“人工智能+教育”對高職學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)研究

查艷芳

摘? ?要：隨著人工智能相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，“人工智能”在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨成熟。本文將人工智能引入到教學(xué)中，利用大數(shù)據(jù)和知識(shí)圖譜等技術(shù)，通過對學(xué)習(xí)過程的追蹤和記錄，研究和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并利用協(xié)同過濾算法等分析學(xué)生學(xué)習(xí)特征，最終根據(jù)分析結(jié)果，給予學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容和方案的推薦。同時(shí)教師通過設(shè)計(jì)不同的教學(xué)內(nèi)容、制定不同的教學(xué)策略，準(zhǔn)備不同的教學(xué)資源，服務(wù)于學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和效果，真正的實(shí)現(xiàn)因材施教。

關(guān)鍵詞：人工智能? 教育? 信息跟蹤? 個(gè)性化學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（c）-0202-02

人工智能（Artificial Intelligence，縮寫為AI）是由機(jī)器模擬人類能力和智慧行為的一門跨學(xué)科的技術(shù)科學(xué)，它主要用于研究、模擬和延展人的智能。目前人工智能主要研究的內(nèi)容包括語言識(shí)別、自然語言處理和圖像識(shí)別等領(lǐng)域。隨著人工智能技術(shù)的日趨成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，其中教育已成為人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用最早出現(xiàn)于20世紀(jì)40年代。隨著大數(shù)據(jù)、云存儲(chǔ)和海量數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的成熟，人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展日趨成熟，同時(shí)也受到了全球各國的重視，2016-2019年，聯(lián)合國教科文組織陸續(xù)發(fā)布了《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇》等文件探究人工智能與教育的關(guān)系。我國也高度重視人工智能在教育方面的研究和應(yīng)用，2017年國務(wù)院頒布《中國教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出了“支持各級(jí)各類學(xué)校建設(shè)智慧校園、綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)探索未來教育教學(xué)新模式”。同年，國務(wù)院又頒布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等方面的應(yīng)用。2018年，教育部頒布了《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，強(qiáng)調(diào)利用智能技術(shù)推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方式改革，探索泛在、靈活、智能的教學(xué)新環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用模式。人工智能將對未來教育的發(fā)展提供新的途徑和方法，虛實(shí)融合的教育業(yè)態(tài)、個(gè)性化的教育模式也將成為人工智能在教育領(lǐng)域的重要變革趨勢。

1? 高職學(xué)生學(xué)習(xí)差異現(xiàn)狀

對于高職院校而言，目前大部分高職院校的生源較為復(fù)雜，有經(jīng)過高考后錄取的學(xué)生;有在高考前通過提前單招錄取的學(xué)生;有中職學(xué)生通過對口單招的方式錄取的學(xué)生，以及通過中高職銜接錄取的中職學(xué)生。同時(shí)，錄取的生源也來自于不同的地區(qū)，以本校為例，有來自江蘇的學(xué)生，也有來自浙江、湖南、新疆等地的學(xué)生。這些學(xué)生之間，無論是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，還是不同地區(qū)由于教育資源不同導(dǎo)致的差異，都使得高職學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)參差不齊。在上課的過程中，由于多采用課堂教學(xué)的方式，因此不同基礎(chǔ)的學(xué)生在同一個(gè)課堂中學(xué)習(xí)，也使得高職學(xué)生在課程學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)過程中，有些學(xué)生存在聽不懂、跟不上、學(xué)不好、不想學(xué)等問題。因此讓不同背景和基礎(chǔ)的學(xué)生在高職學(xué)習(xí)過程中都能找到符合個(gè)人情況的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)進(jìn)度，提高學(xué)生學(xué)習(xí)適應(yīng)度和興趣度，是高職院校需要探索的問題之一。

本論文提出了利用“人工智能+教育”的技術(shù)，通過大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)圖譜等技術(shù)，追蹤和分析學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和個(gè)性特征，推薦適合其自身的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，并適時(shí)的挑戰(zhàn)學(xué)習(xí)的難度和深度，形成學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)方案，提高學(xué)習(xí)效率，真正實(shí)現(xiàn)因材施教。同時(shí)在“人工智能+教學(xué)”的背景下，針對學(xué)生的興趣偏好、認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)行為等進(jìn)行記錄，不斷收集高職學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，為教師的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、教學(xué)方案設(shè)計(jì)、教學(xué)策略制定和教學(xué)資料準(zhǔn)備提供依據(jù)，從而使得教學(xué)資料的準(zhǔn)備和教學(xué)活動(dòng)的開展能夠更好的服務(wù)于學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

2? “人工智能+教育”在學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

基于“人工智能+教育”的大數(shù)據(jù)采集和分析，通過尋找學(xué)生共性和個(gè)性化差異，追蹤和分析學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，例如學(xué)生觀看視頻的時(shí)間和時(shí)長，是否拖拽視頻，回答問題的速度和正確率等建立共性和個(gè)性問題庫，并在分析數(shù)據(jù)后，給出個(gè)性化學(xué)習(xí)方案和意見，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的因材施教。

為了實(shí)現(xiàn)“人工智能+教育”在高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。首先需要通過調(diào)查和研究“人工智能”的相關(guān)技術(shù)，如大數(shù)據(jù)處理、云存儲(chǔ)和“人工智能+教育”自適應(yīng)技術(shù)和平臺(tái)等。同時(shí)還要了解各個(gè)院校各個(gè)專業(yè)的學(xué)生情況。以嵌入式專業(yè)為例，利用大數(shù)據(jù)等手段，調(diào)查和研究嵌入式專業(yè)學(xué)生的生源，學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和興趣愛好，平時(shí)學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)等學(xué)習(xí)特征情況，全面掌握嵌入式專業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)、學(xué)生特點(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，為“人工智能+教學(xué)”的學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)準(zhǔn)備教學(xué)基礎(chǔ)資料。

