人工智能賦能培養(yǎng)大學生學習主動性的研究

[摘 要]人工智能技術的迅猛發(fā)展給教育帶來了新的挑戰(zhàn)與機遇，大學階段是學生從學校進入社會的過渡階段，學生學習主動性的培養(yǎng)尤為重要。本文探討了應用人工智能賦能培養(yǎng)學生學習主動性的方法，分析了人工智能賦能培養(yǎng)學生學習主動性面臨的挑戰(zhàn)，并提出應對策略，旨在通過人工智能賦能培養(yǎng)學生成為社會需要的高素質人才。

[關鍵詞]人工智能；學習主動性；教育改革

隨著科技的不斷發(fā)展，人工智能技術正逐漸滲透到各個領域，教育領域也不例外。在大學教學中，人工智能的應用為教學模式的創(chuàng)新和學生學習方式的轉變帶來了新的機遇。傳統(tǒng)的大學教學模式往往以教師為中心，學生處于被動接受知識的狀態(tài)。而高中階段的學習也大多以應試為導向，學生習慣于被動學習和回答問題。然而，大學生是社會主義事業(yè)的接班人、國家的建設者，因此在大學生的學習中應體現(xiàn)學習的主動性，使其具備較強的學習能力和思維能力，從傳統(tǒng)的被動學習模式，轉變?yōu)樽灾鲗W習模式，突出學習主體，提升學習主動性，做有道德、有理想、有紀律、有文化的四有青年[1]。在大學教學中，如何利用人工智能技術實現(xiàn)學生學習方式的轉變，成為當前教育改革的重要課題。

一、大學階段培養(yǎng)學生學習主動性的重要性

培養(yǎng)學生學習主動性可以提升學生學習效率與效果。如果學生的學習動機是自我驅動的，學習內容是自己選擇的，學習策略是自主調節(jié)的，學習時間是自我計劃和管理的，學生能夠主動營造有利于學習的物質和社會條件，并能夠對學習結果作出自我判斷和評價，那么他的學習就是充分自主的[2]。這種學習方式能夠顯著提高學習效率，因為學生更有可能對所學內容保持興趣和專注，從而更好地理解和掌握知識。同時，主動學習還能促進深度思考，幫助學生構建更加牢固的知識體系。大學生通過主動學習，可以逐漸掌握自我管理和自我激勵的技巧，學會如何設定學習目標、制訂學習計劃、監(jiān)控學習進度以及評估學習成果。這些能力將伴隨他們一生，無論未來從事何種職業(yè)，都能幫助他們持續(xù)成長和進步。

培養(yǎng)學生學習主動性可以增強學生的問題解決能力，促進學生個人興趣與潛能的發(fā)掘。主動學習鼓勵學生主動探索未知領域，面對挑戰(zhàn)和困難時積極尋求解決方案。在這個過程中，學生需要運用批判性思維、創(chuàng)新思維和邏輯推理等能力，不斷試錯和調整策略，最終找到問題的解決方案。這種經(jīng)歷能夠極大地增強學生的問題解決能力，為他們未來的工作和生活打下堅實的基礎。主動學習允許學生根據(jù)自己的興趣和好奇心來選擇學習內容，這有助于他們發(fā)現(xiàn)自己真正的興趣和潛能所在。

培養(yǎng)學生學習主動性可以增強學生的社會適應能力，推進學生的職業(yè)發(fā)展。主動學習不僅限于學術領域，還包括社交、團隊合作、領導力等多方面的能力培養(yǎng)。在主動學習的過程中，學生需要與同學、老師以及行業(yè)專家進行交流與合作，這有助于他們提升溝通能力和團隊協(xié)作能力。同時，面對學習中的挑戰(zhàn)和失敗，學生也能學會如何調整心態(tài)、保持積極態(tài)度，從而增強自己的心理韌性和社會適應能力。具備主動學習能力的大學生能夠更快地適應職場的變化和挑戰(zhàn)，不斷學習新的知識和技能，提升自己的職業(yè)競爭力。

