謝幼如 邱藝 劉亞純


摘要:新一代人工智能技術的縱深發展和新冠肺炎疫情引發的社會格局改變給教育領域帶來了深遠的影響。課堂是教育的主戰場、育人的主渠道,推動人工智能賦能課堂變革,培養德智體美勞全面發展的創新人才是當前亟待解決的問題。該研究在國內外相關文獻分析基礎上,圍繞人工智能賦能課堂變革什么、何以變革、如何變革三個問題展開探究,以期對人工智能賦能課堂變革進行系統的理論分析與實踐闡述。首先,聚焦課堂在教育中的重要地位,基于賦能思維與價值引領,明確人工智能賦能課堂的理念變革、空間變革與教學變革;接著,基于賦能屬性與教學理論,分析人工智能賦能課堂變革的要素,論述人工智能賦能課堂變革的原理,從而揭示人工智能賦能課堂變革的機理;最后,基于賦能層次與教學設計,提出智能可視化、動態自適應、個性定制化、虛擬雙師型、人機協同化等五種人工智能賦能課堂變革的新樣態以及具體實施舉措。
關鍵詞:人工智能;賦能;課堂變革;探究
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A
人工智能是引領新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力,正深刻改變著人們的生產和生活,推動人類社會迎來人機協同、跨界融合、共創分享的智能時代[1]面對錯綜復雜的全球化進程和日益精進的創新人才需求,轉變原有的人才培養方式已成為世界各國亟待解決的現實問題之一。新冠疫情所帶來的教學方式變革[2]讓我們清楚地看到,融合了“互聯網+”“智能+”技術的在線教學已經成為中國高等教育和世界高等教育的重要發展方向,我們再也不可能、也不應該退回到疫情發生之前的教與學狀態[3]。這就迫切呼喚變革課堂理念、變革課堂空間、變革課堂教學,重建課堂樣態。現有關于人工智能教育應用的研究普遍存在忽視課堂重要地位,對人工智能賦能的理解和認識不到位,對人工智能賦能課堂變革什么、何以變革、如何變革不明晰等問題。基于此,本研究面向智能時代人才培養需要,落實立德樹人根本任務,聚焦課堂變革,深化科技賦能,明晰人工智能賦能課堂變革表征;分析人工智能賦能課堂變革的要素,論述人工智能賦能課堂變革的原理,揭示人工智能賦能課堂變革的機理;提出人工智能賦能課堂變革的新樣態以及實施舉措,以期對智能時代課堂變革提供理論借鑒與實踐引導。
課堂是教育的主戰場,是育人的主渠道,一端連接著學生,一端連接著民族的未來。透視課堂這一概念的發展歷程可以發現,目前對課堂的認識主要涵蓋教室、教與學活動和學習型共同體三個遞進的層次[4]。無論概念如何改變,無論時代如何變遷,課堂所具備的文德教化、教書育人、培養人才的重要使命不會改變。培養什么人是教育的首要問題,課堂就是解決這一首要問題的主要場所,傳承知識、潛移價值、立德樹人、塑造生命是課堂的主要功能,隨著社會的發展和時代的變遷,課堂的功能也在不斷地調整和豐富。可以發現,課堂具有舉足輕重的戰略使命,同時在教育系統中具有不可替代的功能作用,變革課堂就是變革教育,變革課堂就是變革未來,只有啃下課堂教學這一“硬骨頭”,才能將人才培養的最終指向落到學生身上,從而真正實現立德樹人育英才。
(一)智能時代呼喚課堂理念變革
