人工智能时代下的现代教学

许晓凤 西北师范大学教育技术学

一、序言

人工智能在社会的各个领域变得越来越普及和有影响力,并对各行各业产生了深远的影响。在教育领域,新知识数量的急剧增加、知识更新周期的缩短、知识的迅速扩展、职业的频繁变化和新的工作方法,使得人工智能对人才和教育模式的要求与传统教育完全不同。教育如何应对人工智能时代的到来？这就需要教学改革,顺应时代和科学技术的进步,进行现代化的教学。

二、人工智能概述

人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI,该词最初是在1956 年Dartmouth 学会上提出的。自人工智能诞生以来,其理论和技术日益成熟,应用领域不断扩大。正因为在这样的时代背景下,必须客观的看待技术带来的便利和存在需要改进的方面。

1.人工智能时代带来的便利

(1)促使生产方式趋向人性化；(2)个性化推荐；(3)增加人的自由时间,促进人与社会的自由。

2.人工智能可能存在的问题

(1)信息垄断；(2)数据风险；(3)数字鸿沟。

在人工智能、“互联网+”和大数据等技术发展的今天，要想技术在教育领域真正发挥有利的作用，就必须为解决教育中存在的问题提供有效支持，不是简单的直接应用技术，这样的技术在教育的发展与进步阶段是无用的。同时要想从根本上解决教育问题，需要在技术的支持下，系统思考教育问题，只有解决技术与教育的融合问题，才彰显技术带来的实用价值。

三.人工智能时代下现代教学概述

(一)人工智能时代下的个性化学习模式

在人工智能时代,教师的角色是多样化的。传统的教学模式将难以适应现代学生主体性发展和个性提升的需要。教师要探索新的教学模式,教师可以依托国家教育资源公共服务平台,从学科知识体系的梳理着手,获取教学资源、或者自主开发优质微课程视频来支持数字化教和学,让学生依据自身学习情况选择最适合自己的方式接受新知识，根据"先学后教、以学定教"原则,采取交互式学习和自主学习结合的教学方式促进学生知识学习的内化、迁移和应用,发展学生的学科核心素养，采用网络学习方式促进学生知识的巩固和拓展,养成师生数字化教与学的习惯,实施网络学习与面对面学习相结合的教学组织方式,针对学生自身的特点因材施教,满足学生个性化学习的需要。

(二)人工智能时代下的智慧化教学模式

人工智能进入教育领域后,技术支持资源和环境的变化促使教师以与学生学习方式相一致的方式进行教学。智慧化教学模式以教师、学生、网络空间为核心实现教师与工具、学生与工具、教师与学生的交互更加高效、开放和多元。伴随着技术的发展、环境的改善、自适应学习资源使得教学过程更加流畅、教学交互更加深入及时、教学效果更加明显。从课前、课中到课后,智能化教学相比传统教学在各个环节上都更加高效,围绕人工智能发展带来的变化构建了智能化教学模式。

课前教师依托国家教育资源公共服务平台,从学科知识体系的梳理着手,获取、重组和自主开发优质微课程视频、问题解析和练习资源和数学工具类资源,然后将学习目标、个性化的预习内容推送至学生个人学习空间,学生进行自主预习。教师可远程监控学生的学习轨迹,根据学习者的学习行为、任务的完成度及时推送个性化的学习资源,满足学习者的学习需求,并随时提供远程辅导。所有学生完成课前预习时,智能教学平台自动生成预习报告,教师可查看班级整体以及学生个体的学习情况,了解学生知识薄弱环节,进而调整教学内容、设计更具针对性的课堂活动。

课中,教师首先依据智能平台生成的分析报告,对学生课前的预习情况进行点评,总结学生在预习过程中存在的共性问题,并给予问题指导。在授课过程中教师与学生的互动也可以借助智能平台,学生可以与教师实时互动,激发学生的学习兴趣,充分调动学生课堂学习的积极性,增强学生的参与度,使每一位学生都参与其中；教师可以通过借助智慧平台实时监控，然后掌握每一位学生的学习过程,有针对性的个性化指导。

