基于AI自適應學習系統(tǒng)的個性化教育模式研究

摘" 要：人工智能技術(shù)的發(fā)展，被廣泛應用于各行各業(yè)中，為行業(yè)發(fā)展注入了全新活力。尤其是《教育信息化2.0行動計劃》的頒布，利用人工智能自適應學習系統(tǒng)成為促進學生個性化學習的突破，可有效減輕學生的學習負擔。自適應學習系統(tǒng)作為AI在教育領(lǐng)域的應用，能依據(jù)學習者個體差異與需求，為其提供個性化學習體驗，顯著提升學習效果。鑒于此，研究對AI自適應學習系統(tǒng)的個性化教育模式進行探究，以期為學生提供個性化學習體驗，提高學習效果，為教育領(lǐng)域帶來全新思路與方法。

關(guān)鍵詞：AI自適應學習系統(tǒng);個性化教育模式;高效學習

中圖分類號：G424""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1673-7164（2025）05-0032-04

基金項目：廣西教育科學“十四五”規(guī)劃2023年度廣西教育信息化教學應用實踐共同體專項課題“基于AI技術(shù)課程學習平臺建設(shè)研究與實踐——以‘圖形圖像處理技術(shù)’課程為例”（課題編號：2023ZJY559）;廣西教育科學“十四五”規(guī)劃2023年度廣西高等教育國際化專項課題“基于‘悉尼協(xié)議’的高職專業(yè)課程教育國際化研究與實踐”（課題編號：2023ZJY2152）。

作者簡介：鄭金明（1981—），男，碩士，廣西交通職業(yè)技術(shù)學院副教授，研究方向為軟件工程、數(shù)字媒體應用、圖形圖像處理技術(shù)。

2017年7月20日，國務(wù)院正式頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出了人工智能發(fā)展的三步走戰(zhàn)略與六大具體任務(wù)，標志國家在人工智能領(lǐng)域的全面布局拉開序幕。在教育領(lǐng)域中，人工智能技術(shù)能為自適應學習系統(tǒng)提供強力支持，讓該系統(tǒng)能根據(jù)學生學習進度與水平自動調(diào)整學習內(nèi)容與難度，為學生提供適宜的學習體驗，助力學生自主學習與持續(xù)進步，為教師及時了解學生對知識的掌握程度與偏好提供參考，實現(xiàn)精準教學，加快推動高質(zhì)量課堂建設(shè)。

一、AI自適應學習系統(tǒng)概述

（一）定義

AI自適應學習系統(tǒng)是利用人工智能技術(shù)對學習過程進行優(yōu)化的平臺。該系統(tǒng)是人工智能與教育結(jié)合的產(chǎn)物，能依據(jù)每個用戶學習習慣、興趣偏好、知識水平等，制訂出具有個性化的學習計劃與資源推薦。通過此形式，能精準分析學習者知識薄弱的板塊，實現(xiàn)針對性指導教學，并能分析學生知識掌握程度，為學生提供難度適宜的講解、練習等，真正落實因材施教。讓學生主動參與學習，激發(fā)學習熱情，實現(xiàn)高效學習。

（二）優(yōu)勢

1. 推動教師教學模式革新

教育現(xiàn)代化發(fā)展背景下，AI自適應學習系統(tǒng)逐漸成為教育教學中的重要工具，顯著提升了教學效率。在該系統(tǒng)應用下，教師改變傳統(tǒng)局限于知識點講解的方式，開始關(guān)注學生思維能力與綜合能力提升。[1]尤其是人工智能技術(shù)的進步，讓“人機共教”成為可能，能減少教師機械性重復的教學工作，使其把時間用于為學生提供個性化學習方法指導與心理慰藉。教學媒介也在人工智能推動下發(fā)生相應變革。智能終端、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等先進設(shè)備運用于課堂之上，顯著激發(fā)了學生學習興趣，并能依據(jù)學生實際學習情況以AI自適應學習系統(tǒng)制訂精準與個性化的教學方案。

