構筑“人工智能+教育”的雙師生態系統教學模式

◆劉岳山

構筑“人工智能+教育”的雙師生態系統教學模式

◆劉岳山

（山東省北鎮中學 山東 256600）

隨著信息技術的飛速發展，人工智能AI（Artificial Intelligence）得到了迅猛的發展，對我國的基礎生產業與高端行業都帶來了新的遠景與發展道路。同時人工智能的逐漸成熟也能從根本上改變人類的思維模式，大力提高科技生產力。本文從教學模式的角度出發，從教育的人工智能發展角度出發，探索構筑“人工智能+教育”的雙師生態系統教學模式在如今的高中教育的運用，以及如何促進人工智能在教育模式的深化改革。

人工智能；人工智能+教育；“雙師生態”教學模式

1 “人工智能+教育”的現狀

人工智能指的是賦予機器人以人類的智能。人工智能可以提升科技生產力、提高國家經濟推動力，同時人工智能夠借助機械模擬出擬人化甚至更加超越人類的思維。通過人工智能的快速發展，不僅能夠發揮如計算機一般的程序既定的功能，還能通過自主學習豐富功能，更加地擬人化、智能化、個性化。人工智能構建在一定的生理結構與神經網絡，通過一些計算機算法，建立神經元網絡，模擬人類神經信號的傳遞。人工智能不僅涉及計算機科學，也涉及生物學、數學、硬件、外部環境等，人工智能的算法與硬件芯片等需要共同進步，才能管理好整個模塊促進人工智能技術的發展。而且人工智能對于人類社會倫理、道德法律法規也存在挑戰，在實際的運行過程中，也不得不考慮到社會輿論公序良俗等。在與生產力結合大力發展經濟的同時，也要注重其對人們生活的影響、社會的深遠融合。

“阿爾法狗”先后戰勝二位世界圍棋冠軍李世石、柯潔，掀起了全球性人工智能發展的新一輪熱潮。2019年10月，網易科技聯合網易智能、烏鎮智庫發布了《烏鎮指數：全球人工智能發展報告（2016）》綜述篇，指出人工智能應用于教育領域的主要形式有：智能評測、個性化輔導、兒童陪伴等。在現在這樣一個智能化時代，到底教育模式應當如今緊跟當下、緊握時代力量呢？[1]近年來，國內一些學者紛紛展開了相關研究。如，閆志明等提出教育人工智能（EAI），界定了教育人工智能的內涵；馬玉慧等引入了智慧教育時代，在我國教育領域的新型應用路徑。可見，教育作為人工智能的主要應用領域之一，正向“人工智能+教育”的新階段邁進[2]。

2 “人工智能+教育”的研究與支持

當前中國人工智能聚焦于生物識別、圖像識別以及視頻識別領域，市場規模一般聚集在語音、自然語言處理，硬件和算法等細分行業。人工智能行業在2019年和2020年保持著良好的上升勢頭，但是增速在逐步放緩。人工智能教育指的就是將人工智能與現今的教育模式充分融合，現在在這一塊領域的發展已經進入了理論成熟而實際運用仍在探索深化的階段。“人工智能+教育”在微觀上來說不僅能提高教師批改作業的效率，也能增加教師與學生交流的頻率，能針對不同的學生展開個性化的定制作業，提供更加精準的教育服務[3]。

（1）技術支持

“人工智能+教育”需要迅猛發展，必然需要以技術為基礎，不管是計算智能、感知智能還是認知智能，人工智能從智能存儲計算到能聽會說，最終到能理解會思考并能自主學習修正錯誤，人工智能自身與人類越來越類似，能提供一定的向外輸出的功能，這就與教育這一建立在人的智慧上的工種是息息相關的，因此只有人工智能技術的成熟發展才能為“人工智能+教育”的運用發揮出更智能化精準化的動力[4]。

（2）理論指導

目前我國立足于人工智能+教育的研究較多，根據SATI 3.0 生成“人工智能教育”高頻關鍵詞“共詞矩陣”[5]，然后將“共詞矩陣”導入社會網絡分析軟件UCINET 中，通過相關操作生成“人工智能+教育”高頻關鍵詞“共詞矩陣”網絡圖，如圖1所示。

如圖1可知，我國現今在人工智能與教育方面的聯結較多，主要是從人力資源角度、成人高等教育、學生模型、教學設計、教學方法、智慧教育、個性化學習等角度進行研究。這些學術成果，對于人工智能+教學的發展提供了許多理論指導[6]。