當下,世界處于百年未有之大變局。第四次工業革命方興未艾,人工智能、大數據等加速發展和疫情沖擊所帶來的不確定性,對人類生產和生活方式帶來深度改變,并在教育領域產生深遠影響[5]。黨的十九屆五中全會開啟了高質量發展的新征程[6],人工智能等新興技術所帶來的深度學習、跨界融合、人機協同、群智開放、自主操控等新特征[7]為各行各業的變革提供了支持,科技賦能提升、創新驅動引領已成為未來社會發展的主流聲音之一。現有研究認為賦能的關鍵在于通過激發個體內在潛能,使其具備較高的自我效能感,從而實現自我驅動和自我創新[8],賦能思維的內核在于從滿足到創造再到引領,從而實現從內至外自我驅動的系統性變革與結構性創新。課堂理念對課堂教學具有戰略性、綱領性、引領性的作用,是教學活動的行動綱領與實施指南。智能時代社會對人才的需求迫切呼喚變革原有課堂理念,這亟待融合賦能思維,重新審視構成課堂的要素及其之間關系,重構原有課堂空間,重建原有課堂樣態,培養適應未來社會的創新人才。
(二)智能時代呼喚課堂空間變革
課堂空間是師生交互和教學活動實施的主要場所,也是教師引導學生進行知識、情感、價值觀交流的精神文化空間[9]。全方位虛實融合交互、全層次教學服務定制、全流程數據驅動評價是智能時代課堂空間的主要特征。人工智能、大數據、物聯網、區塊鏈和邊緣計算等新興智能技術為拓展課堂空間邊界、彌合課堂空間交互和具現課堂空間孿生提供技術支持。現有研究大多將網絡學習空間作為聯通物理課堂空間和虛擬課堂空間的橋梁,并將其作為課堂物聯設備控制中心、課堂數據聚合匯集中臺和課堂支持服務供給平臺。如浙江大學以“三通一核”學習空間模型支持構建“網上浙大”新式辦學空間[10];杭州市長壽橋岳帥小學依托5G+AI構建個性定制的全景化智能課堂空間[11];Mokhtar T.H.等構建出基于互聯網、物聯網和教育機器人等支持的智能課堂ICE概念模型[12];Ntagianta A.等以提高學生注意力為切入點構建基于Web的智能課堂空間CognitOS[13];Tissenbaum,M.等設計開發出支持學生小組合作探究的智能課堂空間基礎結構并持續四年深入研究[14]。縱觀現有研究發現,課堂空間作為教學活動主要場所的角色屬性已成為廣泛共識,依托智能技術變革課堂空間已成為未來教育信息化發展的重要領域之一。
(三)智能時代呼喚課堂教學變革
面向智能時代的課堂應以深度學習理論為指導,對標學生發展核心素養,融合賦能思維,以“大單元—任務群—問題鏈”為主線[15],依托人工智能教學環境實現人機協同、數據驅動、動態適應、個性定制的規模化因材施教。落實立德樹人根本任務,基于深度學習理論指導,對標核心素養發展提升,面向疫后時期教學需要,創新智能技術課堂應用,賦能變革課堂教學流程,全面重塑課堂教學樣態是智能時代課堂變革的導向。胡國良等依托5G+AI技術提出開放大學智慧學習空間構建模型[16];李小平等提出了依托知識圖譜驅動的VR教學資源智能建構方法[17];陳坤等依托區塊鏈技術構建思政課翻轉課堂實施路徑[18];王健等將面向學科核心素養構建的知識圖譜與人工智能技術相結合開展精準教學實踐[19];武法提等基于場景化學習樣態,構建出多源數據融合的共享教育數據模型[20];孫眾等在梳理人工智能助力課堂教學分析進化路徑的基礎上,構建了基于人工智能的課堂教學分析框架[21];張琪等面向多模態數據支持提出學習投入度測評的研究趨向[22];吳立寶等構建了人工智能賦能課堂教學評價改革與技術實現的框架[23]。此外,還有部分學者探索“互聯網+”[24]、可視化[25]、自適應[26]、教育機器人[27]等技術和工具的開發與應用。綜合現有研究發現,當前關于智能技術變革課堂的研究主要涵蓋課堂環境、資源和評價等方面,且大多關注影響課堂的外部條件。打開課堂“黑箱”,重新思考智能賦能課堂變革的價值所在,從課堂內涵出發揭示智能技術賦能課堂變革的內在機理,建立智能技術賦能課堂變革的整體邏輯亟待進一步探索。
