人工智能助力因材施教

付冰冰

当今世界正进入一场基于信息技术的变革当中，随着人类社会逐步迈入信息工业4.0时代，人工智能信息技术与各个行业的深度融合与发展，已经成为当下的时代潮流和战略发展方向。云计算、大数据、互联网以及人工智能等新技术新理念正深刻地影响着人们的生活，同时也深刻地影响着教育的发展。

在“全球人工智能与教育大数据峰会·2018”媒体见面会上，北京师范大学副校长郝芳华表示，如果人工智能大数据等信息技术能够与教育进行深度融合，毫无疑问将深层次地推动教育教学的改革与创新发展，进而给未来教育带来前所未有的机遇与挑战。

打破传统课堂“一刀切”局面

2017年全国智慧教育论坛化学分会场上，从教十余年的北京市第十二中胡小蒙老师正在带领班里的学生进行化学实验。这并不是胡小蒙第一次通过人工智能教学系统进行授课。

与学生同时进行对比实验的过程中，利用即时投影技术，既能避免学生接触强腐蚀剂，同时又能看到讲台上和自己实验中的现象。通过实时拍照与录像功能，把分组实验的结果展示给全班学生，并就实验结果与学生进行互动。

“在互动实验中，人工智能教育系统可以很好地实时呈现分组实验教育环节。此外，师生之间的讨论与反馈也能够马上在课堂中加以运用，扩充了学习的素材。”胡小蒙告诉本刊记者。

这种课堂上的实时产生的丰富的生成性，是网络教育技术的最大亮点。借助教育技术，能让课堂上学生的看法、作品等，迅速成为课堂上讨论的内容，为教师节省了重复教学的时间，大大提高了课堂教学效率。

不仅如此，人工智能还能够及时采集学习数据，针对学生试卷中的错题，推送精确的相关知识点。“有了这样一个工具，学生可以针对自己的薄弱点去下功夫，复习起来有针对性，成绩提高的速度也会加快。”

胡小蒙认为，尽管现代教育技术并不是课堂上的内核和精华，但不失为提高课堂教学效率的有效保障。

自新课改实施以来，每位学生学习的科目和领域各有侧重，所面临的问题也不尽相同。胡小蒙认为，教师在课堂上有针对性地进行教学是一方面，与此同时，基于人工智能基础上的课下智慧教育平台，也可以有方向性地满足学生个性化学习的需求。课上、课下不再进行“大锅饭”式教育，让学生重新拥有选择权，从而促进学生全面、自主、有个性地发展。

大数据因材施教，满足个性化学习需求

被业内誉为教育信息化服务引领者的科大讯飞执行总裁吴晓如向记者举了这样一个案例。

在日常学习过程中，有些同学能按照老师的教学步骤一步步往前走，往往可以取得80分以上的测验成绩，他们被称为优秀生。但是也有一些学生比较调皮，他们可能第一节课有10%的内容听不懂，到了第三节课、第四节课，有20%—30%的内容不懂。别的学生在期中考试时都拿到90分，他们只考了60分。

一次没考好，不一定是“差生”，但如果连续两三次考差，老师和家长就很可能给他们贴上“差生”的标签。但也许这些学生未来在某些方面很有潜力。

面对这样的问题，人工智能技术与大数据结合就可以发挥作用。将学生上课时的表现、课后的学习情况等转化成数据，依据这些数据就能对学生的学习情况进行“画像”，让老师和家长依次定位学习盲区，提供个性化指导，让“落后10%”不再成为瓶颈，那么，班级就不会再有“差生”。

“瓶颈”如何突破？从事教育工作十六载的云南师范大学附属中学的年级主任付加国向记者展示了一组对比数据。付加国发现，使用智慧课堂系统一年来，他带的两个班级成绩有大幅提升。

“我带了两个班，高二分班年级平均分是66.55，我的两个班平均分是67.8和66.32，一个在年级平均分之上，一个在之下，成绩中等。应用智慧课堂半学期后，两个班平均分比年级平均分高了1.5分多；一个学期之后，平均分高了3分多；这学期刚过去的期中考试，也就是一个半学期后，平均分高了5.5分。这两个班级现在的物理成绩一个是年级第一，另外一个是年级第二，这是真实而客观的数据。而且我相信如果我们继续用下去，越往后面它提高的空间还会越大。”

信息化技术的应用，使得教学数据不只是狭义上的数据。在付加国看来，智课系统协助教师做了大量案头分析工作，为教师节省了时间与精力。基于前期的大数据工作，教师可以在此基础之上追本溯源，去帮助学生解决学习中遇到的困难与问题。

教育现代化需兼顾教育公平

近些年来，我国教育领域建设已取得长足发展，但一些偏远山区仍然存在师资力量薄弱的现象。过去几年里，远程教育虽然解决了某些方面的问题，但只是单方面讓学生被动地去接受教学，学生的兴趣点并未得到开发，学习效果不佳。

如何在教育现代化快速发展的同时，保障偏远山区的“祖国花朵”接受公平教育的权利？吴晓如认为，远程教育的问题出现在教和学之间未能形成闭环。而伴随着人工智能技术的融入，老师和学生在进行互动的时候，通过人工智能技术的实时的评价，可以让孩子们能够接受到老师和他教育学过程中的实时互动反馈。

“这时候我们就看到原来的远程教学这种手段就被激活起来了。孩子们主动学习的能动性得到提升，课堂氛围好，师生互动率高。希望新技术带给课堂的变化，能让更多学生参与其中。”吴晓如表示。

回顾我国的教育发展历程，教育公平始终是全社会广泛关注的问题，面对教育发展水平差异较大的现状，要通过运用、研发新的技术方法，去推动优质资源的共享。

“现在我们也有一些技术在这方面进行广泛应用，有的效果还不错，在真正解决教育公平问题上，还需要继续探索。”出席“全球人工智能与教育大数据·2018”峰会的北京师范大学校长董奇表示。“我相信教育的现代化需要应用最新的科技手段去助推目标的达到。而实现教育现代化，则需要让每一个孩子能够获得好的教育，实现这个目标也需要科技的助力。”董奇说。