人工智能背景下课堂教学方法的改革与创新

［摘 要］人工智能作为新兴科技力量的重要代表，承载着时代发展的使命。人工智能应用到教育领域，推动了理念、技术、平台、资源与教育领域的深度融合，取得了突出的成果。在人工智能背景下，教师的课堂角色发生了革命性变化，学生的学习资源实现了个性化整合，虚拟现实技术也使教学活动突破了时空的界限。人工智能应用到教育领域，为课堂教学方法的改革和创新提供了技术支撑，并使学生从中获取更加多元和个性化的学习策略、资源保障。教育要始终坚持以人为本和全面发展的思路，在坚持技术创新和理论研究的同时，实现人工智能在教育领域的广泛应用，促进人工智能与教育教学的深度融合。

［关键词］人工智能；课堂教学；教学方法；智能科技；教学要素

［中图分类号］G642 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）17-0044-05

1956年，在达特茅斯会议上，人工智能的概念第一次被正式提出。人工智能，是指综合运用技术手段，致力于模拟和应用人类智能的跨领域技术科学，通常体现为模拟人的智慧与能力。人工智能的概念内涵和外延较为明确，但其涉及和包含的实际领域则较为多元，发展态势也并不均衡。人工智能被广泛应用于科学研究和社会生活，主要出发点是希望机器能够协助人类去处理原本只有人类才能完成和实现的工作任务。目前，随着配套理论和科技不断取得突破性的进展，人工智能在多个领域都取得了丰硕的成果，并逐步实现了与教育领域的深度融合。

一、人工智能在教育领域的应用现状

d24fXk20+ll610GttElf3lTtbysCauWUwWc6XuWOMJQ=随着科学技术的蓬勃发展，支撑人工智能的基础学科领域不断取得突破式进展，人工智能在各领域的应用驶入了快车道，成为21世纪初最重要的技术革命之一[1]。 2016年，为牢牢抓住时代风口，敏锐把握和积极应对人工智能的重大发展机遇，世界各国紧跟形势，抢抓机遇，乘势而上，先后从国家层面重拳出击、持续发力，出台了一系列促进人工智能有序发展的政策法规和条文，制定了抢占人工智能高地的发展战略[2]。特别是在2019年，联合国教科文组织发布了《教育中的人工智能：可持续发展的挑战和机遇》，对人工智能在时代更迭中展现出来的强大力量进行了高度评价，认为人工智能在进一步改善和丰富人类学习方式、提升学习质量、实现教育平等等方面可以提供强大支持和重要保障。2022 年11 月，ChatGPT的发布和应用引起轩然大波，学界十分关注ChatGPT在教育教学领域的运用，并对此展开了激烈的讨论。

关于人工智能在教育领域的实际应用情况，我们不得不承认，无论是应用的理念技术支撑还是发展进度，我国距离发达国家还有较大差距，教育应用的思路还未打开，应用的方式方法和平台建设也都还处于初级阶段。2017年，国务院颁布了《新一代人工智能发展规划》，从国家层面进行设计规划，并通过多种渠道和手段大力推进，明确提出实现智能教育的宏伟目标，积极创建以学习者为中心的教育环境[3]。但是，从目前的发展态势和实际情况来看，我国人工智能的教育应用发展水平还不高，特别是全国各地的发展水平不均衡，且多停留在简单的技术运用、多媒体展示、会议联通、网络连线、资源互通等层面。可见，目前我国人工智能应用于教育领域的实践成果还有待丰富，应用方式方法还有待更新。此外，部分一线教师缺乏对人工智能基础知识的了解，实践操作能力不足，在课堂教学中的实际应用能力还处于较低层次，认知水平和实践能力还有很大的提升空间。