(一)人工智能賦能課堂理念變革
人工智能賦能課堂理念變革的關鍵,在于融合賦能思維,重構原有課堂教學價值觀,并通過行動指南和具體行動外顯出來。落實立德樹人根本任務,德智體美勞五育并舉是人工智能賦能課堂變革的價值取向;面向疫后時期課堂教學需要,多維彌合課堂空間、支撐線上線下混合教學,深化資源精準供給、助力教育優質均衡發展,持續創新課堂教學、培養全面發展創新人才是人工智能賦能課堂變革的行動指南;以深度課堂理論為指導,對標發展學生核心素養,注重批判性思維、知識遷移能力和問題解決能力的培養,依托人工智能技術實現人機協同教學和多模態數據融合評價是人工智能賦能課堂變革的具體行動。由此可見,人工智能賦能課堂理念變革的實質,在于充分融合賦能思維,激活課堂自身的變革內驅力,重塑課堂教學各要素與關系,重新思考人工智能賦能課堂教學的原理與方法,從而培養德智體美勞全面發展、符合未來社會需求的新時代創新人才。
(二)人工智能賦能課堂空間變革
以5G網絡、XR技術、知識圖譜、模式識別、機器學習、自然語言處理、數字畫像和數字孿生等為代表的智能技術為課堂空間從實體化向虛擬化過渡、固定化向個性化轉變、零散化向集群化升維、孤島化向數智化融合提供了主要支持。智能技術賦能課堂空間變革,即是將原有課堂空間賦予思考能力和決策能力,為人機協同的課堂教學提供彈性化、動態化和按需定制化的服務。5G網絡、XR技術可賦予課堂空間高仿真、低時延的交互體驗,為創設真實教學情境提供支持,同時也可實現雙師聯動教學,促進優質資源高質量供給;知識圖譜、模式識別和機器學習技術可實現課堂教學資源的實時提煉和動態推送,為學生提供自適應學習服務,同時可以生成人工智能助手和學伴,參與教學活動,支持人機協同教學;數字畫像和數字孿生技術可實現基于多模態數據融合的學生學情動態分析及實時可視化,為課堂教學效果動態畫像評價提供支持。
(三)人工智能賦能課堂教學變革
人機協同是人工智能教育應用的發展趨勢。已有研究表明,人工智能可以輔助和促進大規模的師生交互,同時逐步成為實現個性化教學的主要途徑[28]。人機協同賦能課堂教學變革,首先應將人工智能技術的具現化產物作為課堂要素之一,并參與學生、教師和其他課堂要素的交互,同時賦能教學目標確定、教學內容選擇、教學活動組織、教學評價實施,實現課堂結構化變革。
1.數據驅動賦能課堂教學目標確定
教學目標制約著教學活動的全過程,是課堂價值的重要體現。數據驅動賦能課堂教學目標確定,即對標學生發展核心素養,面向批判性思維、知識遷移能力和問題解決能力等關鍵指標,結合人工智能技術收集分析的數據確定教學目標,從而支持數據驅動的因材施教。
2.圖譜分析賦能課堂教學內容供給
教學內容是教學活動實施中最具有實質性的東西。圖譜分析賦能課堂教學內容供給,即利用知識圖譜、計算機圖形學、模式識別和智能代理等技術手段支持大單元內容提煉重構、分課時內容歸并重組,同時實施多終端場景化智能推送,從而實現按需認知外包,支持教學活動的個性化開展。
3.畫像構建賦能個性教學活動定制
教學活動是學生認知發展與個性發展的基本方式[29],也是教師為達成教學目標所采用的教學組織、方法、手段和途徑的總稱。畫像構建賦能個性教學活動定制,即根據學生數據畫像,結合教學目標與教學內容,為其匹配自適應教學路徑、個性化教學活動和智能化支持服務,從而實現數據驅動的定制化教學。
4.多模融合賦能動態精準評價實施