2. 重塑學生的學習方式

傳統(tǒng)教學模式下，教師占據(jù)課堂主導地位，學生只能被迫接受知識。將AI自適應學習系統(tǒng)引入其中能改變此現(xiàn)狀。教師可利用該系統(tǒng)，實時為學生提供與推送個性化學習資源，讓學生能利用移動設(shè)備實現(xiàn)輕松自主學習、課后鞏固復習等。AI自適應學習系統(tǒng)還能應用于學生作業(yè)完成情況的分析中，精準識別學生的錯題概率，實現(xiàn)查漏補缺的效果。利用此種模式，能有效提升學生學習效率，培養(yǎng)其問題解決能力，為其綜合素質(zhì)的發(fā)展奠基。如松鼠AI自適應學習系統(tǒng)中的“熱身題”推送功能，能精準評估學生對知識點的掌握情況，并依據(jù)評估結(jié)果為學生推薦一些適宜的習題，讓學生的學習更加個性化與高效化。

3. 實現(xiàn)因材施教

因材施教作為教育中不可或缺的原則，一直以來由于各種因素的制約，難以全面落到實處。而將AI自適應學習系統(tǒng)應用于教學中，能細分知識點，精準分析學生的畫像，有效地解決此難題。依托AI自適應學習系統(tǒng)對學生每個知識點掌握情況深入分析，量身定制適合學生的學習內(nèi)容，以調(diào)動學生學習積極性，使學生主動參與到學習中。

二、個性化AI自適應學習系統(tǒng)的要素演變

（一）學生需要

一是學生學習行為中自主意識逐漸增強。傳統(tǒng)的自適應學習系統(tǒng)一般只會提供標準化的學習流程、數(shù)字化資源等，選擇性忽視了學生的主觀能動性與個性化需求。人工智能時代，個性化AI自適應學習系統(tǒng)開始誕生，賦予學生前所未有的學習掌控感與成就感。例如，學生基于該系統(tǒng)所提供的個性化選項范圍中，能自主決定學習流程與選擇學習的資料，讓學習效果得到大幅提升。[2]通過此學習方式，使學生能在輕松愉悅的氛圍中完成學業(yè)，精準滿足學生知識吸收的個性化需求，促使其各項能力的發(fā)展。二是學習行為基于系統(tǒng)引導，出現(xiàn)群體化趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)發(fā)展背景下，不管是線下學習還是系統(tǒng)學習，學生皆不再是孤軍奮戰(zhàn)的個體，其能在網(wǎng)絡(luò)中找到歸屬感。三是學習情感得到關(guān)注。例如，傳統(tǒng)自適應系統(tǒng)選擇性忽視了學生的學習情感，而個性化AI自適應學習系統(tǒng)能依托數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實時感知學生在學習期間所發(fā)生的變化，包括注意力、參與度等，有效預防學生由于厭煩學習出現(xiàn)的負面情緒，更關(guān)注學生的情感需求，對激發(fā)學生學習熱情與提高學習效率有良好作用。

（二）學習資源

一是基于AI自適應學習系統(tǒng)中學習資源設(shè)計呈現(xiàn)情境化特點。學生的學習行為發(fā)生在不同的時間、地點、應用終端設(shè)備上，學習場景具有多樣性特征，其處理設(shè)計方向也應朝著多樣化方向發(fā)展，才能適應不同場景的學習需求。為滿足此需求，學習資源應擁有獨立性、時效性、小數(shù)據(jù)量等特點，確保能在不同終端上流暢使用。為滿足跨終端使用需求，學習資源要有良好適應性，以在不同設(shè)備與操作系統(tǒng)實現(xiàn)無縫切換。二是學習資源呈現(xiàn)空間關(guān)聯(lián)性特點。學習資源的日益零散化，需要AI自適應學習系統(tǒng)能對資源進行整理、關(guān)聯(lián)。例如，資源內(nèi)容圍繞具體知識組織，形成了有關(guān)資源數(shù)據(jù)包，包括練習題、實踐活動、微課等，加之學科知識間具有內(nèi)在聯(lián)系，需要系統(tǒng)地建立多層知識點的關(guān)聯(lián)體系，為學習者提供、推薦精準與適合的學習資源，確保資源能實現(xiàn)靈活應用。