二、人工智能背景下课堂教学的突出特点

关于传统课堂教学模式的突出特点，我们可以将其概括成“三个中心”，分别是以教师为中心、以书本为中心、以课堂为中心[4]。这“三个中心”从教学关系的层面，反映了在传统教学环境中教师与学生之间的对立关系，体现了学生主体性角色的失位和话语权的缺失。在传统课堂上，教师大多处于绝对主导地位，“一言堂”的情况成为教学常态，教学过程多为教师单方面进行强制性知识输出，而学生则主要处于被动接受的状态，学生在学习过程中普遍缺乏参与性和主动性，鲜少有表达自我意识的途径和机会，导致其自主学习能力和创新能力都较为匮乏，呈现出思维固化的学习状态。但在人工智能背景下，教学模式出现了崭新的变化，人工智能技术正在成为引领新一轮科技革命的领头雁，并对教育产生了巨大影响 [5]。过去，教师只是简单地运用某一科技成果实现单一的课堂效果，而人工智能的教育应用可将人工智能的思路、技术和平台引入教育领域的各个环节，实现教学过程全方位、全流程的完善升级。

（一）教师课堂角色的革命性重塑：多角度转变职业内涵

教师在传统课堂之中的角色，始终处于不容置疑的主导地位，应该说，无论是从传递信息、育人管理，还是从成绩评估的角度，教师无疑在教学活动中享有独一无二的控制地位。在人工智能背景下，现代智能科技逐渐被应用到教学活动的过程中，教师的职业内涵、思维模式甚至教学方法都走向了全新的阶段，发生了深刻的变革。基于自身属性，人工智能具有逻辑推演、分类存储、分析诊断等功能，能够通过技术手段代替教师完成教学设计、教案编写、课件完善、信息传递、反馈评估，甚至作业批改等工作，不但提升了知识传递的效率和针对性，甚至还可以通过对学生整体学习过程进行全方位的数据分析，得出具有科学依据的深度评估报告。人工智能背景下教学模式的改变，最为显著之处在于其摆脱了传统线下教学是唯一教学模式的限制。它使学生不但可以继续面对面地聆听教师的授课，还可以利用线上的教学资源开展自主学习，并运用线上平台和教师、同学分享学习成果，完成学习目标。在人工智能参与课堂教学之后，教师的课堂角色发生了翻天覆地的变化。虽然教师在课堂教学中依然不能够被轻易取代，但其角色已经从传统课堂的绝对主导者，转变成为教学活动的组织者、教学环节的督导员以及课业成效的评估者等。

（二）学生资源策略的针对性整合：满足个体个性化需求

在传统教学过程中，尽管按照年龄和学习水平对学生进行了初步分类，但实事求是地讲，在任何一个群体中，由于学生的学习基础、学习经历以及天赋潜能等原因，教师很难在课堂上完全实现因材施教，即进行有的放矢的个性化讲授和针对性教学，有的学生“吃不饱”，有的学生“跟不上”，教学效果很难达到预期。这种状况，在人工智能被应用到教育实践中后，得到了较为理想的改善。在人工智能背景下，智能科技应用在教学活动中，能够使学生真正实现个性化学习。这种技术思维模式体现在两个方面：一是保障学生在学习过程中全方位实现个体自我认知。将学生的学习过程全面纳入人工智能分析领域，根据学生在学习过程中呈现的学习状况和基础数据，甚至包括学习状态和情绪等方面，进行专业的研究和分析，深入探索适合每个学生的个性化方案。进行大数据分析后，还可以根据同年龄、同教育背景、同进度的学生群体相近的数据样本，整合形成具有指导性和系统性的教学范本。同时，人工智能还可以利用差异化的样本和数据，形成真正具有针对性、个性化的教学内容，为不同的学生制订具有差异性的教学计划。在此基础上，利用人工智能，还可以生成个性十足、独属于学生个体的学业发展水平评估报告，依据学生本人实时的精确数据和发展趋势，为学生提供一对一、点对点、精准解决实际问题的资源和策略。二是保障学生在学习过程中，全方位实现个体个性化实时反馈和支持。可利用人工智能技术的信息化思维和技术载体，对学生学习全过程进行全方位的分析和评估，实时反馈相关数据，并通过精密的统计分析，持续性输入和提供更具针对性的学习资源和个性化更强的支持模式。此外，利用人工智能，课堂教学的评价方式也取得了长足进步。传统课堂中，洞察和发现学生在情感、情绪、态度等方面的细微差别较为困难，但利用人工智能，教师可以通过对学生学习过程的全方位分析，较为精准地评估学生学习情况的差异化表现。