教學評價就是依據一定的教學目標和標準,對教學活動及其效果所進行的價值判斷活動[30]。多模融合賦能動態精準評價實施,即利用多模態數據融合分析與智能可視化表征,針對學生的知識掌握情況等學習結果和關鍵能力、必備品格等素養水平進行動態畫像評價,實現以人為本的綜合認證,同時也為教學目標的動態調整與確定提供數據依據。
(一)人工智能的賦能屬性
人工智能是指由人類所制造的智能,其原型是自然智能,特別是人類智能。人工智能領域研究的任務,在于理解自然智能奧秘,創制人工智能機器,增強人類智力能力[31]。自1956年達特茅斯會議誕生人工智能這一概念,到經歷跌宕起伏的兩次興盛和兩次寒冬,再到云計算、大數據的快速發展和算法模型的突破性進展,當前,我們迎來了人工智能的第三次浪潮。以5G網絡、大數據、AIoT和邊緣計算等為基礎設施與知識圖譜、模式識別、機器學習和NLP等關鍵技術構成的智能環境,已在人機對話、圖像識別、數據分析和個性推送等領域有所突破,這為人工智能在不同行業和領域凸顯其賦能屬性提供有力支持。回溯人工智能發展歷程,聚焦人工智能本身,依托基礎設施和關鍵技術的持續突破,我們可以看出賦予人類個體能力,增強人類個體智力,解放人類個體勞動是人工智能本質屬性。當人類個體的勞動被解放出來后,人機協同創造將逐步成為未來社會發展的主題。由此可見,人工智能本體具備賦能屬性,并通過理念重塑、技術革新和應用創新外化出來,人工智能的賦能屬性必將對社會各行各業的發展掀起一場系統化變革。
(二)人工智能賦能課堂變革的要素
機理是指一定系統中各要素的結構、關系及相互作用的規則與原理,也有研究將其釋義為有機體的構造、功能和相互關系[32]。對于課堂這一系統而言,構成課堂的要素與結構是其機理的表征之一。教學論中將課堂看作是由學生、教師、教學目標、教學內容、教學方法、教學評價和教學環境等七個要素組成的動態綜合體。其中,學生是教學的主體,教師是教學的主導,二者是課堂中無法缺少的要素,是課堂使命的出發點和功能的落腳點;再者,教學目標制約教學活動的開展,并通過教學內容具體展現、教學方法落地實施和教學評價動態反饋;最后,教學環境是支撐教學活動開展的客觀條件,是課堂要素間產生交互關系和形成相應結構的保障。人工智能賦能課堂變革的要素及其關系,即是以人工智能基礎設施和關鍵技術組成的智能教學環境為依托,將人工智能技術的具現化產物作為課堂要素之一,賦能教學目標確定、教學內容供給、教學方法選用、教學活動開展和教學評價實施,實現數據驅動的因材施教、按需推送的資源供給和人機協同的教學活動,同時針對學生的知識掌握、素養水平、關鍵能力和必備品格等方面進行動態精準評價,促進學生批判性思維、知識遷移能力和問題解決能力的自適應提升,最終達成培養德智體美勞全面發展、適應未來社會需求的新時代創新人才這一教育目標,如圖1所示。
(三)人工智能賦能課堂變革的原理
賦能環境建設、賦能教學設計、賦能教學實施是人工智能賦能課堂變革的三個層次。賦能環境建設即以知識圖譜、模式識別等為代表的人工智能技術變革原有教學環境,使課堂空間呈現虛實融合、動態交互、按需分配、彈性拓展的特征,為課堂空間賦予沉浸式智能交互等能力;賦能教學設計即以多來源數據融合分析和多維度數據智能可視化變革原有教學設計,使教學設計趨向定制化目標、自適應內容、泛在化交互和畫像化評價,為教學設計賦予規模化按需定制等能力;賦能教學實施即以人機協同變革原有教學活動組織,使人工智能技術的具現化產物成為教學活動主體的代理、助理、導師及伙伴,為教學實施賦予按需協同化認知融合等能力。
圖2可以看出,人工智能賦能課堂變革是以智能技術賦能的教學環境為支撐,以數據驅動賦能的教學設計為抓手,以人機協同賦能的教學實施為關鍵,最終實現課堂改革創新,服務人才培養需要。
