人工智能助力因材施教

付冰冰

當(dāng)今世界正進(jìn)入一場(chǎng)基于信息技術(shù)的變革當(dāng)中，隨著人類(lèi)社會(huì)逐步邁入信息工業(yè)4.0時(shí)代，人工智能信息技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的深度融合與發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)下的時(shí)代潮流和戰(zhàn)略發(fā)展方向。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等新技術(shù)新理念正深刻地影響著人們的生活，同時(shí)也深刻地影響著教育的發(fā)展。

在“全球人工智能與教育大數(shù)據(jù)峰會(huì)·2018”媒體見(jiàn)面會(huì)上，北京師范大學(xué)副校長(zhǎng)郝芳華表示，如果人工智能大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)能夠與教育進(jìn)行深度融合，毫無(wú)疑問(wèn)將深層次地推動(dòng)教育教學(xué)的改革與創(chuàng)新發(fā)展，進(jìn)而給未來(lái)教育帶來(lái)前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

打破傳統(tǒng)課堂“一刀切”局面

2017年全國(guó)智慧教育論壇化學(xué)分會(huì)場(chǎng)上，從教十余年的北京市第十二中胡小蒙老師正在帶領(lǐng)班里的學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這并不是胡小蒙第一次通過(guò)人工智能教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行授課。

與學(xué)生同時(shí)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，利用即時(shí)投影技術(shù)，既能避免學(xué)生接觸強(qiáng)腐蝕劑，同時(shí)又能看到講臺(tái)上和自己實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象。通過(guò)實(shí)時(shí)拍照與錄像功能，把分組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果展示給全班學(xué)生，并就實(shí)驗(yàn)結(jié)果與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)。

“在互動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，人工智能教育系統(tǒng)可以很好地實(shí)時(shí)呈現(xiàn)分組實(shí)驗(yàn)教育環(huán)節(jié)。此外，師生之間的討論與反饋也能夠馬上在課堂中加以運(yùn)用，擴(kuò)充了學(xué)習(xí)的素材。”胡小蒙告訴本刊記者。

這種課堂上的實(shí)時(shí)產(chǎn)生的豐富的生成性，是網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)的最大亮點(diǎn)。借助教育技術(shù)，能讓課堂上學(xué)生的看法、作品等，迅速成為課堂上討論的內(nèi)容，為教師節(jié)省了重復(fù)教學(xué)的時(shí)間，大大提高了課堂教學(xué)效率。

不僅如此，人工智能還能夠及時(shí)采集學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，針對(duì)學(xué)生試卷中的錯(cuò)題，推送精確的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。“有了這樣一個(gè)工具，學(xué)生可以針對(duì)自己的薄弱點(diǎn)去下功夫，復(fù)習(xí)起來(lái)有針對(duì)性，成績(jī)提高的速度也會(huì)加快。”

胡小蒙認(rèn)為，盡管現(xiàn)代教育技術(shù)并不是課堂上的內(nèi)核和精華，但不失為提高課堂教學(xué)效率的有效保障。

自新課改實(shí)施以來(lái)，每位學(xué)生學(xué)習(xí)的科目和領(lǐng)域各有側(cè)重，所面臨的問(wèn)題也不盡相同。胡小蒙認(rèn)為，教師在課堂上有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)是一方面，與此同時(shí)，基于人工智能基礎(chǔ)上的課下智慧教育平臺(tái)，也可以有方向性地滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求。課上、課下不再進(jìn)行“大鍋飯”式教育，讓學(xué)生重新?lián)碛羞x擇權(quán)，從而促進(jìn)學(xué)生全面、自主、有個(gè)性地發(fā)展。

大數(shù)據(jù)因材施教，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求

被業(yè)內(nèi)譽(yù)為教育信息化服務(wù)引領(lǐng)者的科大訊飛執(zhí)行總裁吳曉如向記者舉了這樣一個(gè)案例。

在日常學(xué)習(xí)過(guò)程中，有些同學(xué)能按照老師的教學(xué)步驟一步步往前走，往往可以取得80分以上的測(cè)驗(yàn)成績(jī)，他們被稱(chēng)為優(yōu)秀生。但是也有一些學(xué)生比較調(diào)皮，他們可能第一節(jié)課有10%的內(nèi)容聽(tīng)不懂，到了第三節(jié)課、第四節(jié)課，有20%—30%的內(nèi)容不懂。別的學(xué)生在期中考試時(shí)都拿到90分，他們只考了60分。

一次沒(méi)考好，不一定是“差生”，但如果連續(xù)兩三次考差，老師和家長(zhǎng)就很可能給他們貼上“差生”的標(biāo)簽。但也許這些學(xué)生未來(lái)在某些方面很有潛力。