（三）虚拟现实技术的实验性展现：多层次打破时空界限

放眼我国的教育发展现状，课堂教学方式主要以理论教学为主、实践教学为辅，这使得学生的知识学习和技能掌握在理论层面收获较多，在实践层面积累较少。现代教育主张理论与实践并重，且高度重视将最新科技理论知识应用于具体实践的有效性。人工智能背景下，针对现代教育注重实践教学的特点，可充分依托虚拟现实技术的仿真实验平台、虚拟实验室构建具有沉浸感的体验式教学模式，打造超越现实环境的沉浸性、交互性、多感知性的学习场景，促进学生所学知识内容和技能达到深层次的理解与内化，实现深度学习的目标。人工智能引入教育、走进课堂，可以实现虚拟与现实的结合、线上与线下的互联，甚至还可以根据教学设计内容和技术支撑模式的创新性碰撞融合，创造性地构筑和建立一些突破传统、有利于研究的超时空场景，使课堂教学突破时间、突破空间、无限延展。随着我国虚拟现实技术的不断更新与完善，全新的课堂教学将突破传统教育的藩篱，打破时空界限，实现教学方法的革命性演进。

三、人工智能背景下课堂教学创新的建构思路

在新的时代背景下，人工智能融入教育、走进课堂，不但具有历史的必然性，而且具备现实的紧迫性。在传统教学方法的基础上，课堂教学不断创新，但囿于自身模式基础，无法实现全方位、革命性的进阶。人工智能融入教育，进一步推动了课堂教学方法的改革与创新。改革和创新既要尊重教育本身的规律，又要符合人工智能与教育深度融合的实际情况。具体来说，在人工智能背景下，课堂教学改革与创新应遵循以下四点思路：

（一）始终明确课堂教学目标追求，牢牢把握技术应用的新趋向

课堂教学的目的是实现对人的素质的全面提升，以育人为根本，这是课堂教学的最初目标和最终目的。教育目标不仅引领着教学活动的所有实践运作，更具有重要的导向意义和价值。在人工智能背景下，技术因素会在教学活动中展现得比较突出，这使得教师不得不尊重技术在新的教学活动中的实际作用，因为对人工智能技术等方面的熟悉程度和应用水平不但会影响教学活动的进程，而且会在一定程度上展现教师在适应新形势、新问题、新情况等方面的能力和水平。教师在人工智能融入教育的时代当口，必须主动适应和改变教学方法和实践策略。和从前单纯的技术应用时代相比，人工智能超越了单一的平台和技术手段，以更加全面、先进和主动介入的方式，促进教学目标的实现。教师应该始终站稳一个立场，那就是人工智能无论怎样推动教学活动的变革，其作为技术应用于教育领域的思路和原则都没有变，无论何种应用都必须由科学的教学目标来引领。教师要明确课堂教学目标，确保人工智能在与教学活动的深度融合上，始终处在科学合理的轨道和正确的前进方向上。