（3）應用推廣

我國在應用層分布最為廣泛，華為、百度等大企業為主，小米，海爾等終端制造業，都有人工智能的身影，中國正在迅速地完善人工智能發展的領域與產業鏈，豐富基礎層與技術層的子領域。國內外一些著名科技公司也致力于開發、推廣和應用與教育相關的智能產品，這也是“人工智能+教育”發展的源泉[7]。這方面產品主要有科大訊飛公司的暢言智慧校園、上海易教公司的智慧課堂系統，構建了以信息技術為生產環境，以“人工智能+教育”雙師為構建原則的智慧校園、學習、考試為一體化的教育智能產品體系[8]。針對此次疫情限制了實地的面對面教學，智慧課堂系統的發展必然迎來一個爆發期。

圖1 人工智能“共詞矩陣”網絡圖

3 “人工智能+教育”驅動力

（1）創新驅動

目前，關于“人工智能+教育”的驅動力主要是以創新為主，基于教育資源的整合開發，為了開發基于語音識別的語音教學系統、智能評分統計系統，共同掀起了一場教育模式的變革風潮，也推進了新型教育模式的開展[9]。

（2）重塑結構

應用人工智能，能夠將廣大教師從煩瑣重復的教學任務、評分、統計等工作中解放出來，能夠更多地關注學生的個性化教育、立足于更高層次的教育目標，構建以學生為主體的“人工智能+教育”雙師輔助教學模式，各司其職，共同促進學生的身心發展。

（3）尊重個性

“人工智能+教育”，不僅能夠更加為學生提供定制化的學習服務，也能通過人工智能自身的算法與學習能力，不斷地推送適合當前學習的學習計劃、內容，檢驗方式，評價指標等，基于各類反饋形成知識庫，充分尊重學習的個性化。同時對于教師而言，也能起到輔助教學，更直觀掌握學習情況的模式優勢[10]。

（4）自治演進

“人工智能+教育”系統是一個獨立、公正、自治的系統，它的一切行為只受數據模型構建編碼的限制，不受到教師行為與學生個體的影響，因此它的運行更加客觀公正，在評閱環節更加高效、科學，提供一條龍評測、分析服務，能快速掌握學生的不足，給出下一步方案，而這些都是人工智能自治演進的結果。

因此，“人工智能+教育”必然是對于傳統教學模式，教學方法、評測手段的新變革，新型的教育模式構建“以人工智能為主的服務模式”，立足于高速發展中的信息技術，旨在充分利用互聯網的拓展性與互聯性，大數據關聯能力，旨在打造“人人皆學、處處能學、時時可學”的智能化教育環境，為師生提供更加智能化、個性化、科學性的教學模式，“人工智能+教育”從人工智能的應用形態出發，以期技術架構為基礎，業務發展趨勢為動力，改變傳統的師生關系，構建更加科學有效的教學模式。

[1]吳永和，劉博文，馬曉玲. 構筑“人工智能+教育”的生態系統[J]. 遠程教育雜志，2017，35（05）：27-39.

[2]周建華，李作林，趙新超. 中小學校如何開展人工智能教育——以人大附中人工智能課程建設為例[J]. 人民教育，2018（22）：72-75.

[3]蘭國帥，郭倩，魏家財，楊喜玲，于亞萌，陳靜靜. 5G+智能技術：構筑“智能+”時代的智能教育新生態系統[J]. 遠程教育雜志，2019，37（03）：3-16.

[4]冷靜，路曉旭，肖兆萍. 教育大數據驅動下的關鍵科學問題和應用實踐研究[J]. 開放學習研究，2019，24（03）：16-20.

[5]袁利平，陳川南. 美國人工智能戰略中的教育藍圖——基于三份國家級人工智能戰略的文本分析[J]. 比較教育研究，2020，42（02）：9-15.

[6]汝緒華. 加拿大人工智能人才教育何以興盛——人才生態系統視角的審視與思考[J]. 比較教育研究，2020，42（02）：16-23.

[7]沈光輝. “互聯網+”背景下推進社區教育信息化的思考與探索[J]. 高等繼續教育學報，2018，31（01）：34-38.

[8]曹曉明. “智能+”校園：教育信息化2.0視域下的學校發展新樣態[J]. 遠程教育雜志，2018，36（04）：57-68.

[9]馬方，王文娟. 構筑“人工智能+情報反恐”生態系統[J]. 山東警察學院學報，2018，30（04）：105-112.

[10]李歡冬，樊磊. “可能”與“不可能”：當前人工智能技術教育價值的再探討——《高等學校人工智能創新行動計劃》解讀之一[J]. 遠程教育雜志，2018，36（05）：38-44.