混合教學(xué)模式的優(yōu)化：AI技術(shù)的應(yīng)用與效果評(píng)估

摘 要 在當(dāng)前科技快速發(fā)展的時(shí)代，人工智能已成為教育領(lǐng)域中重要的推動(dòng)力量。文章采用潛在狄利克雷分配（LDA）方法進(jìn)行文本挖掘與分析，深入探討了人工智能在教育中的廣泛應(yīng)用及其對(duì)混合教學(xué)模式的優(yōu)化作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：人工智能為教育提供了個(gè)性化力量；高校可以利用人工智能技術(shù)優(yōu)化學(xué)科結(jié)構(gòu)，調(diào)整培養(yǎng)體系，以培養(yǎng)創(chuàng)新型人才；人工智能與教育的深度協(xié)同實(shí)現(xiàn)了教育管理機(jī)制的創(chuàng)新；人工智能技術(shù)促進(jìn)了教學(xué)效率的提升、教育資源的公平分配以及教育資源的全球共享。教育者應(yīng)平衡技術(shù)與人機(jī)互動(dòng)，以培養(yǎng)更多適應(yīng)未來發(fā)展的高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵詞 人工智能；混合教學(xué)；教育改革；個(gè)性化教育

中圖分類號(hào)：G712 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.33.021

Application and Effect Evaluation of AI Technology in Blended Teaching Modes

LIU Yan

（School of Economics and Management， Shihezi University， Shihezi， Xinjiang 832003）

Abstract In the current era of rapid technological development， artificial intelligence has become an important driving force in the field of education. This article uses the latent Dirichlet allocation （LDA） method for text mining and analysis， and explores in depth the widespread application of artificial intelligence in education and its optimization effect on blended learning models. The results showed that artificial intelligence provides personalized power for education; Universities can use artificial intelligence technology to optimize their disciplinary structure， adjust their training system， and cultivate innovative talents; Promote the deep collaboration between artificial intelligence and education， and achieve innovation in education management mechanisms; Artificial intelligence technology has promoted the improvement of teaching efficiency， fair distribution of educational resources， and global sharing of educational resources. Educators should balance technology and human-computer interaction to cultivate more high-quality talents who can adapt to future development.

Keywords artificial intelligence; blended teaching; educational reform; personalized education

在當(dāng)前教育與技術(shù)融合的背景下，人工智能（AI）作為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的新動(dòng)力，對(duì)教育領(lǐng)域的影響日益深遠(yuǎn)。AI技術(shù)的應(yīng)用不僅改變了教學(xué)方法，還推動(dòng)了教育模式從傳統(tǒng)向“智能+”轉(zhuǎn)變。2021年5月28日，中國科學(xué)院第二十次院士大會(huì)、中國工程院第十五次院士大會(huì)和中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第十次全國代表大會(huì)在北京人民大會(huì)堂召開，習(xí)近平總書記發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào)：“當(dāng)今世界的競(jìng)爭(zhēng)說到底是人才競(jìng)爭(zhēng)、教育競(jìng)爭(zhēng)。要更加重視人才自主培養(yǎng)，更加重視科學(xué)精神、創(chuàng)新能力、批判性思維的培養(yǎng)培育。要更加重視青年人才培養(yǎng)，努力造就一批具有世界影響力的頂尖科技人才，穩(wěn)定支持一批創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)更多高素質(zhì)技術(shù)技能人才、能工巧匠、大國工匠。”

關(guān)于混合教學(xué)模式優(yōu)化及人工智能技術(shù)應(yīng)用的討論，一個(gè)備受關(guān)注的話題是人工智能技術(shù)在教育中的實(shí)際效益和潛在風(fēng)險(xiǎn)。一方面，有研究表明人工智能技術(shù)顯著提高了教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[1-2]。Gorski[3]在其研究中指出，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在在線學(xué)習(xí)平臺(tái)中的應(yīng)用顯著提升了學(xué)習(xí)路徑的個(gè)性化和學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。然而，另一方面，有人認(rèn)為對(duì)人工智能的過度依賴可能忽視了教育中的人文關(guān)懷和師生互動(dòng)的重要性[4]。Min和Yu[5]在他們的研究中強(qiáng)調(diào)，“盡管人工智能技術(shù)提供了教育創(chuàng)新的可能性，但在混合學(xué)習(xí)環(huán)境中，師生之間的直接互動(dòng)仍是學(xué)習(xí)成功的關(guān)鍵因素。”此外，王金羽等[6]在研究中使用人機(jī)協(xié)同的方法和結(jié)構(gòu)主題模型（STM）進(jìn)行文本挖掘，探討了人工智能在教育質(zhì)性研究中的應(yīng)用，尤其在海量中文文本數(shù)據(jù)的分析上展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，展示了跨學(xué)科方法在解決教育領(lǐng)域復(fù)雜問題中的潛力。總而言之，問題在于應(yīng)如何平衡人工智能技術(shù)與人機(jī)互動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)教育創(chuàng)新和師生關(guān)系維護(hù)的雙重目標(biāo)。盡管人工智能技術(shù)可以有效擴(kuò)展教育資源并提高教學(xué)質(zhì)量，但人機(jī)互動(dòng)在教育中仍然具有不可替代的價(jià)值。特別是在處理復(fù)雜的情感和道德問題時(shí)，人工智能目前還無法完全理解或模擬人類的情感智慧。

