人工智能時代下的現代教學

許曉鳳 西北師范大學教育技術學

一、序言

人工智能在社會的各個領域變得越來越普及和有影響力,并對各行各業產生了深遠的影響。在教育領域,新知識數量的急劇增加、知識更新周期的縮短、知識的迅速擴展、職業的頻繁變化和新的工作方法,使得人工智能對人才和教育模式的要求與傳統教育完全不同。教育如何應對人工智能時代的到來？這就需要教學改革,順應時代和科學技術的進步,進行現代化的教學。

二、人工智能概述

人工智能(Artificial Intelligence),英文縮寫為AI,該詞最初是在1956 年Dartmouth 學會上提出的。自人工智能誕生以來,其理論和技術日益成熟,應用領域不斷擴大。正因為在這樣的時代背景下,必須客觀的看待技術帶來的便利和存在需要改進的方面。

1.人工智能時代帶來的便利

(1)促使生產方式趨向人性化；(2)個性化推薦；(3)增加人的自由時間,促進人與社會的自由。

2.人工智能可能存在的問題

(1)信息壟斷；(2)數據風險；(3)數字鴻溝。

在人工智能、“互聯網+”和大數據等技術發展的今天，要想技術在教育領域真正發揮有利的作用，就必須為解決教育中存在的問題提供有效支持，不是簡單的直接應用技術，這樣的技術在教育的發展與進步階段是無用的。同時要想從根本上解決教育問題，需要在技術的支持下，系統思考教育問題，只有解決技術與教育的融合問題，才彰顯技術帶來的實用價值。

三.人工智能時代下現代教學概述

(一)人工智能時代下的個性化學習模式

在人工智能時代,教師的角色是多樣化的。傳統的教學模式將難以適應現代學生主體性發展和個性提升的需要。教師要探索新的教學模式,教師可以依托國家教育資源公共服務平臺,從學科知識體系的梳理著手,獲取教學資源、或者自主開發優質微課程視頻來支持數字化教和學,讓學生依據自身學習情況選擇最適合自己的方式接受新知識，根據"先學后教、以學定教"原則,采取交互式學習和自主學習結合的教學方式促進學生知識學習的內化、遷移和應用,發展學生的學科核心素養，采用網絡學習方式促進學生知識的鞏固和拓展,養成師生數字化教與學的習慣,實施網絡學習與面對面學習相結合的教學組織方式,針對學生自身的特點因材施教,滿足學生個性化學習的需要。

(二)人工智能時代下的智慧化教學模式

人工智能進入教育領域后,技術支持資源和環境的變化促使教師以與學生學習方式相一致的方式進行教學。智慧化教學模式以教師、學生、網絡空間為核心實現教師與工具、學生與工具、教師與學生的交互更加高效、開放和多元。伴隨著技術的發展、環境的改善、自適應學習資源使得教學過程更加流暢、教學交互更加深入及時、教學效果更加明顯。從課前、課中到課后,智能化教學相比傳統教學在各個環節上都更加高效,圍繞人工智能發展帶來的變化構建了智能化教學模式。

課前教師依托國家教育資源公共服務平臺,從學科知識體系的梳理著手,獲取、重組和自主開發優質微課程視頻、問題解析和練習資源和數學工具類資源,然后將學習目標、個性化的預習內容推送至學生個人學習空間,學生進行自主預習。教師可遠程監控學生的學習軌跡,根據學習者的學習行為、任務的完成度及時推送個性化的學習資源,滿足學習者的學習需求,并隨時提供遠程輔導。所有學生完成課前預習時,智能教學平臺自動生成預習報告,教師可查看班級整體以及學生個體的學習情況,了解學生知識薄弱環節,進而調整教學內容、設計更具針對性的課堂活動。

課中,教師首先依據智能平臺生成的分析報告,對學生課前的預習情況進行點評,總結學生在預習過程中存在的共性問題,并給予問題指導。在授課過程中教師與學生的互動也可以借助智能平臺,學生可以與教師實時互動,激發學生的學習興趣,充分調動學生課堂學習的積極性,增強學生的參與度,使每一位學生都參與其中；教師可以通過借助智慧平臺實時監控，然后掌握每一位學生的學習過程,有針對性的個性化指導。

