AI開啟“5G+”智慧教育新征程

黃君荍

中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司重慶市分公司 重慶 400000

引言

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，教育信息化也在逐漸發(fā)展，而智慧教育就是其中之一。智慧教育是以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，利用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)，實現(xiàn)對教學(xué)全過程的實時分析并通過對學(xué)生學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行反饋，從而達(dá)到提高課堂效率的目的。

1 相關(guān)理論基礎(chǔ)

①交互性。在信息技術(shù)的支持下，人們的工作和學(xué)習(xí)方式發(fā)生了很大的改變。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師與學(xué)生之間的交流是單向的，而在信息化時代，通過對海量信息的處理可以實現(xiàn)師生間的雙向溝通從而提高課堂效率。②互動性。智慧教學(xué)平臺的發(fā)展為教育提供了新的手段也為教育的改革注入了新的活力。③開放性。目前，我國的教育信息化建設(shè)還處于起步階段很多方面還需要進(jìn)一步的完善特別是對于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，這就要求教育管理者必須具備一定的信息技術(shù)水平，才能將這些資源有效地利用起來。

1.1 智慧教育的內(nèi)涵與發(fā)展

“智慧教育”是在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)和教育理念以信息化的手段為學(xué)生提供一個高效、便捷的學(xué)習(xí)環(huán)境，以提升教師的綜合素質(zhì)，促進(jìn)其全面發(fā)展為目的的新型的教育方式。智慧教育的本質(zhì)就是利用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，對整個教學(xué)過程進(jìn)行有效的管理，提高師生的信息素養(yǎng)使其在有限的時間內(nèi)獲得最大的知識量，從而達(dá)到更高的學(xué)習(xí)效率。智慧教育的核心在于“人”，而不是“物”[1]。它的根本是人的主體性，即人的主觀能動性。智慧教育使“教”與“學(xué)”的關(guān)系更加緊密讓他們成為彼此溝通的橋梁。目前，我國已經(jīng)認(rèn)識到了智慧教育的重要性，并開始著手于智慧化的研究，但是由于國內(nèi)的相關(guān)理論的不成熟導(dǎo)致了很多學(xué)校的軟硬件設(shè)施無法滿足新時代的需求。

2 AI教學(xué)質(zhì)量評估的應(yīng)用

隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力也在提高，而人工智能的出現(xiàn)，為教育工作者提供了新的視角，也為教學(xué)質(zhì)量的評估提出了新的要求。傳統(tǒng)的教學(xué)質(zhì)量評估主要是對教師的課學(xué)上的教學(xué)效果進(jìn)行評價，但是這種方式過于單一，無法全面反映出每位學(xué)生的具體情況，不能真實地反應(yīng)每一位學(xué)生的實際水平。同時，由于每個人的知識基礎(chǔ)、生活習(xí)慣和個人興趣愛好等方面存在差異，因此在對每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)和能力測試時，只能根據(jù)考試成績來判斷其掌握的程度。而AI的應(yīng)用，可以有效地解決上述問題，它不僅能準(zhǔn)確的評估出每位學(xué)生的綜合素質(zhì)，而且能夠?qū)⒉煌膶W(xué)科內(nèi)容整合起來，使之更有針對性，更能體現(xiàn)“以人為本”的思想。

3 AI在智慧教育中的應(yīng)用

隨著人工智能的發(fā)展，越來越多的教學(xué)者將其應(yīng)用于日常教學(xué)中，而智能化的學(xué)習(xí)方式也逐漸成為當(dāng)前的研究熱點。 在傳統(tǒng)的課堂中，教師的作用是主導(dǎo)，學(xué)生的主體性被忽視，而在智慧教育的大背景下，老師的角色由知識的傳遞者變成了引導(dǎo)者，通過對信息的加工與處理，使其能夠更好地理解所教內(nèi)容，并為之提供相應(yīng)的解決方案。在智慧教育的大環(huán)境下，人工智能可以幫助師生提高自主探究的能力，同時也能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升他們的創(chuàng)造力。目前，我國的智慧教育還處于初級階段，許多高校的教學(xué)平臺、數(shù)據(jù)中臺等都沒有得到很好的普及，這就需要我們進(jìn)行深入的探索和實踐，從而實現(xiàn)智慧教育中融入人工智能，具有一定的現(xiàn)實意義[2]。