培養(yǎng)學生學習主動性可以提高教學質量，促進教學相長。當大學生具有學習主動性時，他們會積極參與課堂討論、提問，與教師和同學進行互動。這不僅能夠活躍課堂氣氛，還能促使教師不斷改進教學方法和內容，提高教學質量。大學生的主動學習可以為教師提供更多的教學資源和思路。他們在自主學習過程中發(fā)現(xiàn)的新問題、新觀點，可能會給教師帶來啟發(fā)，促進教學相長。

大學生主動學習的意義在于提升學習效率與效果、培養(yǎng)自主學習能力、增強問題解決能力、促進個人興趣與潛能的發(fā)掘、提高教學質量、促進教學相長以及增強社會適應能力。這些能力和素質將伴隨學生一生，為他們未來的成功奠定堅實的基礎。

二、人工智能賦能培養(yǎng)學生學習主動性的方法

人工智能在大學教學中的應用，一是智能教學平臺，其可以根據(jù)學生的學習情況和特點，為學生提供個性化的學習方案。二是智能輔導系統(tǒng)，其可以為學生提供實時的學習指導和反饋。當學生在學習過程中遇到問題時，系統(tǒng)可以及時給予解答和提示，幫助學生克服學習困難。三是虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術，其可以為學生創(chuàng)造沉浸式的學習環(huán)境，讓學生更加直觀地感受和理解知識。四是智能評估系統(tǒng)，其可以通過分析學生的作業(yè)、考試成績、課堂表現(xiàn)等數(shù)據(jù)，為教師提供詳細的評估報告，幫助教師更好地了解學生的學習情況，調整教學策略。依托人工智能在教學中的已有應用，可以通過以下方式培養(yǎng)學生的學習自主性。

（一）個性化學習推薦

教師可利用人工智能驅動的學習平臺，分析學生的學習行為、知識掌握程度和學習偏好。通過收集學生在學習過程中的數(shù)據(jù)，如答題時間、錯誤率、學習進度等，人工智能可以構建每個學生的個性化學習檔案。例如，當學生在在線學習平臺上完成一系列練習題后，人工智能系統(tǒng)可以根據(jù)學生的答題情況，分析出學生在哪些知識點上存在薄弱環(huán)節(jié)，以及學生的學習風格是偏向視覺型、聽覺型還是動手實踐型。基于學生的個性化檔案，為學生制訂個性化的學習路徑。人工智能可以根據(jù)學生的具體情況，推薦最適合他們的學習資源，包括課程視頻、閱讀材料、練習題等。例如，如果一個學生在數(shù)學的積分部分表現(xiàn)較弱，系統(tǒng)可以推薦專門針對幾何的教學視頻、練習題集以及相關的拓展閱讀材料，幫助學生有針對性地提高這一領域的知識水平。在學生的學習過程中，人工智能可以根據(jù)學生的學習進展實時調整學習計劃。如果學生在某個知識點上的掌握程度提高了，系統(tǒng)就可以自動調整學習資源的難度和深度，確保學生始終處于適當?shù)膶W習挑戰(zhàn)水平。例如，當學生連續(xù)正確回答了一組難度較高的數(shù)學題時，系統(tǒng)可以判斷學生在這個知識點上已經(jīng)有了較好的掌握，進而推薦更具挑戰(zhàn)性的題目或引導學生深入學習相關的高級概念。

