人工智能背景下教育教學深度變革論析

李 兵

(黑龍江旅游職業技術學院 教務處，黑龍江 哈爾濱 150086)

隨著人工智能技術的發展，人機協同、跨界融合、共創分享的智能時代正在到來。人工智能技術對社會的影響也不斷延伸到教育領域。帶來了兩個方面的重大影響，一是促使教與學的方式發生改變，二要促使學習能力和工作能力發生改變。

一、人工智能對教育教學的意義

1.人工智能是實現終身學習的基礎

人工智能時代，學校的教學模式和學生的學習方式將發生新的改變，學校和課堂是獲取知識的唯一場所這一概念將被打破，傳統的學校和課堂將成為人生中的一個學習階段，隨著信息技術的變革以及終身學習理念的提出，未來的教育將是終身學習，社會也將走向學習型社會。終身學習讓更多的人不再因為學習時間和學習空間受限而停止腳步，他們有了更多的學習自由，能通過各種渠道獲取知識。

信息資源獲取的便捷性使個體可以獲得更加豐富的知識，而且構建了學習者個性化的學習路徑。形式多樣、內容豐富的資源讓受教育者的視野更加開闊，學習效率更高，同時，也解決了部分區域由于教育資源不足而導致的教育不公平現象的升級。

人工智能條件下的教學環境虛擬化，學習資源共享化，教學方式交互化，助力了受教育者學習的社會化。由于教育資源不受時空限制，學習門檻也隨之降低，學習機會在每個有意愿學習的人面前都是平等的。以往只有通過考試才能進到某一學府學習的知識，而今大多數都是免費開放的，優質的課程資源可供個體選擇學習，讓有意愿學習的人不再因為入學的限制而受阻，個體在學習的過程中自由性和樂趣性增強，這一結果也使得人們追求自我提升的意愿更強烈。

2.人工智能是教學改革的技術基礎

人工智能能讓學生由傳統的課堂灌輸式的被動學習向自己尋找興趣、自己安排時間的主動學習轉變，能讓學生從傳統的按步就班的課堂學習向采用新方法的新式學習方法轉變，能讓學生由原來的個體單獨學習向為了探討某一不理解問題而形成的合作式學習轉變，所有的這些變化都是基于人工智能背景下的教學改革的目標。

(1)人工智能使教學優化成為可能

第一，人工智能下課程內容更加豐富。傳統課堂上，講授內容的方式比較單一，趣味性不是很強，而人工智能的出現讓課堂的知識傳授方式更加多樣，學習資源的內容也變得更加豐富，有了人工智能的輔助教學，知識的呈現形式也更加直觀，學習者可以在虛擬的網絡環境中充實自己，感受知識的力量，讓學生有更大的學習動力。因此，借助人工智能的學習，可以大大提升學習興趣，提高參與度，使學習效果提質增效。教學數字化是人工智能技術帶給教師的便利，使教師在傳統教學課程內容中尋找更為適合學生的知識內容和教學方法，從而自由高效的編撰課程知識，教師也可以從豐富的教學資源庫中選取各種各樣相關的知識內容，充實課堂內容為教學服務，課堂上也將改變傳統的線下授課，而是轉變為線上線下混合式教學。

第二，人工智能技術還能提供真實場景，使學生真實體驗教學所需情景。有了真實情景教學，學生的參與度更高，學習目標也更明確，而且在真實場景中學生通過合作式學習共同探索新知，充分體現了體驗式和探索式學習。這一轉變改變了傳統教學沒有真實情境作為依托，僅能依靠圖片或簡單的視頻呈現給學生學習，難以開展豐富的教學方式的弊端。在教學活動中充分使用人工智能虛擬技術，教師可以創造自由的場景和空間，利用各種功能強大的軟件系統，可以使使用的場景更加真實，讓學生有身臨其境的感覺，可增強理解程度，助力教學效果的進一步提升。

第三，人工智能給教學提供了交互的可能。在傳統教學課堂存在師生信息交流不充分，有明顯的信息不對稱現象，學生在學習過程被動的跟隨教師學習，而學習的效果不盡理想，但是教師對于學生學習情況的掌握也不是很準確，有了人工智能技術的交互支持，使得師生之間的交流更加緊密高效，教師可以根據軟件的大數據跟蹤與采集了解學生的學習情況，以及對已學知識的掌握情況，針對不同的學情和掌握程度不斷調整自己的教學內容和方式，更加促進了教學的高效性，也增加了師生之間的互動，彌補了由于課堂時間不夠而帶來的師生交流較少的情況。有了交互平臺，學生在學習時可以及時在平臺與教師請教，智能平臺成為了師生互動的載體，發揮著橋梁的作用，也讓更多學生有了表達自己思想和觀點的機會。

