淺析人工智能對(duì)教學(xué)過程的影響

張芳琴

摘要：人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，使得教育環(huán)境、教育工具、教育資源、教學(xué)模式以及教學(xué)評(píng)價(jià)方式發(fā)生了一系列轉(zhuǎn)變。人工智能對(duì)教學(xué)資源、教學(xué)模式以及教學(xué)評(píng)價(jià)方面引發(fā)的變革，在師生相互積極的作用下優(yōu)化了教與學(xué)的過程，將人工智能更好地融入教學(xué)過程中，可以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量的目的，促進(jìn)智能化教育進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：人工智能;教學(xué)資源;教學(xué)模式;教學(xué)評(píng)價(jià);智能化

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）28-0102-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

教學(xué)是由教師和學(xué)生共同參與，協(xié)同操作完成的一系列活動(dòng)，是由教師通過教學(xué)過程把教學(xué)資源應(yīng)用于學(xué)生，并對(duì)學(xué)生產(chǎn)生一定效果的過程。隨著人工智能在教育領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，人工智能對(duì)教學(xué)所產(chǎn)生的影響越來越大，人工智能對(duì)教學(xué)的影響主要是通過轉(zhuǎn)化為工具、媒體或者環(huán)境來實(shí)現(xiàn)的，主要體現(xiàn)在教學(xué)資源的智能優(yōu)化、新的教學(xué)模式的構(gòu)建以及智能化的教學(xué)評(píng)價(jià)。人工智能技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了智能化教學(xué)工具、教學(xué)平臺(tái)的誕生與發(fā)展，從而驅(qū)動(dòng)教學(xué)環(huán)境由數(shù)字化走向智能化[1];促進(jìn)教學(xué)資源的智能進(jìn)化、推送和檢索，促使教學(xué)資源更好地為教學(xué)過程服務(wù);人工智能技術(shù)引發(fā)教學(xué)評(píng)價(jià)理念的變化，同時(shí)促進(jìn)教學(xué)模式的改變及教學(xué)評(píng)價(jià)方式更加科學(xué)、公平、全面，這一系列的變革有助于教師有效開展教學(xué)活動(dòng)、高效教學(xué)，有助于輔助學(xué)生高效學(xué)習(xí)，促進(jìn)其個(gè)性化發(fā)展、全面發(fā)展和創(chuàng)新發(fā)展。

2 教學(xué)資源的優(yōu)化

人工智能的發(fā)展促進(jìn)教育環(huán)境從數(shù)字化教育走向智能化[2]。

隨著人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，各種智能化教學(xué)工具的誕生出來，教學(xué)工具的智能化程度大幅度提高，如智慧課堂的應(yīng)用和智能機(jī)器人的引入。

智能化的教學(xué)平臺(tái)方便了教師備課，減輕了教師負(fù)擔(dān)，方便了學(xué)生學(xué)習(xí)，活躍了課堂氣氛，為教學(xué)過程注入了新的活力。有助于老師、家長(zhǎng)更好地了解學(xué)生情緒和學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過智能評(píng)價(jià)和決策，及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法，讓學(xué)生得到更好的教育。人工智能的應(yīng)用促進(jìn)了教育的發(fā)展，更好的調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

人工智能技術(shù)的應(yīng)用使得學(xué)生能夠更加快捷的獲取學(xué)習(xí)資源。人工智能的機(jī)器對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行語義標(biāo)注，檢測(cè)學(xué)習(xí)資源的質(zhì)量，把資源按照不同的形式進(jìn)行分類。智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境可以感知到學(xué)生需求，這時(shí)，系統(tǒng)便可以為學(xué)生智能篩選合適的資源并進(jìn)行資源的自動(dòng)推送。而智能化的搜索引擎，則可以加速學(xué)生查找所需資源，為學(xué)生節(jié)省了時(shí)間。

傳統(tǒng)模式下的教學(xué)資源，如教材、教案、課件、試卷、練習(xí)題等，是由專門的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)制作和使用維護(hù)，專業(yè)性和權(quán)威性較強(qiáng)。由于傳統(tǒng)教學(xué)模式下的資源由專人進(jìn)行維護(hù)管理，因此，資源的進(jìn)化速度緩慢、效率低下。

智能化學(xué)習(xí)資源是智能化學(xué)習(xí)環(huán)境中的資源，這些資源有利于學(xué)生高效學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)，能夠創(chuàng)建更加有利于師生互動(dòng)的智能化學(xué)習(xí)環(huán)境。如何使用智能感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化資源的匯聚篩選、優(yōu)劣性的智能識(shí)別是教學(xué)資源智能化進(jìn)化、維護(hù)面臨的主要問題。