1" AI在混合教學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景與師生感受

AI在混合教學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景多樣，包括：①個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。利用AI技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供定制化的學(xué)習(xí)計(jì)劃和資源，以適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)速度和風(fēng)格。②智能輔導(dǎo)系統(tǒng)。通過AI驅(qū)動(dòng)的輔導(dǎo)系統(tǒng)，為學(xué)生提供即時(shí)的反饋和支持，幫助他們理解復(fù)雜概念或解決學(xué)習(xí)中的難題。③自動(dòng)評(píng)估與反饋。使用AI工具自動(dòng)評(píng)估學(xué)生的作業(yè)和考試，提供即時(shí)和個(gè)性化的反饋，以促進(jìn)學(xué)生的自我修正和學(xué)習(xí)。④課堂行為分析。AI可以分析學(xué)生的課堂互動(dòng)和參與度，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和行為模式，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)策略。

教師和學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的主體，會(huì)因個(gè)人的背景、經(jīng)驗(yàn)、教育水平以及對(duì)技術(shù)的理解和接受程度而對(duì)AI在教學(xué)中的態(tài)度和感受呈現(xiàn)出多元性。教師態(tài)度的積極方面包括：許多教師認(rèn)為AI技術(shù)能夠幫助他們更有效地管理教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生表現(xiàn)，減輕工作負(fù)擔(dān)，特別是在處理大量的評(píng)估和反饋時(shí)。教師擔(dān)憂的方面有：一些教師擔(dān)心AI可能會(huì)取代部分教師角色，或者缺乏處理復(fù)雜教育問題的靈活性和人性化考慮。學(xué)生的積極反應(yīng)包括：學(xué)生普遍欣賞AI提供的個(gè)性化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和即時(shí)反饋，這有助于他們更快地掌握知識(shí)和技能。學(xué)生的負(fù)面觀點(diǎn)：部分學(xué)生表示，過度依賴AI工具可能導(dǎo)致人際交往能力的缺失，尤其是在需要團(tuán)隊(duì)合作和人際溝通的場(chǎng)合。

綜上，AI技術(shù)在混合教學(xué)中具有巨大潛力，但其應(yīng)用需要仔細(xì)考量，以保障教育活動(dòng)的人性化和教育的公平性。同時(shí)，教育者和開發(fā)者應(yīng)關(guān)注教師和學(xué)生的反饋，以優(yōu)化AI工具的設(shè)計(jì)和實(shí)施。

在混合教學(xué)中，人工智能（AI）的應(yīng)用、數(shù)據(jù)來源與處理以及文本分析之間存在密切的關(guān)系，它們共同促進(jìn)了教育的個(gè)性化和效率提升。數(shù)據(jù)是AI技術(shù)的基礎(chǔ)，文本分析則是AI技術(shù)在教育數(shù)據(jù)處理中的具體應(yīng)用之一。教育者可以充分利用數(shù)據(jù)來源和文本分析技術(shù)優(yōu)化教學(xué)過程，提供更個(gè)性化、高效率的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。然而，這一過程也需要教育者和開發(fā)者密切合作，確保數(shù)據(jù)的合法性、隱私保護(hù)和AI模型的準(zhǔn)確性，以最大限度地實(shí)現(xiàn)教育的個(gè)性化和公平性。

2" 數(shù)據(jù)來源與處理

2.1" 數(shù)據(jù)來源

本研究的數(shù)據(jù)來源于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，筆者通過搜索中國教育主管部門、中國各大高校與主題“混合教學(xué)模式的優(yōu)化：AI技術(shù)的應(yīng)用與效果評(píng)估”相關(guān)的網(wǎng)頁，使用Python軟件收集得到156份相關(guān)文檔。這些文檔涵蓋了各種形式的教學(xué)文檔、研究報(bào)告、專家意見和學(xué)生反饋等，具有較高的代表性，能夠?yàn)檠芯刻峁┒喾矫娴囊暯恰?/p>