(2)人工智能有助于學生實現自主學習

自主學習指學生在學習過程中不是被動，而是主動對各種學習資源進行自由學習，并且在這個過程中能夠發自內心的堅持學習，自我調節能力更強，求知欲更強，學習動機更明確。

首先，可以獲得更多的知識資源。在以往的教學中，學習者的學習動機和能動性以及學習環境影響著學習的效果，但是在理想的教學活動中學生可對一切教學資源進行自主學習，自主解決學習中的問題，如若遇到不理解的問題可以進行合作探索，而教師成為學生的輔助者。但這一自主過程是以有豐富開放的學習資源為前提的，良好的信息技術環境是其保障，可以避開時間和空間的限制，豐富的學習資源完全突破了傳統意義上的學習資源，可以讓學習活動更加多樣可行，效果更好。

其次，人工智能有助于提升學習者的學習能力，激發學習動力。一是人工智能技術為渴望不斷學習的人提供了可能。在自主學習過程中，學生會體驗到自我控制的快樂和自由，感受到主動學習的樂趣，進而學習的成就感和價值感也更強烈。二是學生的自信心得以增強。在自主學習過程中學生可以根據自己的基礎水平先選擇簡單易懂的知識學習，待知識儲備一些后再向深層次學習，不斷的學習更高的技能，這樣就會讓自己的學習興趣進一步上升到新的高度。三是學習者的自我管理能力持續變強。因為學生的學習過程是自主的，而自主的過程中不可缺少的就是自我管理能力，學習者要根據自身情況調整，制定計劃與學習跟進，并且課后練習，這正是自我管理能力加強的表現，自我反思能力也會提升，不斷促進更高一階知識的學習。四是學習者能收獲強烈的情感體驗，通過與不同教學資源授課者的交流和溝通感受自己的價值，也會隨著交流的結果不斷調整自己溝通的方式方法，當獲得他人肯定時自我價值感覺會更加強烈，從而促使其更加優秀。

二、人工智能對教育教學的影響

技術只要轉化成一定的環境，一些實用的教學工具和一些可應用的教學資源時才能對教育教學產生影響。人工智能對教育教學的影響表現在促進育人目標、教學內容、教學環境、教學評價的變革。

1.育人目標、教學內容、教學環境、教學評價的變革

(1)促進育人目標的變革。從事簡單重復體力勞動的職業不會長久，因為機器的出現會取而代之，與此相對應的，簡單重復的腦力勞動也不會一直持續，因為人工智能的出現會取而代之，這一現象的背后映射出的就是職業體系的變化。僅懂得并掌握簡單重復工作的人群將不再有優勢，會被技術的革新力量所淘汰。教育需要做的就是適應這種新變化，適時調整傳統教育的育人目標，培養的重點不再是教會學生獲得當下的知識和技能，更應該注重培養學生的創新創造能力、團隊協作能力和抽象批判思維，這樣才會使學生在潛移默化中重新審視自己，在未來的職業定位中確立自己的適合位置，為自己在社會中積攢不同的能力來適應時代的不斷變化。人工智能的重大影響深刻改變了教育本身，隨著人工智能時代的到來，人才培養的目標會發生改變，進而影響教學目標的變革，受教育者自身的各方面能力都會得到足夠的關注，應該全面修訂人才培養方案的培養目標，對教學展開適應社會發展需要的改革。因此，育人目標的轉變會促使教育體系內的其他要素也相應的改革創新。