(一)人工智能賦能課堂變革的典型樣態
樣態是指事物或實體存在的方式、關系或性質結合的形式[33]。人工智能賦能課堂變革,最終都反映在課堂樣態上。以人工智能賦能課堂變革,需要圍繞賦能環境建設、賦能教學設計和賦能教學實施,構建典型課堂樣態,從而落地人工智能賦能課堂變革。基于此,本研究提出智能可視化課堂、動態自適應課堂、個性定制化課堂、虛擬雙師型課堂、人機協同化課堂等五種人工智能賦能課堂變革的典型樣態。
1.智能可視化課堂
智能可視化課堂充分發揮VR、AR、MR、XR和數字孿生等智能技術優勢,實現虛實空間彌合、無縫實時交互和全景擬真反饋,不斷拓展學生具身認知,豐富學生學習體驗,提高學生學習效果。這種課堂貫通數據可視化、知識可視化和思維可視化,綜合計算機圖形學和人工智能技術賦能教學情境創設、教學內容呈現和教學效果評價,從而支持學生深度思考和交流互動,促進學生問題解決和反思提升。
2.動態自適應課堂
動態自適應課堂以學生學習為中心,依托教育大數據、學習分析、數據挖掘和教育大腦等技術手段,根據學生的認知特點和即時需求,為學生提供完成教學目標所需的環境、資源和服務,并根據學生學情變化進行動態優化。這種課堂對學生學習過程中產生的學情數據實時采集表征,并關聯學生歷史學情數據建模分析,從而動態調整學習內容、學習形式、學習路徑和學習支持服務,實現個性化教與學。這種課堂的核心是數據驅動的學習路徑規劃、學習資源推送與學習服務供給,依托技術支持實現規模個性化教學,從而促進學生全面發展。
3.個性定制化課堂
個性定制化課堂將傳統大規模教學和學生個性學習需求有機結合,借助教育大數據、量化自我、學習分析等智能技術,關注學生之間的差異性和多樣性,根據學生自身學習情況和學習需求構建學生模型,對標學習目標定制個人專屬學習方案。這種課堂通過融合學生的自我需求和社會需求,將教師、教學環境、教學資源、教學活動和學習同伴等課堂要素有機聯動形成課堂快照,依托智能平臺為學生量體裁衣設計學習內容、學習活動和學習支持,從而支持處處可學、時時能學的泛在學習。
4.虛擬雙師型課堂
虛擬雙師型課堂利用邊緣計算、機器學習、知識圖譜和自然語言處理等智能技術,打通線上線下教學壁壘,實現真人教師和虛擬教師共同協作開展教學。知識圖譜、NLP等人工智能技術的深化發展,使得依托教育機器人、智能導師、智慧學伴等打造真人教師主導、AI教師輔導的虛擬雙師型課堂在當下成為可能。這種課堂中,真人教師和AI教師各司其職,協同組織教學活動,AI教師通過數據分析展現學生學情數據,同時部分代理教師教學功能;真人教師根據學情數據調整課堂教學活動,持續凸顯教師育人功能。這種課堂不僅能為教師回歸育人使命,落實立德樹人根本任務提供支持,同時也能為偏遠地區教育高質量發展創造條件。
5.人機協同化課堂
人機協同化課堂充分發揮人工智能對個體認知外包作用,將人工智能具現化產物看作課堂的組成部分,推進課堂教學過程中教師、學生、人工智能伙伴等角色間的深度互動和自組織交流,實現人機協同教學。在這種課堂中,學生、教師與人工智能伙伴共同成長、協同促進、智慧生成。人工智能伙伴能夠引導學生深度思考、輔助教師完成重復性教學工作,使學生回歸學習本質實現創造性學習,教師回歸育人本質深化立德樹人。這種課堂是人工智能賦能課堂變革的最高層次,也是人工智能賦能課堂變革的重要方向。
(二)人工智能賦能課堂變革的具體舉措
1.彰顯賦能思維促進教學理念轉變