（三）系統(tǒng)架構(gòu)

一是AI自適應學習系統(tǒng)具備生態(tài)性特點。和傳統(tǒng)自適應系統(tǒng)對比，AI自適應學習系統(tǒng)設(shè)計前就十分重視海量數(shù)據(jù)的承載及多樣化信息資源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的支持，顯著提升了系統(tǒng)間的交互性。二是AI自適應學習系統(tǒng)在數(shù)據(jù)收集更精準與全面?；诖髷?shù)據(jù)背景，云計算、物聯(lián)網(wǎng)及移動網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，為學生學習提供了便捷條件。[3]例如，AI自適應學習系統(tǒng)能精準地收集、儲存學生在不同終端的學習數(shù)據(jù)，其中包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化，以及非結(jié)構(gòu)化的信息，多樣化的數(shù)據(jù)能為系統(tǒng)提供豐富資源，使其更精準地挖掘出學生特征，預測學生的學習效果。三是系統(tǒng)具備自我升級與優(yōu)化功能。適應是個體與環(huán)境持續(xù)互動、調(diào)整的過程，個性化AI自適應學習系統(tǒng)則依托機器學習技術(shù)實現(xiàn)優(yōu)化與升級。例如，數(shù)據(jù)計算與使用次數(shù)的增多，讓系統(tǒng)能自動調(diào)節(jié)與優(yōu)化已有算法，顯著提高挖掘?qū)W習者的特征與預測學習效果的精準度。將該技術(shù)應用于系統(tǒng)中，能有效適應學生的需求變化，為學生提供精準與個性化的學習服務(wù)與幫助。

三、AI自適應學習系統(tǒng)模型的構(gòu)建

（一）構(gòu)建全面學習者特征數(shù)據(jù)庫

AI自適應學習系統(tǒng)的精髓在于依托數(shù)據(jù)驅(qū)動方法論能實現(xiàn)教育的個性化與智能化。系統(tǒng)深入實際挖掘與利用用戶行為數(shù)據(jù)、學習資源數(shù)據(jù)庫等，精心打造一個全面且個性化的教育模式，為后續(xù)個性化教育提供良好支撐。

AI自適應學習系統(tǒng)的前提在于數(shù)據(jù)積累與處理。該系統(tǒng)能全方位地收集用戶在學習平臺中的各類行為數(shù)據(jù)。在此過程中，可以利用先進的爬蟲數(shù)據(jù)，從豐富的在線教學資源中抓取有關(guān)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行細致處理與清洗，納入學習者特征數(shù)據(jù)庫中，為學習者后續(xù)的內(nèi)容推薦與個性化學習路徑規(guī)劃打下良好的基礎(chǔ)。

（二）精準繪制用戶畫像

基于學習者特征數(shù)據(jù)中的大量數(shù)據(jù)，以AI自適應學習系統(tǒng)的深度學習算法，對用戶的行為數(shù)據(jù)進行詳細剖析，以繪制出用戶的個性化畫像。[4]在畫像中能精準地反映用戶的學習風格、認知水平，深入挖掘用戶的興趣愛好、潛在學習需求等，為后續(xù)智能化、個性化、精準化的學習推薦提供強力依據(jù)。

（三）構(gòu)建精細的內(nèi)容模型

內(nèi)容模型作為AI自適應學習系統(tǒng)中的核心組成部分，詳細記錄系統(tǒng)中所提供的全部學習內(nèi)容，清晰地將內(nèi)容間的結(jié)構(gòu)與關(guān)聯(lián)體現(xiàn)了出來。利用構(gòu)建的模型內(nèi)容，讓系統(tǒng)能精準理解已有學習資源的屬性與特點，為用戶學習提供適宜的材料與科學的指導。