2.2" 數(shù)據(jù)處理

為了進(jìn)行有效的分析，筆者對(duì)收集到的文本數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，步驟如下。①分詞：基于中文語言的特點(diǎn)，將文本分割為獨(dú)立的詞語，以提高分析的精確度。采用適合中文分詞的算法，將連續(xù)的文字段落轉(zhuǎn)換成詞語序列。②去除停用詞：剔除停用詞（如“的”“是”“在”等）以消除無實(shí)際意義的干擾詞，保留對(duì)主題分析有用的關(guān)鍵詞。③詞干提取：將不同變形形式的詞語還原為詞干，以減少變形詞對(duì)分析的影響，提高文本匹配的準(zhǔn)確性。④詞性標(biāo)注：為每個(gè)詞語標(biāo)注詞性，進(jìn)一步理解詞語在文本中的作用，為后續(xù)的主題分析提供參考。

通過這些預(yù)處理步驟，可以獲得清晰、干凈的文本數(shù)據(jù)，為研究“混合教學(xué)模式的優(yōu)化：AI技術(shù)的應(yīng)用與效果評(píng)估”提供數(shù)據(jù)支持，并為后續(xù)的主題分析提供基礎(chǔ)。

3" 文本分析

3.1" 主題發(fā)現(xiàn)

根據(jù)已經(jīng)預(yù)處理過的文本數(shù)據(jù)，針對(duì)主題“混合教學(xué)模式的優(yōu)化：AI技術(shù)的應(yīng)用與效果評(píng)估”，開展?jié)撛诘依死追峙洌↙DA）方法分析，從教學(xué)相關(guān)的文本數(shù)據(jù)中提取關(guān)鍵主題，例如在線論壇的討論、學(xué)生反饋、教學(xué)評(píng)估報(bào)告等。主要涵蓋了教學(xué)方法、學(xué)生反應(yīng)、技術(shù)應(yīng)用效果等多方面的內(nèi)容。以下是主要發(fā)現(xiàn)：①人工智能與個(gè)性化教育：人工智能賦予教育個(gè)性化的力量，通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和資源。智能化學(xué)習(xí)環(huán)境可幫助學(xué)生以自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)，并獲得針對(duì)性的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)更高效的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。②學(xué)科結(jié)構(gòu)優(yōu)化：高校積極探索人工智能在教育中的應(yīng)用，通過優(yōu)化學(xué)科結(jié)構(gòu)和調(diào)整培養(yǎng)體系，強(qiáng)化學(xué)科交叉，促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，以滿足社會(huì)對(duì)復(fù)合型高素質(zhì)人才的需求，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的前沿發(fā)展。 ③教育改革和協(xié)同：教育機(jī)構(gòu)通過設(shè)立理事會(huì)、專家委員會(huì)等方式，促進(jìn)人工智能與教育的深度協(xié)同，不斷創(chuàng)新教育管理機(jī)制，應(yīng)對(duì)人工智能與教育融合帶來的挑戰(zhàn)，推動(dòng)教學(xué)方式和管理模式的變革。④教育公平和效率：在“一帶一路”倡議和國際合作的推動(dòng)下，借助人工智能技術(shù)，高校提升了教學(xué)效率，推動(dòng)教學(xué)資源的公平分配，并利用智能化手段幫助不同地區(qū)和群體縮小數(shù)字鴻溝，實(shí)現(xiàn)教育的普及。⑤教育資源共享：教育機(jī)構(gòu)借助人工智能和開放平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了教育資源在全球范圍內(nèi)的廣泛共享和合作。通過國際合作，提高教育質(zhì)量，增加學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，為學(xué)生提供更廣泛的資源獲取渠道。

3.2" 多層次潛在結(jié)構(gòu)

通過使用無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法，根據(jù)LDA通過主題建模的分析，發(fā)現(xiàn)混合教學(xué)模式在人工智能技術(shù)的應(yīng)用中存在多層次的潛在結(jié)構(gòu)，如表1所示。

3.3" 情感分析

根據(jù)教師和學(xué)生對(duì)AI在教學(xué)中的態(tài)度和感受，將積極和負(fù)面的觀點(diǎn)進(jìn)行分類。結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，教師和學(xué)生對(duì)AI在教學(xué)中的態(tài)度各有不同，反映出多樣性。教師發(fā)現(xiàn)AI在簡(jiǎn)化教學(xué)管理和減輕工作負(fù)擔(dān)方面提供了顯著優(yōu)勢(shì)，尤其是在處理評(píng)估和反饋方面。但他們也擔(dān)心AI可能會(huì)取代他們?cè)谀承┓矫娴慕巧貏e是在重復(fù)性任務(wù)上。此外，他們認(rèn)為AI在人性化處理教育問題方面還存在局限性。學(xué)生普遍欣賞AI提供的個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)和即時(shí)反饋，這讓他們能更快地掌握知識(shí)和技能。然而，一些學(xué)生擔(dān)心過度依賴AI會(huì)減少人際交往的機(jī)會(huì)，并在團(tuán)隊(duì)合作方面受到限制。因此，教育工作者在采用AI技術(shù)時(shí)應(yīng)注重保持平衡，確保技術(shù)不會(huì)取代重要的教師角色。需要制定政策，確保學(xué)生在使用AI的同時(shí)能夠保持與人際交往的互動(dòng)。反饋對(duì)于改進(jìn)AI在教學(xué)中的應(yīng)用至關(guān)重要，因此教師和學(xué)生的意見應(yīng)被積極采納。