3.1 智慧教育的應(yīng)用原則

①安全性。教學(xué)數(shù)據(jù)的存儲和傳輸?shù)陌踩鞘滓模瑢τ谥腔劢逃陌l(fā)展來說，必須要保證其不被破壞，并且要確保其不會被隨意更改。②可靠性。目前，我國的大部分的高校已經(jīng)開始使用云計算技術(shù)，但是由于云計算的成本較高，而且還存在著一些問題，例如：云服務(wù)的開發(fā)與運行都會受到限制，所以，為了保障教學(xué)的穩(wěn)定性，就需要提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。③易用性與易維護(hù)性。現(xiàn)在的大多數(shù)的學(xué)校都沒有專門的運維平臺來幫助老師進(jìn)行管理，而有的地方甚至連基本的操作也不方便，這就導(dǎo)致了很多智慧教育的配套軟硬件利用率低，無法發(fā)揮出正常的作用。

3.2 人工智能在智慧教育中的優(yōu)勢[3]

①智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境 人工智能的應(yīng)用可以對教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行及時的分析和反饋，提高了教學(xué)效率。②個性化的資源庫 人工智能的應(yīng)用使知識庫變得豐富，同時也使課程內(nèi)容變得更有層次性，更有針對性，更能激發(fā)出學(xué)生的求知欲。③自主式的學(xué)習(xí)模式，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新思維。④交互式的學(xué)習(xí)方式，促進(jìn)師生關(guān)系的和諧發(fā)展。傳統(tǒng)的教育中，老師的地位是權(quán)威者而不是參與者，但是在智慧教育中，老師的角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，由過去的傳道授業(yè)解惑者變?yōu)橐龑?dǎo)者通過互動的形式，來幫助學(xué)生解決問題，從而達(dá)到良好的效果。而現(xiàn)在的翻轉(zhuǎn)課堂，就是以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮了人的主觀能動性，使得每個同學(xué)都能夠參與進(jìn)來，相互交流，共同進(jìn)步。這就很好地解決了因個體差異所帶來的不同的問題。

4 AI個性化精準(zhǔn)教學(xué)的必要性

人工智能的研究領(lǐng)域已經(jīng)從計算機的應(yīng)用擴展到了社會的各個方面，如工業(yè)自動化、醫(yī)學(xué)等。 在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師的教學(xué)方法是“老師講，學(xué)生聽”，而這種教學(xué)方式過于單一，不能充分調(diào)動起所有的參與者的積極性，而且也不利于培養(yǎng)出綜合素質(zhì)高的人才。 隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工智能的出現(xiàn)，為個性化精準(zhǔn)教學(xué)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

4.1 AI個性化精準(zhǔn)教學(xué)的意義與要求

①學(xué)習(xí)的目的性 在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師是知識的灌輸者和傳授者，學(xué)生只是被動接受，而不是主動的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。而在AI的智慧教育環(huán)境下，可以通過算法，結(jié)合每位學(xué)生的特點，規(guī)劃出更符合自己的個性化的課程。②學(xué)習(xí)的自主性 AI使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生了改變，不再是以前的機械式的學(xué)習(xí)，而是有了更多的選擇性，使整個學(xué)習(xí)過程自主化。

4.2 個性化精準(zhǔn)教學(xué)的實施與方案

在教學(xué)過程中，AI會根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力進(jìn)行個性化的定制，讓每個同學(xué)都能得到最大程度的發(fā)展。首先，在教學(xué)設(shè)計階段，要充分考慮到每一位學(xué)生的個性特點，對不同的學(xué)生有不同的要求，例如：有的學(xué)生喜歡冒險有的比較沉穩(wěn)，有的不愛思考，還有的不愛探索，這些都是需要了解，而不是單純的照抄照搬。其次，在課程實施的時候，AI可以將一些較為復(fù)雜的知識點用簡單的問題代替，比如說：如何判斷自己的行為是否正確，該做什么該怎么做等。這樣，就能使每一個學(xué)生的潛能被激發(fā)出來也有利于提高他們的自信心。

5 AI在教育大數(shù)據(jù)及教學(xué)中的應(yīng)用

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，人工智能已經(jīng)逐漸滲透到我們生活的方方面面，在教學(xué)中，教師可以利用大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，從而更好地了解自己的教學(xué)情況，并及時調(diào)整自身的教學(xué)方法，提高課堂的效率。

5.1 AI在教育大數(shù)據(jù)中主要作用

首先，大數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測，通過對大量的信息進(jìn)行分析，從而得出結(jié)論，應(yīng)用于教學(xué)之中。其次，大數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測，能夠為學(xué)校的決策提供更多的參考，讓教研工作更加的合理，讓教學(xué)變得更有針對性，使其更具科學(xué)性。最后，大數(shù)據(jù)的分析與預(yù)測，有利于提高老師的教育水平，提升自己的綜合能力，使其具有更強的創(chuàng)新意識，進(jìn)而促進(jìn)自身的發(fā)展。