面對(duì)這樣的問(wèn)題，人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)結(jié)合就可以發(fā)揮作用。將學(xué)生上課時(shí)的表現(xiàn)、課后的學(xué)習(xí)情況等轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)據(jù)就能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行“畫(huà)像”，讓老師和家長(zhǎng)依次定位學(xué)習(xí)盲區(qū)，提供個(gè)性化指導(dǎo)，讓“落后10%”不再成為瓶頸，那么，班級(jí)就不會(huì)再有“差生”。

“瓶頸”如何突破？從事教育工作十六載的云南師范大學(xué)附屬中學(xué)的年級(jí)主任付加國(guó)向記者展示了一組對(duì)比數(shù)據(jù)。付加國(guó)發(fā)現(xiàn)，使用智慧課堂系統(tǒng)一年來(lái)，他帶的兩個(gè)班級(jí)成績(jī)有大幅提升。

“我?guī)Я藘蓚€(gè)班，高二分班年級(jí)平均分是66.55，我的兩個(gè)班平均分是67.8和66.32，一個(gè)在年級(jí)平均分之上，一個(gè)在之下，成績(jī)中等。應(yīng)用智慧課堂半學(xué)期后，兩個(gè)班平均分比年級(jí)平均分高了1.5分多；一個(gè)學(xué)期之后，平均分高了3分多；這學(xué)期剛過(guò)去的期中考試，也就是一個(gè)半學(xué)期后，平均分高了5.5分。這兩個(gè)班級(jí)現(xiàn)在的物理成績(jī)一個(gè)是年級(jí)第一，另外一個(gè)是年級(jí)第二，這是真實(shí)而客觀的數(shù)據(jù)。而且我相信如果我們繼續(xù)用下去，越往后面它提高的空間還會(huì)越大。”

信息化技術(shù)的應(yīng)用，使得教學(xué)數(shù)據(jù)不只是狹義上的數(shù)據(jù)。在付加國(guó)看來(lái)，智課系統(tǒng)協(xié)助教師做了大量案頭分析工作，為教師節(jié)省了時(shí)間與精力。基于前期的大數(shù)據(jù)工作，教師可以在此基礎(chǔ)之上追本溯源，去幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中遇到的困難與問(wèn)題。

教育現(xiàn)代化需兼顧教育公平

近些年來(lái)，我國(guó)教育領(lǐng)域建設(shè)已取得長(zhǎng)足發(fā)展，但一些偏遠(yuǎn)山區(qū)仍然存在師資力量薄弱的現(xiàn)象。過(guò)去幾年里，遠(yuǎn)程教育雖然解決了某些方面的問(wèn)題，但只是單方面讓學(xué)生被動(dòng)地去接受教學(xué)，學(xué)生的興趣點(diǎn)并未得到開(kāi)發(fā)，學(xué)習(xí)效果不佳。

如何在教育現(xiàn)代化快速發(fā)展的同時(shí)，保障偏遠(yuǎn)山區(qū)的“祖國(guó)花朵”接受公平教育的權(quán)利？吳曉如認(rèn)為，遠(yuǎn)程教育的問(wèn)題出現(xiàn)在教和學(xué)之間未能形成閉環(huán)。而伴隨著人工智能技術(shù)的融入，老師和學(xué)生在進(jìn)行互動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)人工智能技術(shù)的實(shí)時(shí)的評(píng)價(jià)，可以讓孩子們能夠接受到老師和他教育學(xué)過(guò)程中的實(shí)時(shí)互動(dòng)反饋。

“這時(shí)候我們就看到原來(lái)的遠(yuǎn)程教學(xué)這種手段就被激活起來(lái)了。孩子們主動(dòng)學(xué)習(xí)的能動(dòng)性得到提升，課堂氛圍好，師生互動(dòng)率高。希望新技術(shù)帶給課堂的變化，能讓更多學(xué)生參與其中。”吳曉如表示。

回顧我國(guó)的教育發(fā)展歷程，教育公平始終是全社會(huì)廣泛關(guān)注的問(wèn)題，面對(duì)教育發(fā)展水平差異較大的現(xiàn)狀，要通過(guò)運(yùn)用、研發(fā)新的技術(shù)方法，去推動(dòng)優(yōu)質(zhì)資源的共享。

“現(xiàn)在我們也有一些技術(shù)在這方面進(jìn)行廣泛應(yīng)用，有的效果還不錯(cuò)，在真正解決教育公平問(wèn)題上，還需要繼續(xù)探索。”出席“全球人工智能與教育大數(shù)據(jù)·2018”峰會(huì)的北京師范大學(xué)校長(zhǎng)董奇表示。“我相信教育的現(xiàn)代化需要應(yīng)用最新的科技手段去助推目標(biāo)的達(dá)到。而實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化，則需要讓每一個(gè)孩子能夠獲得好的教育，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)也需要科技的助力。”董奇說(shuō)。