(2)促進教學內容的變革。教學內容的變革需要以學校開設的專業為前提，通過《高等職業學校專業設置備案結果》平臺查詢，2021年，全國已有387所學校開設了人工智能專業，可見，此專業已經引起各高校的重視，并在培養人工智能方面的人才。人工智能專業的開設需要有與之匹配的教學內容，教學內容包括單個知識層次的內容、思想行為習慣和能力培養等方面。由于人工智能技術會拉動更多新類型工作的出現，對技能的需求也在不斷增加，因此，學校必須要在課程改革和政策重新制定上做出回應。只有這樣才能促進學生獲得人工智能驅動社會所需的能力。教育在為未來勞動力人工智能做好準備的工作中起著至關重要的作用，消除人工智能技能差距不僅僅是采用越來越強大的技術來促進學習，還必須重新思考用于在各級教育中提供教學的內容和方法。以往的新課標中對人工智能課程的要求是讓學生體會、了解人工智能技術，屬于價值觀和情感教育。新課標中顯著提高了對人工智能有關的知識的要求，這些新變化都需在教學內容上體現。

(3)促進教學環境的變革。教學環境是由諸多要素組成的，無論從物理環境、互動形式還是信息資源都發生著改變。傳統的空間布局教室內的桌椅擺放較固定，不容易搬運與調整，但是隨著人工智能時代的到來，教室的布局會更趨于靈活性和層次性，以此來滿足線上線下混合式教學的要求。人工智能環境下信息資源的生成途徑從過去靜態轉變成了動態資源；教學資源整合者會依據學生具體情況，量體裁衣的把符合學生狀況的個性化學習內容等資源發送至學習終端；教學資源的承載媒介也不僅僅依靠交互式白板、投影等，而是結合能夠讓師生雙方更便捷的完成對資源的獲取和學習的設備。依靠智能教學環境，可以實現互動形式，對教學環節的操作過程展開記錄、追蹤，從而更好地幫助教師開展決策和學生的自我評價。另外，教學環境變革的需要也會促使學校的信息化向更高層次的智慧校園邁進，校園物理環境、教室教學環境、網絡學習環境已經充分融合，實現了從環境的數據化到數據的環境化、從教學的數據化到數據的教學化、從人格的數據化到數據的人格化轉變。

(4)促進教學評價的變革。以往的評價偏向結果評價、群體評價，忽略了過程性評價。借助人工智能技術的特性可以針對學習相關要素進行更加客觀的評價。依靠大數據的跟蹤與計算，可以對每位學生的全部學習過程進行評價，把線下、線上教學的所有內容劃入評價范疇當中，從而可以更精確的掌握學習者的學習情況，注意過程性評價與結果性評價的結合，并在發現學生學習情況不好的情況下作出學習預警，以此督促學生學習，讓他們更好的了解自身情況、調整學習方式，實現更好的學習效果。采用此方法避免了結果性評價的不足與缺陷。

2.人工智能背景下的新變化

(1)課堂智慧化

第一，學習環境智能化。傳統的教學環境會發生改變，教室會轉變為線上的虛擬教室，借助信息技術，智慧課堂會出現在日常教學過程中。教師可不必為制作各式微課而浪費時間，通過整合教學課程資源就能獲得大量信息。同時，學習的場景也會智能化，通過學生在虛擬環境中的“真實”體驗會增加他們的趣味性，進行深度學習，會讓師生的雙向質量都有所提升，這也是智慧課堂要實現的目標。

第二，學制制度彈性化。學校將走向平臺化，無論在學習環境上，或是學業評價上都會依托平臺進行，各種形式的體系和輔導平臺也會轉型，學校不會再主觀的以分數作為最終的學業成績，學習過程也是可持續反復進行的，學習者能根據自己的實際情況自行安排學習時間，制定并完成學習計劃。以班級為單位的授課方式將被打破，新的編排方式將會產生，接受教學的年限也會出現彈性，學制出現靈活化。可以將學生學習的知識課程轉變成學分，有能力的學生在自主安排進度的基礎上完成學業，從而實現了學制彈性的可能，這樣的變化更能讓學生增強學習興趣，提早計劃自己的未來發展和學業進度，促進實習和就業的更好銜接。

第三，學習內容和資源開放共享。共享學習中心和平臺會解決課堂教學資源不足的問題，能實現高效、便捷、多樣的課程形式以及豐富多彩的學習內容。

第四，大數據驅動教學。有了大數據作為支撐，傳統的以地理位置為主的班級授課將發生變化，轉變為依托網絡進行，學生和教師的互動性進一步加強，會實現更高的效率，個性化的學習和指導也會呈現新的特點。