（二）智能輔導與反饋

人工智能聊天機器人可以隨時為學生提供答疑服務。學生在學習過程中遇到問題時，可以通過與聊天機器人對話，獲得及時的解答和指導。例如，學生在學習物理時對某個公式的應用有疑問，可以向聊天機器人提問，機器人會以簡潔明了的方式解釋公式的含義、使用方法以及相關的例題，幫助學生理解和掌握。人工智能技術的賦能為教育評價由“診斷性評價”向“反饋性評價”轉變提供了途徑[3]。人工智能可以自動批改學生的作業(yè)，不僅給出對錯判斷，還能提供詳細的反饋和改進建議。例如，對于一道數(shù)學計算題，人工智能批改系統(tǒng)可以分析數(shù)學方法的使用和計算的步驟等方面，給出具體的評價和修改建議。這樣學生可以及時了解自己的學習成果，發(fā)現(xiàn)問題并進行改進，從而提高學習的主動性和積極性。人工智能系統(tǒng)還可以跟蹤學生的學習進度，定期向學生和教師提供學習報告。報告中可以包括學生的學習時間、完成的任務、知識點掌握情況等信息。同時，系統(tǒng)還可以根據(jù)學生的學習表現(xiàn)給予適當?shù)募睿缣摂M獎勵、榮譽稱號等，從而激發(fā)學生的學習動力和主動性。

（三）虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實學習體驗

利用虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術，為學生創(chuàng)造沉浸式的學習環(huán)境，提升學生的學習興趣。VR技術可以為學生創(chuàng)造一個沉浸式的數(shù)學學習環(huán)境。例如，在學習幾何圖形時，學生可以仿佛置身于一個三維的空間中，近距離觀察各種立體圖形，如正方體、圓柱體、圓錐體等。這種身臨其境的感覺能讓抽象的數(shù)學概念變得更加直觀，從而激發(fā)學生的學習興趣。例如，學生可以在VR環(huán)境中繞著一個正方體行走，觀察它的各個面、棱和頂點，更好地理解正方體的特征。對于一些復雜的數(shù)學概念，VR可以將其可視化，增強學生理解能力。例如，在學習向量的加法和減法時，學生可以在VR環(huán)境中看到兩個向量的箭頭表示，通過拖動箭頭來直觀地感受向量的合成和分解過程。這種沉浸式的學習體驗可以激發(fā)學生的好奇心和探索欲望，提高他們的學習主動性。

VR和AR技術還可以創(chuàng)造互動式的學習場景，讓學生在虛擬環(huán)境中進行實踐操作和探索。例如，在學習函數(shù)圖像時，學生可以通過手勢操作來改變函數(shù)的參數(shù)，實時觀察函數(shù)圖像的變化。這種互動性的學習方式讓學生更加主動地參與學習過程，而不是被動地接受知識。

通過以上這些方法，人工智能可以為學生提供更加個性化、互動性和趣味性的學習體驗，從而培養(yǎng)學生的學習主動性，提高學習效果。

三、人工智能賦能培養(yǎng)學生學習主動性面臨的挑戰(zhàn)與策略

（一）人工智能技術應用的局限性

雖然人工智能技術在教育領域的應用前景極為廣闊，擁有著巨大的潛力與發(fā)展空間，有望為學生提供更加個性化、高效的學習體驗，推動教育模式的深刻變革。然而，就當前的實際情況而言，仍然存在著一些難以忽視的技術局限性。例如，智能教學平臺雖然為學生的學習提供了新的途徑與方式，但其個性化推薦算法還不夠完善，在實際運用中，可能無法精準地把握每一位學生獨特的學習需求，從而無法為學生提供完全契合其自身情況的學習資源與建議，影響學習效果的提升。再者，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術作為極具創(chuàng)新性的教學手段，能夠為學生帶來沉浸式的學習體驗，但其成本較高，從硬件設備的購置到軟件的開發(fā)與維護，都需要投入大量的資金。這使得虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術在教育領域的普及程度受到了極大的限制。許多學校由于資金有限，無法大規(guī)模地引進這些技術，而家庭方面也可能因為成本過高無法為學生提供相應的學習設備。如此一來，學生接觸和使用這些先進技術的機會就大大減少，限制了他們在學習過程中對多元化學習資源的利用。

