度和學習偏好。通過收集學生在學習過程中的數據，如答題時間、錯誤率、學習進度等，人工智能可以構建每個學生的個性化學習檔案。例如，當學生在在線學習平臺上完成一系列練習題后，人工智能系統可以根據學生的答題情況，分析出學生在哪些知識點上存在薄弱環節，以及學生的學習風格是偏向視覺型、聽覺型還是動手實踐型?；趯W生的個性化檔案，為學生制訂個性化的學習路徑。人工智能可以根據學生的具體情況，推薦最適合他們的學習資源，包括課程視頻、閱讀材料、練習題等。例如，如果一個學生在數學的積分部分表現較弱，系統可以推薦專門針對幾何的教學視頻、練習題集以及相關的拓展閱讀材料，幫助學生有針對性地提高這一領域的知識水平。在學生的學習過程中，人工智能可以根據學生的學習進展實時調整學習計劃。如果學生在某個知識點上的掌握程度提高了，系統就可以自動調整學習資源的難度和深度，確保學生始終處于適當的學習挑戰水平。例如，當學生連續正確回答了一組難度較高的數學題時，系統可以判斷學生在這個知識點上已經有了較好的掌握，進而推薦更具挑戰性的題目或引導學生深入學習相關的高級概念。

（二）智能輔導與反饋

人工智能聊天機器人可以隨時為學生提供答疑服務。學生在學習過程中遇到問題時，可以通過與聊天機器人對話，獲得及時的解答和指導。例如，學生在學習物理時對某個公式的應用有疑問，可以向聊天機器人提問，機器人會以簡潔明了的方式解釋公式的含義、使用方法以及相關的例題，幫助學生理解和掌握。人工智能技術的賦能為教育評價由“診斷性評價”向“反饋性評價”轉變提供了途徑[3]。人工智能可以自動批改學生的作業，不僅給出對錯判斷，還能提供詳細的反饋和改進建議。例如，對于一道數學計算題，人工智能批改系統可以分析數學方法的使用和計算的步驟等方面，給出具體的評價和修改建議。這樣學生可以及時了解自己的學習成果，發現問題并進行改進，從而提高學習的主動性和積極性。人工智能系統還可以跟蹤學生的學習進度，定期向學生和教師提供學習報告。報告中可以包括學生的學習時間、完成的任務、知識點掌握情況等信息。同時，系統還可以根據學生的學習表現給予適當的激勵，如虛擬獎勵、榮譽稱號等，從而激發學生的學習動力和主動性。

（三）虛擬現實與增強現實學習體驗

利用虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術，為學生創造沉浸式的學習環境，提升學生的學習興趣。VR技術可以為學生創造一個沉浸式的數學學習環境。例如，在學習幾何圖形時，學生可以仿佛置身于一個三維的空間中，近距離觀察各種立體圖形，如正方體、圓柱體、圓錐體等。這種身臨其境的感覺能讓抽象的數學概念變得更加直觀，從而激發學生的學習興趣。例如，學生可以在VR環境中繞著一個正方體行走，觀察它的各個面、棱和頂點，更好地理解正方體的特征。對于一些復雜的數學概念，VR可以將其可視化，增強學生理解能力。例如，在學習向量的加法和減法時，學生可以在VR環境中看到兩個向量的箭頭表示，通過拖動箭頭來直觀地感受向量的合成和分解過程。這種沉浸式的學習體驗可以激發學生的好奇心和探索欲望，提高他們的學習主動性。

VR和AR技術還可以創造互動式的學習場景，讓學生在虛擬環境中進行實踐操作和探索。例如，在學習函數圖像時，學生可以通過手勢操作來改變函數的參數，實時觀察函數圖像的變化。這種互動性的學習方式讓學生更加主動地參與學習過程，而不是被動地接受知識。