（二）敏锐厘清教学要素关系转变，有序建立智能科技的新格局

课堂教学本身包括诸多要素，但无论怎样进行划分和选取，都无法绕开教学过程中的主体、方式、内容、技术、保障等要素。各种要素既相互独立，各自发挥重要作用，又相互协同配合，共同构建起课堂教学的完整架构。这种架构呈现出稳定的趋势，但随着各要素之间的变化互动，形成风格不一、效果各异的课堂教学景象。在人工智能背景下，原本各要素之间的稳定结构被彻底重构，各要素之间的关系发生了剧烈变化，人工智能推动的技术要素被凸显出来。人工智能融入教育、走入课堂之后，教师可充分运用先进理念和智能科技要素，最大化地优化教学效果、发挥潜在功能。同时，教师也应密切关注和把握智能科技要素，特别是其在课堂教学中与其他要素之间的关系，这是传统与当下的碰撞。不过，教师也应确保课堂教学中基本要素的相互作用符合教育规律和实际情况，应通过课堂研讨、实践论证等方式，真正厘清人工智能背景下课堂教学诸要素关系的转变情况，有序建立清晰化、智能化的课堂教学关系新格局。

（三）深入学习人工智能有关知识，有力筑牢改革创新基础

技术是推进社会变革的重要因素和重要手段。在信息化时代，人工智能尝试运用技术化手段实现对智能学习的探索，在技术方面有着极为生动的、可以充分发挥主动性的实践空间，从全流程、多角度来实现课堂教学的精准设计和针对性服务，完成具有较高针对性的个案定制。对于教学活动中重要的角色——教师而言，人工智能应用于教育活动是其职业发展的重要时刻，这种时刻无论是机遇还是挑战，教师都必须主动面对，积极适应。教师无法忽视人工智能对教育领域的改变和冲击，无法忽视人工智能对教学模式的介入性革命。教师需要在人工智能融入教学活动时，主动、积极地学习、把握人工智能技术的功能和本质，更多地了解人工智能有关技术和操作，进一步优化自己的教学思路和手段，充分汲取技术进步带来的养分，使人工智能技术为己所用、为理想的课堂教学所用。

实际上，人工智能本身就是一项不断向前发展的新兴技术，教师想要全面彻底地把握人工智能的专业技能和内部规律，确实很难实现，但尽可能熟练地掌握人工智能在课堂教学中的应用方法，还是可以通过多次实践来实现的。而且，教师关于技术功能了解得越全面，在课堂教学中的技术应用就会越随心[6]。进一步来说，人工智能与课堂教学的融合，具体怎样融合、在哪些环节和角度进行融合，才能更有助于教学目标的实现，这些问题确实需要在教学实践中进行常态化的研究。为此，教师应不断加强对人工智能的学习和研究，特别要关注与课堂教学活动相关的技术和应用。同时，我们也应该看到，任何技术本身都有局限，都会产生问题和偏差，甚至出现负面的或意想不到的情况。因此，教师要认真学习和掌握人工智能技术，但也不应该过度依赖技术，而是应该将其作为改革与创新的重要手段，敏锐地发现并及时解决相关问题。同时，教师要结合实际情况采取有效措施，确保人工智能在课堂教学中始终发挥正向作用，且始终处于科学、合理和可控的范围之内。

（四）始终立足教育自身本质规律，有效提升课堂教学实践性

无论教育如何向前发展，教育活动本身都必须始终坚守自身本质规律，任何与教育活动相融合的技术和应用也必须遵守这些规律，否则就无法最大化地发挥作用，甚至背道而驰，产生反效果。在人工智能背景下，智能技术和手段与教育活动实现深度融合，能够进一步推进教育事业不断突破自身藩篱，实现阶段性的跨越。但实事求是地讲，人工智能创立之初，并非为了助力教育事业、提升教学质量，研发人工智能教育平台或软件的工程师也未必都具有专业的教育背景，未必理解教育本身的本质规律，他们对于智能科技设备的研发和设计大多从技术本身出发，并不能完全将教育因素作为理论推导和技术建立的主要背景，难以充分兼顾教育的核心理论和应用实践等重大问题。从这一角度出发，人工智能要想在教育领域取得突破性进展，要想在课堂教学中最大化、开创性地实现教学效果，最重要且最为关键的一环就是提高教师对人工智能应用于教育领域的理解程度和实际应用水平。教师对这一问题的理解和认识水平、对人工智能的认知深度和广度、对技术操作的熟练度和契合度，决定了人工智能与教育领域融合发展的实现程度。也就是说，教师作为人工智能技术在课堂教学中的应用主体，应从教育从业者的专业性和荣誉感出发，始终遵循教育本身的规律特征和专业属性，努力将现代科技注入传统教育行业，分门别类、有条不紊地进行设计，尝试人工智能技术的创造性应用，不断改进教学模式，丰富教学方法，最终推动教学目标的有效完成。