當(dāng)前需要更強(qiáng)的動(dòng)力和技術(shù)支撐來促進(jìn)資源智能進(jìn)化，并保障完善進(jìn)化機(jī)制。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，信息更新的速度加快，資源推送成為用戶在海量數(shù)據(jù)中快速獲取優(yōu)質(zhì)、個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的有效方法。

利用特定場(chǎng)合的傳感器、攝像頭等終端設(shè)備監(jiān)測(cè)教學(xué)過程中學(xué)生的動(dòng)作、行為表現(xiàn)，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、情緒識(shí)別等對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行行為粒度分析和數(shù)據(jù)分析，更好地了解學(xué)生的情緒和學(xué)習(xí)狀態(tài)。學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以根據(jù)分析得到的數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)習(xí)資源和教學(xué)專家進(jìn)行優(yōu)化篩選，借助智能終端將得到的資源快速準(zhǔn)確的推送給學(xué)生，讓學(xué)生能夠精確找到所需資源，再也不用耗費(fèi)大量的時(shí)間在查找資料上。

3 智能化教學(xué)模式

教師和學(xué)生作為教學(xué)過程中的主體，對(duì)環(huán)境和資源的需求是不同的，這就要求教學(xué)環(huán)境和資源必須發(fā)生變化以滿足主體的需求。人工智能技術(shù)的發(fā)展很好地解決了這個(gè)問題。

人工智能技術(shù)的應(yīng)用，使得教學(xué)手段越來越豐富，教學(xué)過程也越來越智能化，智能化的獲取豐富的過程性數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行充分、有效的利用。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，對(duì)智能化教學(xué)方式、智能化教學(xué)過程、智能化教學(xué)的內(nèi)涵進(jìn)行分析評(píng)估，從課前智能化備課到課中智能化精準(zhǔn)教學(xué)，再到課后智能化答疑與輔導(dǎo)進(jìn)行具體研究，從而構(gòu)建出智能化教學(xué)模式[3]。

智能化教學(xué)模式是人機(jī)共存的教學(xué)模式，教學(xué)要素在傳統(tǒng)的教師、學(xué)生的基礎(chǔ)上增加了智能化系統(tǒng)。新的教學(xué)模式下，教學(xué)要素之間可以實(shí)現(xiàn)高效師生互動(dòng)、生生互動(dòng)的多維互動(dòng)模式。

智能化教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式一樣分為三個(gè)階段，課前、課中和課后。

課前階段主要是任務(wù)是教師備課、學(xué)習(xí)資源的智能推送和學(xué)生自主學(xué)習(xí)。上課前，教師可以使用智能平臺(tái)備課，然后通過平臺(tái)將本節(jié)課的目標(biāo)要求、內(nèi)容推送給學(xué)生，學(xué)生在平臺(tái)上先自主學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)過程中，教師通過智能系統(tǒng)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并根據(jù)不同學(xué)生的狀況及進(jìn)度及時(shí)調(diào)整資源的推送，以滿足學(xué)生的自主學(xué)習(xí)需求，并隨時(shí)提供遠(yuǎn)程輔導(dǎo)。課前學(xué)習(xí)完成時(shí)，智能化系統(tǒng)生成學(xué)情報(bào)告，包含每個(gè)學(xué)生的個(gè)人數(shù)據(jù)和班級(jí)整體的數(shù)據(jù)，教師依據(jù)報(bào)告可以有針對(duì)性地對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以適應(yīng)學(xué)生的需求。

課中階段，在智能環(huán)境、自適應(yīng)資源等人工智能技術(shù)的支持下，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)多維實(shí)時(shí)互動(dòng)。教師對(duì)學(xué)生課前的自主學(xué)習(xí)進(jìn)行分析與點(diǎn)評(píng)，總結(jié)指出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的個(gè)性問題和共性問題，使每一位學(xué)生都參與其中，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性;上課過程中智能化教學(xué)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，記錄過程性數(shù)據(jù)并進(jìn)行學(xué)情分析，針對(duì)每位學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，老師可以及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)性教學(xué)。