6 AI開啟“5G+”智慧教育新征程實施

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，教育行業(yè)也在不斷地進(jìn)行改革和創(chuàng)新傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足新時代的需求，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，為教育信息化的建設(shè)提供了新的契機[4]。①我們必須要對信息資源的使用和管理提出更高的要求，因此，需要對現(xiàn)有的教育系統(tǒng)做出一些相應(yīng)的調(diào)整，以適應(yīng)新的環(huán)境。②云計算平臺的開發(fā)與運用作為一種新型的服務(wù)，它的出現(xiàn)使得教育大數(shù)據(jù)能夠更好地和人工智能結(jié)合，可以幫助教師更好的了解到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并針對性的給予指導(dǎo)。但是，由于我國的信息技術(shù)水平還處于初級階段，很多方面還有待于完善。

6.1 AI開啟“5G+”智慧教育新征程實施基本要求

AI是智慧教育的基礎(chǔ)設(shè)備也是智慧教育的核心部分其主要功能為數(shù)據(jù)采集、信息存儲和交互管理。AI的基本功能包括[5]：①收集用戶的資料并對這些資源進(jìn)行分析為后續(xù)的服務(wù)提供參考。②獲取到的原始數(shù)據(jù)，可以對其進(jìn)行處理，并將其與其他的數(shù)據(jù)源相結(jié)合，形成一個完整的系統(tǒng)。③將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，通過5G傳輸技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，從而完成對整個教學(xué)過程的監(jiān)控。④在教師的指導(dǎo)下，利用多媒體課件，向?qū)W生展示相關(guān)的課程內(nèi)容，讓他們在課后查閱學(xué)習(xí)的視頻同時也能了解自己的不足，及時的改進(jìn)。還可與家長溝通，共同建立更多的家園合作關(guān)系。此外，還可與學(xué)校的老師、同學(xué)交流，幫助學(xué)生更好地成長。AI的使用不僅僅局限于傳統(tǒng)的課堂它的作用越來越大，它的應(yīng)用范圍也不斷擴大，對于我們的生活有著極大的影響。

6.2 建設(shè)教育信息化課程資源

教育信息化課程資源的建設(shè)是一個龐大的系統(tǒng)工程需要學(xué)校、教師、學(xué)生共同參與。首先，要加強對教育信息化的重視程度，加大力度進(jìn)行智慧教學(xué)平臺的開發(fā)。其次，要建立健全教育信息化的管理機制，使其具有規(guī)范性，保證信息的安全。最后，還要完善相關(guān)的法律法規(guī)，為教育信息化的發(fā)展提供良好的環(huán)境。總之，隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，智慧教育已經(jīng)不再是簡單的知識數(shù)字化，而是將各種不同的學(xué)科的知識整合起來，形成了一種新的綜合的信息系統(tǒng)。

7 AI開啟“5G+”智慧教育新征程采取的有效措施

7.1 實施智慧教育活動

在教育信息化的大背景下，教育部門需要結(jié)合學(xué)校的實際情況，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行智慧化管理[6]。①在課前，教師可以利用智慧教學(xué)互動平臺，將課程的學(xué)習(xí)信息上傳到平臺，并與其他同學(xué)分享，使備課更加方便快捷。②在課堂上，老師要及時更新授課的方式，讓學(xué)生能夠更好地接受新知識，同時也能讓他們更容易的掌握新的知識。③在課后，老師通過智慧教學(xué)互動平臺了解學(xué)生的課后學(xué)習(xí)情況，為其提供更多的幫助。

7.2 完善AI開啟5G智慧教育內(nèi)容

AI技術(shù)在2016年被提出其核心是將BAIcks數(shù)據(jù)處理軟件引入到智慧教育中通過對整個教學(xué)情況進(jìn)行記錄、分析和反饋，從而實現(xiàn)教學(xué)的智能化。①對于學(xué)生，在智慧教育中，通過AI可以對完整的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提供個性化精準(zhǔn)學(xué)習(xí)方案。②對于教師，通過AI可以對教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和反饋，從而提升綜合能力，提高教學(xué)水平。③對于教育管理部門，通過AI可以進(jìn)行教育大數(shù)據(jù)的信息資源整合與分析，對區(qū)域教育大數(shù)據(jù)加以分類、整理和統(tǒng)計，并建立相應(yīng)的模型，為區(qū)域教育決策提供參考。

同時，還需注意的是由于目前我國的信息技術(shù)水平有限對于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)還不夠完善，因此，我們要加大力度投入資金，為這些落后的基礎(chǔ)設(shè)備的更新?lián)Q代保證信息化的順利實施。

8 結(jié)束語

在教育信息化中，信息化是手段，“人”才是核心。人工智能的發(fā)展和應(yīng)用對智慧教育的研究和實踐具有重要的意義。