（四）開發(fā)高效智能推薦算法

AI自適應學習系統(tǒng)的核心優(yōu)勢在于高效的智能推薦算法，該算法結(jié)合了用戶畫像與內(nèi)容模型，以復雜的計算與分析過程為農(nóng)戶精心規(guī)劃最佳學習路徑。如，依據(jù)用戶的學習歷史、興趣愛好及學習狀態(tài)，為用戶提供個性化學習資源，基于知識點的邏輯關(guān)聯(lián)，為用戶提供循序漸進與逐步深入的學習內(nèi)容。

（五）打造個性化學習路徑規(guī)劃模塊

基于充分掌握學習者特征數(shù)據(jù)庫與學習內(nèi)容推薦結(jié)果層面，依托AI自適應學習系統(tǒng)能打造個性化的學習路徑規(guī)劃模塊。[5]利用此模塊，能依據(jù)用戶個性特點、學習需求與目標，為不同用戶量身定制適宜且完整的學習計劃，使用戶能在學習中達到最佳效果。

（六）設(shè)計完善學習效果評估與反饋機制

為保證學習效果，AI自適應學習系統(tǒng)設(shè)計了完善的學習效果評估與反饋機制。利用此機制，依托考試、作業(yè)、項目時間等多種形式，能對用戶學習效果開展全方位的評估，并依托已有的評估效果提供對應的反饋與建議。通過此反饋，使用戶能夠及時了解自身學習情況，為AI自適應學習系統(tǒng)優(yōu)化推薦算法及提升學習效果提供寶貴支撐。

（七）保障系統(tǒng)的持續(xù)維護與更新

AI自適應學習系統(tǒng)應定期進行更新與維護，如此才能適應用戶的學習需求與資源。并且此過程中，AI自適應學習系統(tǒng)應配備對應的管理系統(tǒng)模塊，對整個系統(tǒng)進行管理與維護。例如，包括用戶管理、內(nèi)容管理，以及性能優(yōu)化等，以系列管理保證該系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及安全性，讓學生能在學習中收獲優(yōu)異的成績。

四、AI自適應學習系統(tǒng)的個性化教育模式

（一）全面收集與分析數(shù)據(jù)，為學習提供支撐

AI自適應學習系統(tǒng)應用于個性化教育模式中，會詳細記錄學生的信息數(shù)據(jù)。例如，對學生在線學習的軌跡、答題數(shù)據(jù)、學習時長、互動記錄等進行記錄，全方位地收集學生已有的學習情況。在數(shù)據(jù)中包含了學生解題的正確率、數(shù)據(jù)錯誤類型、學生學習速度、興趣偏好等，甚至能對學生某些瀏覽過的資源、疑惑等進行標志。在此過程中，AI自適應學習系統(tǒng)還會關(guān)注學生在平臺中的活躍度、學習時長，以及學生在學習社區(qū)中的互動情況?；谑占降臄?shù)據(jù)，該系統(tǒng)會依托先進技術(shù)與人工智能算法深入挖掘、詳細分析此類數(shù)據(jù)。通過此種模式，能準確評估學生的學習水平，讓教師能在此環(huán)節(jié)中了解學生的學習風格，即喜歡獨立思考或是團隊協(xié)作;在某個知識點學習中是否存在障礙等。通過分析結(jié)果，為后續(xù)設(shè)計適宜學生的學習路徑提供強力支持。

