人工智能背景下教學過程中教學藝術的思考①

黎明

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?在科技持續進步的推動下，人工智能逐漸滲透到社會的各個領域，教育領域也正在經歷著一輪新層次的變革，先進技術的應用正在重塑教育的新形態。“人工智能+教育”作為一種創新教學模式，通過教學模式的改革，使教學趨向于智能、高效化。將人工智能用于智能評估、個性化咨詢和增強陪伴等領域，一線教育者將利用它擺脫簡單、機械的教學工作，節省出更多的精力、時間去對教育的內容及方法進行革新，把主要目光放在“育人”上。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?人工智能;教學過程;教學藝術

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）17-0020-02

人工智能概念的發展已有了六十多年，在人工智能科技創新的背景下，教育將從知識教育走向智慧教育。在人工智能時代教師的職責會更偏向于明確學生的學習動機、培養學習興趣、提高學生的知識素養，如在培養科學精神和社會責任、建立推理和認知素養以及培育實驗探究和創新意識素養等方面有巨大幫助。在人工智能浪潮的大力推動下，教育領域面臨著深刻的變化，技術將很快呈現出新形態。在這個基礎上，教師與學生會在人工智能的氛圍中領略智慧的發展與高階思維的魅力。

一、人工智能教學在我國的發展

（一）人工智能教學在我國的發展歷程

大數據應用剛剛興起，人工智能就已慢慢融入我們的生活并滲透到社會的多個領域之中，使生活和工作方式、經濟結構等產生了巨大變化。在教育方面，使用人工智能顯示出的特征為與教育的結合與創新指出了新的走向。國家如今大力發展人工智能，并出臺相關政策，因此無論是在本質的認識上，還是在把握典型應用的特征方面，都要順應當代局勢所展現出的趨勢。利用這一趨勢，以數據驅動深度推動教育教學模式的應用變革，領導教育信息化的前進方向，運用融合創新優化教育服務供給方式會成為未來發展趨勢，也是人工智能賦予時代教育的重要使命。

（二）人工智能教學的特點

1.智能化

信息智能化是教育發展的重要趨勢之一，其大量的數據隱藏著豐富的信息價值，在知識表達和運算推理的基礎上，打造一個算法模型，它會通過這種高性能的并行計算將這種價值能量從中得到釋放。在教育領域的將來會有更加多樣的智能工具來支持教學的施展，智能教學給學習人員產生新的學習體驗感。人機交互將愈加便利、智能，線上學習環境將與生活場景完美結合，終身學習會變成新常態。

2.自動化

與人相比，人工智能在編程、內存、規則、邏輯計算等方面更具優勢，并且更擅長處理目標事務。對主觀事物，如果沒有足夠明確的目標，會有更大的難度，如數學、計算機等這些有著客觀評估標準的工程操作，它們便于量化，并且高度自動化更適合用人工智能來輔助完成。另外利用自然語言處理和文本挖掘等新技術的開發，主觀問題的自動評估技術也將會越來越成熟，并適用于大規模的考試。將來教師不再被束于繁重的評價活動中，可以將注意力大部分轉移到教學安排中。

3.個性化

個性化定制可以以學習者的個人信息、認知程度、社會信息、學習過程等數據庫資料為參考依據，編寫智能程序構建學習者自主學習的模型，經過不斷擴展和更新收集到的數據來自我學習調整、優化模型參數。更好地按照學習者的個人需求進行客觀分析和定量，實現個性化學習路徑和與之相關的服務。

4.多元化

人工智能涉及許多相關學科，未來的教學內容需要適應其發展需要。比方說以國際為例，美國對STEM學習非常重視，我國政府則是高度重視和鼓勵加強普及人工智能專業教育的應用，形成“人工智能+X”的新型培養模式。以人才培養的角度來看，學校方面應該更加注重教育的多方變革，一直以贏得未來國際化的多元化趨勢為目標，實現教育領域的新創新，注重培養所有學生的素質，培養創新思維，為未來的發展注入新的血液。

5.協同化

從時間的角度來看，人機協調發展是人工智能推動教育智能發展的趨勢。從科學修養的角度來看，學習者根據自己的知識自主地構建和理解新知識的過程就是學習。對于人工智能，需要向學習者或教師的合作和幫助傳授新知識，為明確學生的學習動機、培養學習興趣、提高學生的知識素養提供幫助與支持。因此，在智能學習背景下，教師和人工智能是不可或缺的，這是人工智能輔助教學的特點之一。

二、“人工智能+教育”的優勢

最近舉辦的中國人工智能教育論壇為人工智能教育的進一步深入調研和應用提供了推動力，為人工智能與教育相適應提供了技術支持。人工智能的發展過程可以分為時間、技術兩個維度。在發展過程中，人工智能與教育相互結合，取得了大量的研究成果，為“人工智能+教育”研究發展提供了堅實的理論基礎。

（一）數據驅動為教育信息化發展引領方向

人工智能技術在教育領域的深入應用，促進了信息技術與教育的融合與創新。從較早時期以規則為基礎的知識表達和推理，再到深入的以學習為基礎的自然語言處理、語音識別和圖像識別，人工智能在教育領域中經過了許多發展階段。不僅是算法模型有了明顯的改進，以大數據為模型的訓練數據同樣為人工智能增添了動力。大數據智是以數據為材料和以認知計算為核心的，需要在大數據中挖掘知識，然后根據知識總結出智能化的決策。數據在如今已然成為各行業所看重的焦點，同樣以大數據驅動的智能決策、服務也被學術也作為研究重點。大數據在教育領域中可以做到解釋教育過程中發生的現象，揭示教育發展趨勢和規律。數據驅動的方式為教育研究帶來了從經驗主義到數據主義的轉變。由此看出，數據驅動的人工智能的新方向的教育數據革命已經來臨。