在了解學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和個(gè)性化興趣和習(xí)慣的基礎(chǔ)上，將“人工智能+教育”用于高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)過程追蹤。以嵌入式專業(yè)為例，通過利用人工智能，大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)，追蹤學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、基礎(chǔ)、習(xí)慣、進(jìn)度、難點(diǎn)等內(nèi)容，例如通過追蹤學(xué)生觀看視頻的時(shí)長，觀看過程中有無拖拽等數(shù)據(jù)，了解學(xué)生的視頻內(nèi)容興趣度和學(xué)習(xí)度;通過追蹤學(xué)生課后作業(yè)的完成時(shí)間、作業(yè)的完成率和正確率等數(shù)據(jù)，了解學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的掌握情況。通過多種不同的平臺(tái)對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行全面的追蹤，從而掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)過程。這為研究和確定“人工智能+教育”背景下，嵌入式專業(yè)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)模式的研究提供了可能。

在了解了學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和教學(xué)過程中學(xué)生的學(xué)習(xí)情況之后，將“人工智能+教育”用于高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的分析和決策。以嵌入式專業(yè)為例，在追蹤和了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)進(jìn)度后，一方面通過現(xiàn)有的一些專業(yè)平臺(tái)，另一方面通過搭建大數(shù)據(jù)集群平臺(tái)，通過協(xié)同算法分析學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，分析并總結(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的共同點(diǎn)和差異性，得到學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從而研究并設(shè)計(jì)適合學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容推薦和學(xué)習(xí)策略引導(dǎo)，做出個(gè)性化的學(xué)習(xí)策略和意見。

同時(shí)，“人工智能+教育”在學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，由于各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況不盡相同，因此這也要求教師在了解學(xué)生學(xué)習(xí)特定和學(xué)習(xí)情況之后，根據(jù)不同情況的學(xué)生制定不同層次的教學(xué)目標(biāo)，采用因材施教的教學(xué)策略，準(zhǔn)備難度不同的教學(xué)資料等。這對于高校教師而言，也是一種新的挑戰(zhàn)。

3? “人工智能+教育”對學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的意義

（1）“人工智能+教育”背景下高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以提高學(xué)生高學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)習(xí)效果，真正實(shí)現(xiàn)因材施教。以嵌入式專業(yè)為例，其生源有高考后招生，有提前單招生，有中職對口單招生，也有中高職銜接生。由于生源不同，學(xué)生之間的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和習(xí)慣也存在較大差異。針對這一現(xiàn)狀，通過人工智能的方式，采用自適應(yīng)的模式，追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，并針對分析結(jié)果，對學(xué)生給與內(nèi)容的推薦和學(xué)習(xí)策略的引導(dǎo)，使得學(xué)生通過人工智能，得到更適應(yīng)于自己的學(xué)習(xí)方式，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，提高學(xué)習(xí)效果，真正實(shí)現(xiàn)因材施教。

（2）“人工智能+教育”背景下高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以疏導(dǎo)學(xué)生的厭學(xué)情緒，提升學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，高職學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中接觸到一些自己不感興趣或不懂的內(nèi)容時(shí)，容易出現(xiàn)沮喪、懶惰、厭學(xué)等情緒。因此，通過人工智能的方式，為學(xué)生“定制”個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和方案，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自信，從而疏導(dǎo)學(xué)生的厭學(xué)情緒，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

（3）“人工智能+教育”背景下高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，為高職院校教學(xué)改革提供了新的模式。通過“人工智能+教育”的方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，這種方式既不同于傳統(tǒng)的課堂教授形式，又不同于以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的“翻轉(zhuǎn)課堂”，這種教學(xué)模式打破了傳統(tǒng)教學(xué)過程中標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的授課形式，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中更具自主性和個(gè)性，是一種全新的以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

（4）“人工智能+教育”背景下高職學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，為高職院校教學(xué)活動(dòng)的開展提出了新的挑戰(zhàn)。本課題打破了傳統(tǒng)教學(xué)過程中統(tǒng)一授課的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化教學(xué)模式。同時(shí)，為了適應(yīng)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，在教學(xué)資料準(zhǔn)備中也要打破傳統(tǒng)的統(tǒng)一化模式，采用不同層次、不同類型的多樣化教學(xué)資料的準(zhǔn)備，這對于高職院校的教學(xué)活動(dòng)和教師而言，也是一種全新的挑戰(zhàn)。

4? 結(jié)語

人工智能的發(fā)展對職業(yè)教育的教學(xué)內(nèi)容以及人才培養(yǎng)模式提出了新的要求，同時(shí)通過人工智能在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了可能。這種個(gè)性化學(xué)習(xí)的方式主要以網(wǎng)絡(luò)為載體，學(xué)生為主體，通過線上線下相互補(bǔ)充，打破了時(shí)空對教育模式的限制，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具個(gè)性化和自適應(yīng)特征。此外，教師通過在教學(xué)過程中應(yīng)用人工智能等先進(jìn)的科技手段輔助教學(xué)，一方面使得教師通過大數(shù)據(jù)和分析更了解學(xué)生情況和班級(jí)情況，另一方面為了能通過人工智能的方式制定適合每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)策略，因此需要教師準(zhǔn)備更多的個(gè)性化學(xué)習(xí)資料，并最終達(dá)到因材施教的目的。

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