課后學(xué)習(xí)階段從兩個(gè)方面分析。依據(jù)智能系統(tǒng)提供的學(xué)生課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析報(bào)告，學(xué)生可以針對(duì)自己學(xué)習(xí)過程中存在的問題，參照系統(tǒng)給出的學(xué)習(xí)建議，找到薄弱環(huán)節(jié)針對(duì)性地進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)補(bǔ)短;教師則可以根據(jù)教學(xué)過程中學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，參照平臺(tái)給出的關(guān)于教學(xué)方面的意見和建議，進(jìn)行教學(xué)反思，查漏補(bǔ)缺，實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)，更好地為學(xué)生服務(wù)，提升教學(xué)質(zhì)量。

通過課后學(xué)習(xí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，是對(duì)課前、課中學(xué)習(xí)的補(bǔ)充。

4 智能化教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)教學(xué)結(jié)果進(jìn)行價(jià)值判斷的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)施教學(xué)決策的重要依據(jù)。在智能化的教學(xué)模式中，教學(xué)評(píng)價(jià)的手段也采用了智能化評(píng)價(jià)。

智能化評(píng)價(jià)主要包含五個(gè)階段：

1）預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，指定教學(xué)評(píng)價(jià)的依據(jù);

2）機(jī)器編制教學(xué)評(píng)價(jià)試題;

3）機(jī)器批改試題，得出評(píng)價(jià)結(jié)果;

4）依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，得出評(píng)價(jià)分析報(bào)告;

5）依據(jù)評(píng)價(jià)分析報(bào)告，得出實(shí)施建議。

教學(xué)過程中，利用人工智能技術(shù)，采集教學(xué)場(chǎng)景中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，建立學(xué)生數(shù)字畫像，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和發(fā)展性評(píng)價(jià)理念對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問題，分析問題并提出決策建議;智能分析、評(píng)價(jià)學(xué)生行為。一方面幫助教學(xué)管理者全面督導(dǎo)，提升管理效率，實(shí)現(xiàn)智能化、科學(xué)化的管理;另一方面，科學(xué)輔助教師進(jìn)行教學(xué)決策，引導(dǎo)教學(xué)方向。

智能化評(píng)價(jià)可以服務(wù)于教師課堂教學(xué)，使教師將更多精力放在創(chuàng)新教學(xué)上，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果為學(xué)生提供個(gè)性化反饋，有更多時(shí)間與學(xué)生交流，從評(píng)價(jià)方面把握學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地解決問題，提高教學(xué)效率與質(zhì)量。

智能化評(píng)價(jià)服務(wù)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力，培養(yǎng)批判思維能力，強(qiáng)化學(xué)生的認(rèn)知，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，以適應(yīng)未來教育的需求。

人工智能技術(shù)的應(yīng)用和豐富的教學(xué)數(shù)據(jù)使得教學(xué)評(píng)價(jià)更加合理化、科學(xué)化，可以幫助組織教學(xué)活動(dòng)，能夠大幅度促進(jìn)教學(xué)效率的提升。

5 結(jié)論

智能教育是未來教育發(fā)展的目標(biāo)，是人工智能技術(shù)與學(xué)校教育的融合的結(jié)果。

新的教學(xué)模式中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用引起了教學(xué)系統(tǒng)中各個(gè)要素及其關(guān)系的變化。可以看出，智能化的教學(xué)資源、智能化的教學(xué)環(huán)境、智能化的評(píng)價(jià)方式使得教學(xué)的過程更加靈活高效，比傳統(tǒng)的教學(xué)模式更加適合現(xiàn)代教育的需求。

然而，教學(xué)過程中由于個(gè)體差異，技術(shù)的應(yīng)用會(huì)引發(fā)不同學(xué)生不同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并不是都會(huì)發(fā)揮正面積極的作用，有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生副作用。作為教學(xué)實(shí)踐的主體，教師和學(xué)生需要反思人工智能技術(shù)帶來的各種副作用，選擇性地使用才能真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)促進(jìn)教學(xué)實(shí)踐的目的。

總之，人工智能技術(shù)與教學(xué)的融合過程中，在提升教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，還需要消除技術(shù)帶來的副作用，這個(gè)過程任重而道遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 黃榮懷，楊俊鋒，胡永斌. 從數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境到智慧學(xué)習(xí)環(huán)境——學(xué)習(xí)環(huán)境的變革與趨勢(shì)[J].開放教育研究，2012（1）：75-84.

[2] 賀相春，郭紹青，張進(jìn)良，等.網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的系統(tǒng)構(gòu)成與功能演變——網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間內(nèi)涵與學(xué)校教育發(fā)展研究之二[J].電化教育研究，2017（5）：36-42.

[3] 華璐璐.人工智能促進(jìn)教學(xué)變革研究[D].江蘇師范大學(xué)，2018：58-63.

【通聯(lián)編輯：王力】