课后,是学生对课堂所学内容进一步深化的过程,智能平台对学生课堂学习的数据进行分析,智能判断每个学生可能存在的知识难点,提供依据学生的学情制定的个性化课后习题,学生也可以对于仍存在的疑问点在智慧平台与教师沟通。教师可以在智慧教学平台保存课堂中的生成性资源,分析自己的教学过程和学生的课堂表现,及时反思,查漏补缺,实现分层教学。

(三)人工智能时代下的教学支持

1.智慧教室的实现

传统的课堂在设计上布局单一,缺乏个性和特色,不利于师生互动,难以开展灵活多样的教学活动，此外,课堂的网络配置既不能满足教师对信息的多样化需求,也不能满足学生对知识更深层次探索的需求。人工智能时代的智能教室根据学科和学生的特点,通过各种设备的组合和配置,创造出不同的、更强大的智能学习支持环境。

智慧教室是优化教学内容呈现，便利学习资源获取，促进课堂及时深度互动的新型教室，是探索课堂教学结构转变，实践智慧教育的技术融合的学习环境，技术会影响教室环境内发的各种互动行为，从教学结构来说，较之简易的多媒体教室，智慧教室环境下的课堂互动是以教师为主导，学生为主体，有利于教师和学生开展创造性教学活动，在智慧教室中，学生既可以从环境中获得资源和服务，也可以与环境进行良好的互动。

智能教室以云计算和大数据为基础,将各种教育教学系统整合在统一的界面和统一的认证教学应用管理平台上,实现物理环境和虚拟环境的整合,创建多样化的学习模式,满足不同学习者独立、个性化、无处不在的学习需求。在智慧教室里,校园无线网络覆盖构成了无线网络支持环境,使大量设备之间能够进行无缝连接,包括智能终端-显示终端、智能终端-智能终端、智能终端-互联网等,从而使在教学中教师与学生,学生与学生之间互动,形成易于使用且人性化的学习环境。

2.智慧化教学平台的支持

智能教学平台是基于计算智能技术、学习分析技术、数据挖掘技术和机器学习技术的教学系统,为教师和学生提供个性化的教与学。借助自适应、大数据和云计算等技术,教师、学生和家长完全联系在一起。师生开展在线教学、信息传播和交流,有效整合在线学习空间中的资源获取和重组,构建个性化的混合学习环境。教师利用智能教学平台,运用技术对不同学术水平和学习兴趣的学生进行差异化学习,根据不同的学习情境选择不同的学习内容和学习方式,加强对学生认知和学习行为规律的研究,形成师生数字化教与学的习惯,形成师生数字化教与学的习惯。同时,教师应该根据学生的认知水平,因材施教。

智能教学平台可以收集大量数据,它可以自动适应不同学生的学习情况,智能预测学生的能力水平,为学生推荐学习路径,匹配学习资源,根据需要提供个性化的学习材料,提高学习效率。它还可以实现对学生学习数据的全面跟踪,不断收集和记录学生学习过程中的各种数据,并自动生成可视化数据统计和分析图表。学生可以通过查看学习数据发现不足并及时调整。教师可以很好地了解学生的学习特点,制定个性化的学习计划,深入分析学生的学习行为和学习数据,随时监控学生的发展,优化教学过程。

四、结束语

在人工智能的时代背景下,教育教学研究和改革任重而道远。虽然教育信息化2.0 为我们指明了进一步的工作方向，但是真正的通过技术给教育带来的实质性改变，仍有很多问题需要被解决。在教育领域,人工智能教学引领了一个新阶段,教学要适应智能科学技术发展的需要,把教学放在智能科学技术的大背景下更新内容,教师能够掌握融合创新的方法，常态化开展应用，用先进的教学理念和方法培养学生的创新素质和能力,同时要引领学生前进,要给学生留有适当的空间,让他们学会自主学习、主动思考,这些也就是人工智能时代背景下教学不断追求的目标。