人工智能賦能課堂變革,首先要彰顯賦能思維促進教學理念轉變。應站在生命的高度,將學生看作獨特的個體,賦予其認識自我、認識外部世界的方法和能力,激發其主觀能動性,提高其自我效能感,助力其成為更好的自己,從而培養“千人千面”的高質量創新人才。這就需要以賦能思維引領教學理念轉變,寓價值觀塑造于課堂教學中,落實立德樹人、堅持五育并舉、強化課程思政,在原有自主學習、協作學習和探究學習等基礎上,強調深度課堂、混合學習、人機協同、可視化等理念。與此同時,教師應具有成果導向及數據驅動意識,充分發揮自身育人價值和人工智能技術功能價值,人機協同培養德智體美勞全面發展的新時代創新人才。
2.深化人機協同促進教學設計變革
人工智能賦能課堂變革,其次應深化人機協同促進教學設計變革。這就需要在賦能思維引領下,重新思考教學目標、教學策略和教學評價的設計。教學目標的設計,應對標核心素養,注重高階思維,落實五育并舉,反映社會需要,同時結合學生個體數據畫像確定不同個體的教學目標,助力實現規模化因材施教;教學策略的設計,應充分考慮教與學的現實特征及人工智能物化產物的屬性,開展人機協同的自適應互動,實現數據驅動的深度學習;教學評價的設計,應從聚焦學習結果到關注學習全程,從基于學習成績到基于學習畫像,依托多維度數據開展動態智能可視化分析,實現伴隨式多元化全過程評價。
3.融合智能技術促進教學活動創新
人工智能賦能課堂變革,還應融合智能技術促進教學活動創新。教師可利用“互聯網+”“智能+”教學平臺、基于知識圖譜的資源中心及教育APP實現多元化內容呈現、動態化學情分析、情境化即時交互、個性化資源推送及系統化知識建構,開展智能可視化教學、動態自適應教學、個性定制化教學、虛擬雙師教學和人機協同教學;學生可利用基于AR/VR/MR/XR等技術的交互式資源、依托模式識別的學習工具和使用自然語言處理的智能學伴,彌合學習空間、泛在互動探究和自適應提升能力,實現“千人千面”的個性化學習。
4.聯動數據分析促進教學評價多元
人工智能賦能課堂變革,最后要聯動數據分析促進教學評價多元。在評價理念方面,要強調以人為本、多源數據聯動、動態精細畫像、全景個性評價;在評價方法方面,要依托人工智能技術對課堂中有關教與學的行為數據、過程數據、情感數據等進行智能感知和動態存儲,通過解構、關聯和重組多源數據建立反映教與學現狀的動態模型,借助教育大腦進行分布式數據處理、畫像構建和動態評估,同時不斷修正評價模型,最終實現伴隨式多元化全過程教學評價,助力課堂教學持續改進。
“人工智能+教育”是培養全面發展創新人才的重要共識,課堂是教育的主戰場、育人的主渠道,以人工智能賦能課堂變革實現智能時代育人育才的根本任務具有重要的意義。本研究面向錯綜復雜的全球化進程和日益精進的創新人才需求,結合新冠疫情所帶來的教學方式變革,圍繞人工智能賦能課堂變革什么、何以變革、如何變革三個問題展開探究,聚焦課堂在教育中的重要地位,基于賦能思維與價值引領,明確人工智能賦能課堂的理念變革、空間變革與教學變革;基于賦能屬性與教學理論,分析人工智能賦能課堂變革的要素,論述人工智能賦能課堂變革的原理,從而揭示人工智能賦能課堂變革的機理;基于賦能層次與教學設計,提出智能可視化、動態自適應、個性定制化、虛擬雙師型、人機協同化等五種人工智能賦能課堂變革的新樣態以及具體實施舉措。
我們期望,本研究能為人工智能賦能課堂變革提供理論借鑒與實踐引導,有效推動人工智能在課堂這一教育主戰場發揮積極作用。
參考文獻:
[1] 雷朝滋.智能技術支撐教學改革與教育創新[J].中小學數字化教學,2021,(1):5-7.