通過以上這些方法，人工智能可以為學生提供更加個性化、互動性和趣味性的學習體驗，從而培養學生的學習主動性，提高學習效果。

三、人工智能賦能培養學生學習主動性面臨的挑戰與策略

（一）人工智能技術應用的局限性

雖然人工智能技術在教育領域的應用前景極為廣闊，擁有著巨大的潛力與發展空間，有望為學生提供更加個性化、高效的學習體驗，推動教育模式的深刻變革。然而，就當前的實際情況而言，仍然存在著一些難以忽視的技術局限性。例如，智能教學平臺雖然為學生的學習提供了新的途徑與方式，但其個性化推薦算法還不夠完善，在實際運用中，可能無法精準地把握每一位學生獨特的學習需求，從而無法為學生提供完全契合其自身情況的學習資源與建議，影響學習效果的提升。再者，虛擬現實和增強現實技術作為極具創新性的教學手段，能夠為學生帶來沉浸式的學習體驗，但其成本較高，從硬件設備的購置到軟件的開發與維護，都需要投入大量的資金。這使得虛擬現實和增強現實技術在教育領域的普及程度受到了極大的限制。許多學校由于資金有限，無法大規模地引進這些技術，而家庭方面也可能因為成本過高無法為學生提供相應的學習設備。如此一來，學生接觸和使用這些先進技術的機會就大大減少，限制了他們在學習過程中對多元化學習資源的利用。

（二）人工智能的應用可能會改變教師的角色和教學方式

人工智能的應用需要加強對相關應用人員的培訓。引入新的科技雖然不能取代教師，但使用科技的教師能取代不使用科技的教師[4]。教師需要從傳統的知識傳授者轉變為學生學習的引導者和促進者。在過去的教育模式中，教師主要負責將知識灌輸給學生，學生則被動地接受。而在人工智能賦能的教育環境下，知識的獲取變得更加便捷，學生可以通過各種智能工具自主地獲取所需的信息。此時，教師的角色就需要發生重大轉變。他們不再是知識的唯一來源，而是要引導學生正確地使用人工智能工具進行學習，幫助學生在海量的信息中篩選出有價值的內容，培養學生的批判性思維和解決問題的能力。同時，教師還要促進學生在學習過程中的思考與探索，激發學生的學習興趣和創造力，讓學生在自主學習的過程中不斷成長和進步。這無疑對教師的專業素養和教學能力提出了更高的要求。教師不僅要具備扎實的學科知識，還要掌握先進的教育技術，了解學生的心理特點和學習需求，能夠靈活運用各種教學方法和策略，引導學生積極主動地參與學習。

（三）學生適應人工智能賦能教學模式需要時間成本和提升信息素養

對于長期習慣了傳統教學方式的學生來說，適應人工智能賦能的教學模式絕非一蹴而就之事，可能需要一定的時間和努力。在傳統的教學模式下，學生主要依賴教師的課堂講授和書本知識進行學習。教師在課堂上占據主導地位，學生被動地接受知識，學習的主動性和創造性相對較弱。而在人工智能賦能的教學模式下，學生需要學會利用智能教學平臺、智能輔導系統等先進工具進行自主學習和合作學習。這要求學生具備更高的信息素養和學習能力。他們需要熟練地操作各種智能設備，能夠在眾多的學習資源中準確地找到適合自己的內容，并有效地利用這些資源進行學習。同時，學生還需要學會與同學進行在線合作與交流，共同探討問題、分享學習心得，培養團隊合作精神和溝通能力。然而，這些能力的培養并非一朝一夕之功，學生需要花費一定的時間來適應這種新的教學模式，調整自己的學習方法和習慣。在這個過程中，學生可能會面臨一些困難和挑戰，例如對智能工具的不熟悉、自主學習能力的不足、合作學習經驗的缺乏等。但只要給予學生足夠的時間和支持，相信他們一定能夠逐漸適應人工智能賦能的教學模式，充分發揮自己的學習主動性，實現自身的全面發展。

四、應對挑戰的策略

（一）研發與優化人工智能技術

加大對智能教學平臺個性化推薦算法的研發投入。組織專業的技術團隊，深入研究學生的學習行為、興趣偏好和知識水平等因素，不斷改進算法模型，提高推薦的準確性和個性化程度。例如，可以引入深度學習技術，通過對大量學生學習數據的分析，更好地理解學生的需求，為其提供更加精準的學習資源和建議。鼓勵學生和教師積極反饋智能教學平臺的使用體驗和問題。設立專門的反饋渠道，如在線問卷、意見箱等，及時收集用戶的意見和建議，并將其反饋給技術開發團隊。技術團隊根據反饋信息，不斷優化平臺的功能和性能，提高用戶滿意度。學?？梢越M織教師和學生對這些技術的教學效果進行評估，了解其在提高學生學習興趣、增強學習效果等方面的作用。根據評估結果，調整技術的應用策略，提高技術的使用效益。降低虛擬現實和增強現實技術的成本。政府、企業和科研機構可以共同合作，加大對相關技術的研發力度，提高技術的成熟度和穩定性，降低生產成本。同時，可以探索新的商業模式，如通過租賃、共享等方式，讓更多的學校和學生能夠以較低的成本使用這些先進技術。