（二）人工智能的應用可能會改變教師的角色和教學方式

人工智能的應用需要加強對相關應用人員的培訓。引入新的科技雖然不能取代教師，但使用科技的教師能取代不使用科技的教師[4]。教師需要從傳統(tǒng)的知識傳授者轉變?yōu)閷W生學習的引導者和促進者。在過去的教育模式中，教師主要負責將知識灌輸給學生，學生則被動地接受。而在人工智能賦能的教育環(huán)境下，知識的獲取變得更加便捷，學生可以通過各種智能工具自主地獲取所需的信息。此時，教師的角色就需要發(fā)生重大轉變。他們不再是知識的唯一來源，而是要引導學生正確地使用人工智能工具進行學習，幫助學生在海量的信息中篩選出有價值的內容，培養(yǎng)學生的批判性思維和解決問題的能力。同時，教師還要促進學生在學習過程中的思考與探索，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)造力，讓學生在自主學習的過程中不斷成長和進步。這無疑對教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學能力提出了更高的要求。教師不僅要具備扎實的學科知識，還要掌握先進的教育技術，了解學生的心理特點和學習需求，能夠靈活運用各種教學方法和策略，引導學生積極主動地參與學習。

（三）學生適應人工智能賦能教學模式需要時間成本和提升信息素養(yǎng)

對于長期習慣了傳統(tǒng)教學方式的學生來說，適應人工智能賦能的教學模式絕非一蹴而就之事，可能需要一定的時間和努力。在傳統(tǒng)的教學模式下，學生主要依賴教師的課堂講授和書本知識進行學習。教師在課堂上占據(jù)主導地位，學生被動地接受知識，學習的主動性和創(chuàng)造性相對較弱。而在人工智能賦能的教學模式下，學生需要學會利用智能教學平臺、智能輔導系統(tǒng)等先進工具進行自主學習和合作學習。這要求學生具備更高的信息素養(yǎng)和學習能力。他們需要熟練地操作各種智能設備，能夠在眾多的學習資源中準確地找到適合自己的內容，并有效地利用這些資源進行學習。同時，學生還需要學會與同學進行在線合作與交流，共同探討問題、分享學習心得，培養(yǎng)團隊合作精神和溝通能力。然而，這些能力的培養(yǎng)并非一朝一夕之功，學生需要花費一定的時間來適應這種新的教學模式，調整自己的學習方法和習慣。在這個過程中，學生可能會面臨一些困難和挑戰(zhàn)，例如對智能工具的不熟悉、自主學習能力的不足、合作學習經(jīng)驗的缺乏等。但只要給予學生足夠的時間和支持，相信他們一定能夠逐漸適應人工智能賦能的教學模式，充分發(fā)揮自己的學習主動性，實現(xiàn)自身的全面發(fā)展。

四、應對挑戰(zhàn)的策略

（一）研發(fā)與優(yōu)化人工智能技術

加大對智能教學平臺個性化推薦算法的研發(fā)投入。組織專業(yè)的技術團隊，深入研究學生的學習行為、興趣偏好和知識水平等因素，不斷改進算法模型，提高推薦的準確性和個性化程度。例如，可以引入深度學習技術，通過對大量學生學習數(shù)據(jù)的分析，更好地理解學生的需求，為其提供更加精準的學習資源和建議。鼓勵學生和教師積極反饋智能教學平臺的使用體驗和問題。設立專門的反饋渠道，如在線問卷、意見箱等，及時收集用戶的意見和建議，并將其反饋給技術開發(fā)團隊。技術團隊根據(jù)反饋信息，不斷優(yōu)化平臺的功能和性能，提高用戶滿意度。學校可以組織教師和學生對這些技術的教學效果進行評估，了解其在提高學生學習興趣、增強學習效果等方面的作用。根據(jù)評估結果，調整技術的應用策略，提高技術的使用效益。降低虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的成本。政府、企業(yè)和科研機構可以共同合作，加大對相關技術的研發(fā)力度，提高技術的成熟度和穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本。同時，可以探索新的商業(yè)模式，如通過租賃、共享等方式，讓更多的學校和學生能夠以較低的成本使用這些先進技術。