[2] 謝幼如,邱藝等.疫情防控期間“停課不停學”在線教學方式的特征、問題與創新[J].電化教育研究,2020,41(3):20-28.
[3] 教育部高等教育司.高校在線教育有關情況和下一步工作考慮[EB/OL].http://www.moe.gov.cn/fbh/live/2020/51987/sfcl/202005/ t20200514_454117.html,2020-05-14.
[4] 王鑒.課堂研究概論[M].北京:人民教育出版社,2007.
[5] 謝幼如,黎佳.智能時代基于深度學習的課堂教學設計[J].電化教育研究,2020,41(5):73-80.
[6] 新華社.中國共產黨第十九屆中央委員會第五次全體會議公報[EB/OL].http://cpc.people.com.cn/big5/n1/2020/1029/c64094-31911510.html,2020-10-29.
[7] 國務院.國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[EB/OL]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm,2017-07-20.
[8] 張翠娟,柯平.后知識服務時代的知識管理:從數字賦能到知識賦能[J].情報理論與實踐,2020,43(9):17-23+6.
[9] 焦煒,徐繼存.課堂空間:本質與重建[J].當代教育科學,2012,(19):16-19.
[10] 張紫徽,楊玉輝等.學在浙大:創建一個交互式在線教育空間[J].中國教育網絡,2020,(1):74-75.
[11] 浙江在線.杭州首個“5G+AI”全覆蓋校園來了 今年9月正式投入使用[EB/OL].http://edu.zjol.com.cn/jyjsb/zxx/201906/t20190620_10380612. shtml,2019-06-20.
[12] Mokhtar T.H.,Oteafy A.,et al.iCE:An Intelligent Classroom Environment to Enhance Education in Higher Educational Institutions [A].Constantine Stephanidis.HCI International 2018-Posters Extended Abstracts [C].Las Vagas,NV:Springer,Cham,2018.85-93.
[13] Ntagianta A.,Korozi M.,et al.CognitOS:a student-centric working environment for an attention-aware intelligent classroom [A]. Constantine Stephanidis.HCI International 2018-Posters Extended Abstracts [C].Las Vagas,NV:Springer,Cham,2018.102-110.
[14] Tissenbaum,M.,Slotta,J.D.Developing a smart classroom infrastructure to support real-time student collaboration and inquiry:a 4-year design study [J].Instructional Science,2019,(47):423-462.
[15] 謝幼如,黎佳.智能時代基于深度學習的課堂教學設計[J].電化教育研究,2020,41(5):73-80.
[16] 胡國良,黃美初.“5G+AI”視域下智慧學習空間的構建研究——基于開放大學的實踐探索[J].遠程教育雜志,2020,38(3):95-104.
[17] 李小平,董銀銀等.基于知識圖譜設計的VR教學資源建構問題研究[J].中國教育信息化,2020,(19):15-23.
[18] 陳坤,譚英磊.區塊鏈:思政課翻轉課堂開放發展路徑研究[J].黑龍江高教研究,2019,(9):152-156.
[19] 王健,王聰等.中學生物學科“智慧學伴”平臺的構建及其應用[J].中國電化教育,2019,(1):59-64.