（二）以深化應用推動教育教學模式變革

人工智能在實現教育卓越方面的重點是技術處于最前沿。同時，可輕易得出人工智能在教育領域的應用具有強烈的場景特征。該應用程序針對教育實踐活動中的特定問題，并且具有明確的問題空間和目標定向。因此，應用驅動技術與教育的融合是教育領域技術的深入應用。比如，在自動口語評估中，特定對象可通過語音識別技術進行學生口語的自動評估。對人工智能技術在教育領域的深入研究，打造成了一個可強烈感知、互動性強和無處不在的學習環境。它解決了學生學習知識和構建知識的條件障礙，為創新教學模式和應用提供了空間。

（三）采用融合的方式創新優化教育服務供給

人工智能使教育能夠實現該領域的跨學科整合和創新。人工智能與許多相關學科密切相關，通過整合神經科學、認知科學、心理學、數學等基礎學科，共同促進了教育人工智能技術的發展和應用。與此同時，人工智能本身的發展與人工智能教育培訓是密不可分的。這種教育需要基于STEM學科的整合。人工智能和教育相輔相成，相互促進。創新教學模式，不同于以往的傳統式教育，是通過教學方法改革，使教學在管理上趨向于智能、高效化，跨域推理集成了來自多個不同領域的數據和知識，以建立堅實的智力基礎。跨媒體感知計算基于對智能的感應，對場景的感知，視聽、多媒體自主學習和理論方法。其目的是為了實現超越人類感知和高動態、多樣化模式的大規模場景感知。人工智能技術與教學內容，教學媒體和知識傳播路徑的多層次整合突破了傳統教育模式的局限，為跨學科，媒體和時空提供智能教育服務。這是建立學習型社會的一種方式，每個人都可以隨時學習和接受學習和教育。

在分析教育中人工智能的主要應用和典型特征的基礎上，在大數據和深度學習的支持下，人工智能在關鍵技術上取得了重大意義上的突破。它促進了教育領域人工智能的多樣化應用形式，為此提供了更加智能的學習服務體驗。它展示了智能、個性化、多樣性、自動化和協作的特征和未來趨勢。在服務監督和治理政策的有利效保障和指導下，開展理論和技術研究是促進人工智能與教育一體化的重要途徑。

三、人工智能教育發展的應用對策和措施

（一）解決阻礙教育走向個性化的關鍵問題：使用AI技術

“人工智能+教育”是基于互聯網和教育相結合的進一步發展。在開展教育生態的基礎上它越來越重視個性化教育服務的作用，改變以往的傳統思想并與先進的科技相結合，個性化教育的可行性得到了很大提高。評價是教學活動的重要組成部分，自動化測評技術的應用引發了評價方法和形式的巨大轉變。該系統可以實現客觀、一致、有效的評估結果，及時地反饋，減輕教師在其他工作中的負擔，為教學決策提供真實可靠的依據。

通過“診斷報告單”這份材料，學習者不僅可以對自身知識點和能力點掌握得程度有所了解，還會了解這一段學習過程內的不足和缺陷，并據此給出建議和對策。借助人工智能，通過對學生學習成長過程與效果的數據形成“畫像”診斷得到更高效率的學習，將學習情況反饋給學生和教師，教師就可以根據學生教學進度的不同對癥下藥，選擇制定個性化的教學方式和內容完成教學目標，進一步提高教與學的高效、有效。

（二）將解決個性化教育核心問題的AI技術打造成核心服務

典型的智能導師系統主要將領域模型、導師模型和學習者模型分為三個部分并融合在一起。領域模型同時也叫做專家知識，將學習領域的基本含義、規則和問題解決方式涵蓋于同一系統當中，通常由層級結構、語句框架的形式表示，完成知識計算和診斷分析就是它的主要作用。在導師模型判斷出適合學習者的學習計劃和活動形式后，學習者模型在學習過程中深刻地表達了學生的認知方式、水平和情感。其實，學習者模型和領域模型所具備三個要素，分別為教師、學生和教學內容的計算機程序實現，教學內容與計算機之間的關聯是在教師與學生的傳統關系上增添的，它們之間有全新的相互關系。領域模型的基礎是智能化，教學模型根據學生模型分析判斷出來的學習者當前的知識技能層次和情感狀態，據其領域知識及其推理，做出適應性決定，以適應學習和制定個性化的教學計劃。這種個性化的指導是尊重學習者的個性特征，包括學習風格、興趣偏好、好事等，以充分滿足學習者的個性化需求。

人工智能技術的發展會帶動教育信息化的進步。教師與學生在未來的教育研究、管理和規劃等方面會面臨著諸多由于智能化變革帶來的挑戰和機遇，教育若想有更好的發展，就應積極主動去適應調節，借助現有的技術優勢，以加快構建人才培養、教學方法改革，推動人工智能在教學、管理、資源建設等整個程序的應用，打造出智能快速、全面的教育分析系統，建立起一個具有精準教育服務的教育環境，以學習教育為中心，可定制日常教育和終身教育，使其成為一種集智能學習、交互式學習為一體的新型教育體系。智能教育會給“人工智能+教育”人才培養體系建立提供一個堅固保障，未來人工智能背景下智能教育會有效地加強信息技術與教育教學之間的融合與創新，為教育領域創造新的驚喜。

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編輯 張 慧