3.4" 對(duì)教學(xué)模式的影響因素分析

為了對(duì)人工智能在教學(xué)模式中的影響因素有更深入的理解，此處使用LDA模型識(shí)別不同主題，并從這些主題中挖掘出有意義的關(guān)鍵詞和文檔的主題分布，結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3的內(nèi)容可以發(fā)現(xiàn)，人工智能與個(gè)性化教育主題強(qiáng)調(diào)了人工智能在個(gè)性化教育中的潛力。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)路徑和智能化指導(dǎo)，學(xué)生可以獲得更符合自身需求的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)科結(jié)構(gòu)優(yōu)化主題突出了AI在學(xué)科建設(shè)中的重要作用。高校通過調(diào)整學(xué)科結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，以滿足社會(huì)對(duì)高素質(zhì)復(fù)合型人才的需求。教育改革和協(xié)同主題強(qiáng)調(diào)教育機(jī)構(gòu)在應(yīng)對(duì)AI技術(shù)變革帶來的挑戰(zhàn)時(shí)，應(yīng)采取的管理創(chuàng)新措施。設(shè)立理事會(huì)和專家委員會(huì)有助于促進(jìn)AI與教育的深度融合，實(shí)現(xiàn)管理模式的變革。教育公平和效率主題探討了AI技術(shù)在提升教育效率和公平性方面的作用。國際合作可以幫助縮小教育中的數(shù)字鴻溝，推動(dòng)全球范圍內(nèi)教育資源的平等分配。教育資源共享主題通過開放的AI平臺(tái)和國際合作，為學(xué)生提供了更廣泛的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，這有助于提高教育質(zhì)量，并讓更多人享受先進(jìn)的教學(xué)資源。總體來說，這些主題反映了AI技術(shù)在現(xiàn)代教育中的多重影響，以及需要采取的策略以充分利用這些潛力。

4" AI技術(shù)在混合教學(xué)中的未來前景

教學(xué)工具進(jìn)一步智能化：隨著AI技術(shù)的發(fā)展，人們將看到更多的教學(xué)工具將集成人工智能功能，為教師和學(xué)生提供更強(qiáng)大的支持。這些工具不僅是輔助工具，還可以成為教師教學(xué)的伙伴，幫助規(guī)劃課程、提供教學(xué)建議，甚至參與課堂互動(dòng)。

混合教學(xué)模式進(jìn)一步普及：混合教學(xué)模式已經(jīng)得到了大量應(yīng)用，未來將會(huì)進(jìn)一步推廣。AI技術(shù)在混合教學(xué)模式中的應(yīng)用，將極大地提升教學(xué)效率、豐富教學(xué)資源，并提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

教育數(shù)據(jù)的深入挖掘與分析：AI技術(shù)的另一個(gè)重要前景在于對(duì)教育數(shù)據(jù)的深入挖掘和分析。通過對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和成績(jī)數(shù)據(jù)的深入分析，可以幫助教師更準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，制定更有針對(duì)性的教學(xué)策略，達(dá)到因材施教的目標(biāo)。

師生關(guān)系的再定義：AI技術(shù)雖然可以在很多方面為教學(xué)提供支持，但教育的本質(zhì)仍然在于教師與學(xué)生之間的互動(dòng)。未來，隨著AI在教學(xué)中的進(jìn)一步應(yīng)用，教師的角色將發(fā)生轉(zhuǎn)變，將更多地扮演學(xué)生導(dǎo)師和教育顧問的角色，為學(xué)生提供更高層次的指導(dǎo)和支持。

5" 結(jié)語

人工智能在教育中的應(yīng)用正逐步改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式。通過對(duì)教學(xué)文本數(shù)據(jù)的分析和解讀，我們看到了AI在教學(xué)中的廣泛應(yīng)用和巨大潛力。未來，高校和教育工作者需要繼續(xù)探索如何充分利用這些技術(shù)，優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，應(yīng)注意平衡AI技術(shù)與人機(jī)互動(dòng)之間的關(guān)系，確保教學(xué)活動(dòng)的人性化和教育公平性。只有這樣，才能更好地實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)，為社會(huì)培養(yǎng)出更多適應(yīng)未來發(fā)展的高素質(zhì)人才。

基金項(xiàng)目：2024年新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“教育數(shù)字化背景下人工智能賦能兵團(tuán)一流課程建設(shè)研究與實(shí)踐”。

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