（二）設(shè)計個性化學習路徑，確保學習針對性

AI自適應學習系統(tǒng)具有強大的數(shù)據(jù)分析功能，在開展教學工作時將該系統(tǒng)運用于其中，依托數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，能讓系統(tǒng)依據(jù)學生的實際情況，為學生量身定制適宜學生的個性化學習路徑。倘若在此過程中發(fā)現(xiàn)學生遇到學習難題，則會及時調(diào)整與優(yōu)化學習計劃，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整的效果，保證學習更具針對性與實效性。在學習過程中，AI自適應學習系統(tǒng)會實時監(jiān)控學生的學習效果。例如，學生在某個知識點上進步比較顯著，系統(tǒng)會適當加快學習進度;學生在某個知識點中遇到困難，系統(tǒng)則會提供更多的輔助資源與練習機會。通過此種形式，能確保學生始終處于優(yōu)質(zhì)的學習樣態(tài)中，切實提高教學的質(zhì)量。

（三）智能化輔助教學實施，提升學習的效果

AI自適應學習系統(tǒng)的應用具有強大的智能化輔助教學功能，尤其是其中的實時答疑與輔導功能，能為學生提供智能的答疑。例如，學生在遇到問題時，在系統(tǒng)上尋求幫助，只需輕輕一點該功能，系統(tǒng)就能即時解決學生在學習過程中遇到的疑問。AI自適應學習系統(tǒng)能為學生學習提供個性化的輔導建議。利用此舉，為學生提供個性化的輔導建議，使學生理解與掌握該知識點。此外，AI自適應學習系統(tǒng)中的智能診斷技術(shù)，能精準識別學生學習過程中遇到的問題、薄弱環(huán)節(jié)等，為學生提供詳細的反饋報告和改進建議，為學生學習指明了方向，顯著提高了學習效果。

（四）構(gòu)建學習社區(qū)與互動，實現(xiàn)協(xié)作式學習

為落實個性化教育模式，AI自適應學習系統(tǒng)可構(gòu)建在線學習社區(qū)，在該學習社區(qū)中，鼓勵與引導學生參與到交流、互動等環(huán)節(jié)中。AI自適應學習系統(tǒng)還可以利用組織協(xié)作學習活動，如小組討論、項目合作等。利用小組討論活動，在相互交流與合作中，加深學生對知識點的理解，并使學生能學會從不同的角度思考問題，探索解決問題的策略。通過此學習社區(qū)，提高學生的團隊協(xié)作能力、獨立思考能力、解決問題能力，顯著提高其學習熱情。

（五）大力轉(zhuǎn)變教師角色，適應個性化教育需求

AI自適應學習系統(tǒng)讓教師的角色發(fā)生了翻天覆地的變化，從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變成學習引導者、支持者等。為適應AI自適應學習系統(tǒng)發(fā)展的需要，教師應熟練掌握計算機技術(shù)、AI技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技能等，靈活運用這些新興技術(shù)與手段，才能為學生學習提供良好的指導。為落實此目標，應大力開展支持服務(wù)工作，為教師提供相應的培訓，提升其各項技能。

（六）持續(xù)優(yōu)化與更新技術(shù)，提供優(yōu)質(zhì)學習體驗

AI自適應學習系統(tǒng)應高度重視對技術(shù)和服務(wù)的持續(xù)優(yōu)化、更新迭代。第一，收集用戶反饋信息，為系統(tǒng)升級提供憑證。AI自適應學習系統(tǒng)為適應時代發(fā)展變化，了解用戶的發(fā)展需求，要建立相應的用戶反饋機制。第二，做好技術(shù)更新與升級工作。人工智能技術(shù)大力發(fā)展，AI自適應學習系統(tǒng)應做好技術(shù)更新與升級工作，以適應時代發(fā)展的步伐。通過此方式，提高系統(tǒng)的智能化水平與用戶學習效果，真正為學生提供優(yōu)質(zhì)的學習體驗，為學生高效學習鋪墊。

五、結(jié)語

將AI自適應學習系統(tǒng)應用于教育教學工作中，能為學生提供高效化、個性化及智能化的學習體驗，使學生從中掌握更多學科知識與技能，提高其綜合素質(zhì)，為其全面發(fā)展奠基。因此，教師應在今后將其全方位應用于教育教學工作中，為高質(zhì)量教學奠基。

教育聚焦

參考文獻：

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（責任編輯：張若琂）