課后,是學生對課堂所學內容進一步深化的過程,智能平臺對學生課堂學習的數據進行分析,智能判斷每個學生可能存在的知識難點,提供依據學生的學情制定的個性化課后習題,學生也可以對于仍存在的疑問點在智慧平臺與教師溝通。教師可以在智慧教學平臺保存課堂中的生成性資源,分析自己的教學過程和學生的課堂表現,及時反思,查漏補缺,實現分層教學。

(三)人工智能時代下的教學支持

1.智慧教室的實現

傳統的課堂在設計上布局單一,缺乏個性和特色,不利于師生互動,難以開展靈活多樣的教學活動，此外,課堂的網絡配置既不能滿足教師對信息的多樣化需求,也不能滿足學生對知識更深層次探索的需求。人工智能時代的智能教室根據學科和學生的特點,通過各種設備的組合和配置,創造出不同的、更強大的智能學習支持環境。

智慧教室是優化教學內容呈現，便利學習資源獲取，促進課堂及時深度互動的新型教室，是探索課堂教學結構轉變，實踐智慧教育的技術融合的學習環境，技術會影響教室環境內發的各種互動行為，從教學結構來說，較之簡易的多媒體教室，智慧教室環境下的課堂互動是以教師為主導，學生為主體，有利于教師和學生開展創造性教學活動，在智慧教室中，學生既可以從環境中獲得資源和服務，也可以與環境進行良好的互動。

智能教室以云計算和大數據為基礎,將各種教育教學系統整合在統一的界面和統一的認證教學應用管理平臺上,實現物理環境和虛擬環境的整合,創建多樣化的學習模式,滿足不同學習者獨立、個性化、無處不在的學習需求。在智慧教室里,校園無線網絡覆蓋構成了無線網絡支持環境,使大量設備之間能夠進行無縫連接,包括智能終端-顯示終端、智能終端-智能終端、智能終端-互聯網等,從而使在教學中教師與學生,學生與學生之間互動,形成易于使用且人性化的學習環境。

2.智慧化教學平臺的支持

智能教學平臺是基于計算智能技術、學習分析技術、數據挖掘技術和機器學習技術的教學系統,為教師和學生提供個性化的教與學。借助自適應、大數據和云計算等技術,教師、學生和家長完全聯系在一起。師生開展在線教學、信息傳播和交流,有效整合在線學習空間中的資源獲取和重組,構建個性化的混合學習環境。教師利用智能教學平臺,運用技術對不同學術水平和學習興趣的學生進行差異化學習,根據不同的學習情境選擇不同的學習內容和學習方式,加強對學生認知和學習行為規律的研究,形成師生數字化教與學的習慣,形成師生數字化教與學的習慣。同時,教師應該根據學生的認知水平,因材施教。

智能教學平臺可以收集大量數據,它可以自動適應不同學生的學習情況,智能預測學生的能力水平,為學生推薦學習路徑,匹配學習資源,根據需要提供個性化的學習材料,提高學習效率。它還可以實現對學生學習數據的全面跟蹤,不斷收集和記錄學生學習過程中的各種數據,并自動生成可視化數據統計和分析圖表。學生可以通過查看學習數據發現不足并及時調整。教師可以很好地了解學生的學習特點,制定個性化的學習計劃,深入分析學生的學習行為和學習數據,隨時監控學生的發展,優化教學過程。

四、結束語

在人工智能的時代背景下,教育教學研究和改革任重而道遠。雖然教育信息化2.0 為我們指明了進一步的工作方向，但是真正的通過技術給教育帶來的實質性改變，仍有很多問題需要被解決。在教育領域,人工智能教學引領了一個新階段,教學要適應智能科學技術發展的需要,把教學放在智能科學技術的大背景下更新內容,教師能夠掌握融合創新的方法，常態化開展應用，用先進的教學理念和方法培養學生的創新素質和能力,同時要引領學生前進,要給學生留有適當的空間,讓他們學會自主學習、主動思考,這些也就是人工智能時代背景下教學不斷追求的目標。