[20] 武法提,黃石華.基于多源數據融合的共享教育數據模型研究[J].電化教育研究,2020,41(5):59-65+103.
[21] 孫眾,呂愷悅等.基于人工智能的課堂教學分析[J].中國電化教育,2020,(10):15-23.
[22] 張琪,武法提等.多模態數據支持的學習投入評測:現狀、啟示與研究趨向[J].遠程教育雜志,2020,38(1):76-86.
[23] 吳立寶,曹雅楠等.人工智能賦能課堂教學評價改革與技術實現的框架構建[J].中國電化教育,2021,(5):94-101.
[24] 邢西深,李軍.“互聯網+”時代在線教育發展的新思路[J].中國電化教育,2021,(5):57-62.
[25] Calvert J,Abadia R.Impact of Immersing University and High School Students in Educational Linear Narratives Using Virtual Reality Technology [J].Computers & Education,2020,159(6):1-13.
[26] Dolenc K,Abersek B.TECH8 intelligent and adaptive e-learning system: Integration into Technology and Science classrooms in lower secondary schools [J].Computers & Education,2015,82(3):354-365.
[27] 盧宇,薛天琪等.智能教育機器人系統構建及關鍵技術——以“智慧學伴”機器人為例[J].開放教育研究,2020,26(2):83-91.
[28] 陳麗,郭玉娟等.人機協同的新時代:我國人工智能教育應用的現狀與趨勢[J].開放學習研究,2019,24(5):1-8.
[29] 李松林,李文林.教學活動理論的系統考察與方法論反思[J].外國中小學教育,2008,(1):10-15.
[30] 徐繼存,趙昌木.現代教學論基礎[M].北京:北京大學出版社,2008.
[31] 鐘義信.人工智能:概念·方法·機遇[J].科學通報,2017,62(22):2473-2479.
[32] 王怡.漢語同音詞詞典[M].成都:四川出版集團·四川辭書出版社,2011.
[33] 馮契,徐孝通等.外國哲學大辭典[M].上海:上海辭書出版社,2008.
作者簡介:
謝幼如:教授,博士,博士生導師,研究方向為課程設計、教學系統設計、教育技術研究方法、網絡教學資源開發與應用。
邱藝:在讀博士,研究方向為智慧課堂教學設計與應用、教學設計理論與應用、人工智能教育應用。
劉亞純:在讀碩士,研究方向為智慧課堂教學設計與應用、教學設計理論與應用、人工智能教育應用。
Inquiry in Artificial Intelligence Empowering Classroom Reform
Xie Youru, Qiu Yi, Liu Yachun(School of Educational Information Technology, South China Normal University, Guangzhou 510631, Guangdong)
Abstract: The in-depth development of the new generation of artificial intelligence technology and the changes of social pattern caused by the COVID-19 pandemic have brought a profound impact on the education field. Classroom is the main battlefield of education and the main channel for educating people. Promoting AI empowering classroom reform and cultivating innovative talents with comprehensive development of morality, intelligence, physical, art and labor are issues needed to be solved urgently. Based on the analysis of relevant documents at home and abroad, this research explored three questions of what, why and how to transform AI empowering classroom with a systematic view of theoretical analysis and practical elaboration in AI empowering classroom. First, this research focused on the important position of the classroom in education in order to clarify the conceptual reform, environment reform and teaching reform of AI empowering classroom based on empowering thinking and value guidance. Then, this research analyzed the elements of AI empowering classroom reform and discussed the principles of AI empowering classroom reform based on the attributes of empowerment and teaching theory, so as to reveal the mechanism of AI empowering classroom reform. Finally, based on the empowerment levels and teaching design, this research proposed five new forms of artificial intelligence empowering classroom reform, including intelligent visualization classroom, dynamic adaptation classroom, personalized customization classroom, virtual double teacher classroom human-computer collaborative classroom, and specific implementation measures.
Keywords: Artificial Intelligence; empowering; classroom reform; inquiry
責任編輯:李雅瑄