（二）推動教師角色和教學方式的改變

研究顯示，教師教學支持對大學生在線學習自主性的影響力度最大，大學生在線學習的自主性形成過程受到互動過程的顯著影響，這一互動過程是由教師的教學組織形式、學生對教學的參與、教師與學生的互動等情況構成的[5]。學校可以組織教師參加各種形式的培訓活動，如專題講座、工作坊、在線課程等，讓教師了解人工智能技術的基本原理、應用場景和教學方法。培訓內容可以包括智能教學平臺的使用、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術的教學應用、數(shù)據(jù)分析與教學決策等方面，提高教師的技術應用能力。還要培養(yǎng)教師的引導和促進能力。可以組織教師參加教學方法培訓，學習如何引導學生自主學習、如何促進學生的合作學習、如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維等方面的教學方法。同時通過教學觀摩、案例分析等方式，讓教師相互學習、交流經(jīng)驗，提高自身的教學水平。還可以建立教學資源共享平臺，讓教師可以分享自己的教學經(jīng)驗、教學資源和教學案例。教師可以通過平臺相互學習、借鑒，提高教學質量。

（三）培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和學習能力

學校可以通過主題班會、講座等形式，向學生介紹人工智能賦能教學模式的特點和優(yōu)勢，引導學生轉變學習觀念，認識到自主學習和合作學習的重要性。邀請優(yōu)秀學生分享自己在人工智能賦能教學模式下的學習經(jīng)驗和心得體會，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。開設信息素養(yǎng)課程，讓學生了解信息的獲取、評價、管理和利用等方面的知識和技能。并通過實踐活動，如信息檢索比賽、數(shù)據(jù)分析項目等，讓學生在實際操作中提高自己的信息素養(yǎng)和學習能力。設立學習指導中心，為學生提供學習咨詢、學習規(guī)劃、學習方法指導等服務。學習指導中心可以配備專業(yè)的學習指導教師，根據(jù)學生的需求和特點，為其制訂個性化的學習計劃和學習方法，幫助學生更好地適應人工智能賦能教學模式。

結束語

人工智能賦能大學教學為學生從高中時的被動學習轉向主動學習，從回答問題到提出問題，從自己學習轉向合作解決問題提供了新的機遇和可能。通過智能教學平臺、智能輔導系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術等人工智能工具的應用，可以激發(fā)學生的學習興趣和主動性，培養(yǎng)學生的問題意識和提出問題的能力，促進學生的合作學習和解決問題的能力。然而，人工智能賦能大學教學轉變也面臨著技術應用的局限性、教師角色的轉變和學生的適應能力等挑戰(zhàn)。為了應對這些挑戰(zhàn)，需要進一步研發(fā)與優(yōu)化人工智能技術，推動教師角色和教學方式的改變，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和學習能力。只有這樣，才能充分發(fā)揮人工智能在大學教學中的作用，實現(xiàn)學生學習方式的轉變，培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高素質人才。

參考文獻

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[5]王國明，畢妍，馬豪，等.在線教學中大學生學習自主性的水平及影響因素研究[J].教育考試與評價，2024（2）：30-37.

作者簡介：楊敏（1982— ），女，漢族，河南新鄉(xiāng)人，新鄉(xiāng)醫(yī)學院醫(yī)學工程學院，講師，碩士。

研究方向：數(shù)學與應用數(shù)學。

劉燕（1974— ），女，漢族，河南新鄉(xiāng)人，新鄉(xiāng)醫(yī)學院醫(yī)學工程學院，副教授，碩士。

研究方向：醫(yī)學數(shù)據(jù)分析。

通訊作者：徐永濤（1982— ），男，漢族，河北吳橋人，新鄉(xiāng)醫(yī)學院醫(yī)學工程學院，副教授，博士。

研究方向：醫(yī)學信息研究。

基金項目：新鄉(xiāng)醫(yī)學院本科高等教育類一般項目“人工智能背景下教學模式變革探索——以醫(yī)學高等數(shù)學為例”（項目編號：2024-XYJG-77）。

2024年度河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“‘醫(yī)理融合，醫(yī)工交叉’雙驅動模式下醫(yī)學大數(shù)據(jù)分析課程群建設研究與實踐”（項目編號：2024SJGLX0390）。