（二）推動教師角色和教學方式的改變

研究顯示，教師教學支持對大學生在線學習自主性的影響力度最大，大學生在線學習的自主性形成過程受到互動過程的顯著影響，這一互動過程是由教師的教學組織形式、學生對教學的參與、教師與學生的互動等情況構成的[5]。學?？梢越M織教師參加各種形式的培訓活動，如專題講座、工作坊、在線課程等，讓教師了解人工智能技術的基本原理、應用場景和教學方法。培訓內容可以包括智能教學平臺的使用、虛擬現實和增強現實技術的教學應用、數據分析與教學決策等方面，提高教師的技術應用能力。還要培養教師的引導和促進能力?？梢越M織教師參加教學方法培訓，學習如何引導學生自主學習、如何促進學生的合作學習、如何培養學生的創新思維等方面的教學方法。同時通過教學觀摩、案例分析等方式，讓教師相互學習、交流經驗，提高自身的教學水平。還可以建立教學資源共享平臺，讓教師可以分享自己的教學經驗、教學資源和教學案例。教師可以通過平臺相互學習、借鑒，提高教學質量。

（三）培養學生的信息素養和學習能力

學?？梢酝ㄟ^主題班會、講座等形式，向學生介紹人工智能賦能教學模式的特點和優勢，引導學生轉變學習觀念，認識到自主學習和合作學習的重要性。邀請優秀學生分享自己在人工智能賦能教學模式下的學習經驗和心得體會，激發學生的學習興趣和積極性。開設信息素養課程，讓學生了解信息的獲取、評價、管理和利用等方面的知識和技能。并通過實踐活動，如信息檢索比賽、數據分析項目等，讓學生在實際操作中提高自己的信息素養和學習能力。設立學習指導中心，為學生提供學習咨詢、學習規劃、學習方法指導等服務。學習指導中心可以配備專業的學習指導教師，根據學生的需求和特點，為其制訂個性化的學習計劃和學習方法，幫助學生更好地適應人工智能賦能教學模式。

結束語

人工智能賦能大學教學為學生從高中時的被動學習轉向主動學習，從回答問題到提出問題，從自己學習轉向合作解決問題提供了新的機遇和可能。通過智能教學平臺、智能輔導系統、虛擬現實與增強現實技術等人工智能工具的應用，可以激發學生的學習興趣和主動性，培養學生的問題意識和提出問題的能力，促進學生的合作學習和解決問題的能力。然而，人工智能賦能大學教學轉變也面臨著技術應用的局限性、教師角色的轉變和學生的適應能力等挑戰。為了應對這些挑戰，需要進一步研發與優化人工智能技術，推動教師角色和教學方式的改變，培養學生的信息素養和學習能力。只有這樣，才能充分發揮人工智能在大學教學中的作用，實現學生學習方式的轉變，培養出具有創新精神和實踐能力的高素質人才。

參考文獻

[1]鄔婉瑩.大學生在線自主學習模式優化策略[J].中國新通信，2022，24（12）：242-244.

[2]龐維國.自主學習：學與教的原理和策略[M].上海：華東師范大學出版社，2003.

[3]鄭永和，王一巖，楊淑豪.人工智能賦能教育評價：價值、挑戰與路徑[J].開放教育研究，2024，30（4）：4-10.

[4]張興莉，高明亮，金勁，等.探索人工智能技術在高等教育改革中的應用[J].科技資訊，2024，22（14）：203-206.

[5]王國明，畢妍，馬豪，等.在線教學中大學生學習自主性的水平及影響因素研究[J].教育考試與評價，2024（2）：30-37.

作者簡介：楊敏（1982— ），女，漢族，河南新鄉人，新鄉醫學院醫學工程學院，講師，碩士。

研究方向：數學與應用數學。

劉燕（1974— ），女，漢族，河南新鄉人，新鄉醫學院醫學工程學院，副教授，碩士。

研究方向：醫學數據分析。

通訊作者：徐永濤（1982— ），男，漢族，河北吳橋人，新鄉醫學院醫學工程學院，副教授，博士。

研究方向：醫學信息研究。

基金項目：新鄉醫學院本科高等教育類一般項目“人工智能背景下教學模式變革探索——以醫學高等數學為例”（項目編號：2024-XYJG-77）。

2024年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“‘醫理融合，醫工交叉’雙驅動模式下醫學大數據分析課程群建設研究與實踐”（項目編號：2024SJGLX0390）。