四、结论与思考

随着科技的进步和时代的发展，教育也受到时代因素的影响和推进，不断取得令人瞩目的进步和发展。人工智能融入教育、走进课堂，不但可以进一步完善教学方法，还有助于推进教育公平，构建起一个终身性、个性化、研究型的教育学习模式。人工智能与教育事业的深入融合，应始终遵循以下三点思路：

（一）坚持以人为本与全面发展

教育最本质的目标是育人，人始终是教育活动的第一对象、第一主角。因此，教育最为关注的始终是人本身。人工智能背景下的教育，应该能更进一步地激发学生的潜能和活力，实现人的全面发展和全面进步。教师应当在智能科技与技术应用的加持下，不断构建能够充分满足学生个性化学习需求的课堂教育模式。无论技术如何发展，教育本身依然是具有浓厚人文属性的活动，其中蕴含着深厚浓郁的情感。越是在技术推进的助力之下，越需要坚持以人为本与全面发展。

（二）坚持技术创新与理论研究

在人工智能背景下，智能科技与教育实现了令人鼓舞的“世纪牵手”，这种携手并进得到了教育界和大众的一致肯定和高度赞誉。我们不难看出，每一次课堂教学的改革与创新、每一次教育的发展与进步，都与同时代技术和理论的携手共进不可分割。人工智能在课堂教学应用方面的发展和实践，离不开技术进步和理论研究的深入耕耘与持续革新。技术进步是改革的底座和基石，理论研究是创新的思路和方法。只有始终加大技术创新和理论研究的力度，才能让人工智能发挥出更大的效能，进一步提高课堂教学的效率和质量。

（三）坚持广泛应用与深度融合

当前，人工智能在各领域已经结出了累累硕果，但在与教育的深度融合方面，特别是在课堂教学的实践操作层面才刚刚起步，还处于初步探索阶段。人工智能融入教育、走进课堂，还需要教育从业者充分发挥自身主动性和专业优势：一方面，应抓好对现有平台和科技的应用，全流程科学地分析评估学生的学业情况，实时反馈并提供更加科学有效的信息和策略，确保学生在学习过程中得到具有针对性的支持和保障；另一方面，应从当前教育实践出发，跳出传统思维，站在历史的转折点上，提出技术介入需求和科技支撑设想，探索在不同理念、不同思维、不同平台下的教学改革和创新思路。同时，科技工作者也应立足教育发展实际，在充分了解教育实践与课堂教学特点的基础上，整合现有资源，进一步研发应用平台、工具和模块，不断推动人工智能的创新发展。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 刘进，钟小琴，李学坪.教育人工智能：前沿进展与机遇挑战[J].高等工程教育研究，2020（2）：113-123.

[2] 尹丽波.人工智能发展报告[R].北京： 社会科学文献出版社，2017：8.

[3] 国务院.国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[J].中华人民共和国国务院公报，2017（22）：7-21.

[4] 陈洁.线上教学模式与传统教学模式的比较研究：以中国人民解放军陆军特种作战学院大学语文课程为例[J].教师，2021（15）：30-31.

[5] 马陆亭.人工智能将重塑教学模式[J].北京教育（高教），2022（5）：32.

[6] 张丽莉.智慧课堂行为管理系统探究[J].教学与管理，2019（4）：19-21.

［责任编辑：刘凤华］