(2)教學個性化

第一，學生個性將會被更加充分尊重和保護，通過自主學習讓學生養成良好的學習習慣，使他們通過在學習中尋找到的樂趣和知識的積累，讓自己的學習行為一直保持，促進學生終身學習，讓學生成為適應時代變遷，社會需要的能學習、會學習的人才。課程內容也會實現定制化，互聯網平臺會根據學生的需求推送相關課程，網絡教師這一新職業也會出現，制作知識資源的人不一定都是學校的教師，也可能是各行業的精英專家，有能力的人都可以制作課程，也可以學習，過程十分便捷。教師團隊化、角色導師化。講授將不再是授課的主要方式，學生間、教師間的咨詢與互助指導和答疑將得到進一步加強與應用。在課堂當中教師講授的知識也不會是學生獲得信息來源的權威渠道，學習者會利用平臺獲得自己所需的各類知識。自由查詢讓學生獲得知識的渠道更加廣闊。也正因為如此，教師還要不斷加強自身的現代信息技術應用方法與手段，這將成為教師的基本功，也促使教師不斷學習，形成終身學習的意識，敢于接受時代變化帶給教師的挑戰，成為不斷自我更新的好導師。個性化學業評價也會成為學生更好學習的推動力。以往評價主觀因素較多，而通過數據產生的評價報告更加客觀，評價內容可以通過設置權重，最終形成學生個體的綜合評價，這些反饋結果會和同類學習者進行對比，對比出該學生的優劣，尋找不足，提出改進意見，進而優化其學習。

第二，混合式學習。通過線上和線下的方式可以滿足學習者個性化的學習需求。在線教育為學生解決了很多關于空間和便捷學習方法的問題，尤其由于一些客觀條件存在而不能在線下進行教學時，線上教學的優勢就顯得更加突出。線上平臺學生所有的學習記錄都可以記錄下來，讓學生實時掌握自己的學習動態。在未來，人工智能技術將被廣泛應用到教育領域，對教學及教學管理產生很大的影響，學生的創新能力會有極大的提升。

綜上，傳統的教育會在人工智能背景下渙發出新的生機，使由大規模教學轉變成小規模個性化學習成為可能，個性化的教育和因材施教教育理念會在人工智能背景下得以實現。人工智能會給教育教學改革帶來巨大幫助，會使教師的授課方式與角色發生改變，也會使學生的學習方式更加自主，在雙向改變的過程中使教育教學質量不斷提高，培養出懂技能，會學習的人才。

三、人工智能對教育教學的啟示

1.不斷增加基礎設施投入

在教育領域應用人工智能需要有經費和技術的保障。雖然人工智能的發展速度很快，但仍然會有部分不發達地區或學校可能會面臨基礎技術、基礎設施搭建不完善以及經費使用不足的情況，為避免這一問題，國家或省級層面需要用包容與公平的態度合理分配建設資金與幫助，為將人工智能的優勢助力教育事業的發展創造基礎條件。

2.提升教師的信息化和數字化勝任能力

若使人工智能在教育教學中發揮作用，僅有技術支持也是不夠的，還需要讓一線的教師掌握人工智能與教學銜接的方法，讓教師做好準備。教師是育人主體，教師的素質與能力決定育人的效果與質量。省級教育部門和學校需要搭建各種平臺幫助教師學習新的數字技能來適應時代變化技術變化帶來的新挑戰。教師必須熟悉人工智能帶來的教育變革，熟悉大數據分析技術、虛擬技術，掌握各種教育平臺和APP終端的使用。教師要有依托人工智能開發教學資源的能力和思維，要有利用人工智能組織教學的意識與方法，要在教學各個環節與人工智能的應用融合。教師間可以組成互助小組，通過課題研究，技術探討，運用觀摩等方式加強學習，人工智能背景下，教師不僅要注重自身專業上的發展，同時還要考慮職業與技術的融合發展。

3.加強教育領域人工智能應用的研究工作

省級層面和學校層面可加大對人工智能課題研究的支持力度，從理論著手，不斷應用于實踐，為人工智能在教育教學中的應用奠定基礎。

總之，人工智能技術與教育領域相融合是當今教育創新與改革的方向，人工智能為教育創設了一種全新的學習體驗環境，它強大的技能支持又為教育教學提供強力保障。任何一項技術的出現必將會對社會發展產生一定影響，教育領域要用客觀的目光去看待人工智能技術，取之所長，用于教育教學的發展，通過管理層的科學決策與技術的正確運用，為教育教學領域構建一片新的愿景。