人工智能給教學(xué)帶來的新模式

陳新

【摘要】人工智能技術(shù)因?yàn)楫?dāng)前具備了大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的發(fā)展得到了深入應(yīng)用，特別是未來5G技術(shù)的普及，它將給社會很多行業(yè)帶來煥然一新的變化。教育領(lǐng)域也將因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)的應(yīng)用而帶來新模式和新變革。本文重點(diǎn)描述當(dāng)前教學(xué)中存在的一些沖突問題，以及人工智能對于解決這些問題帶來的教學(xué)新模式和新應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】人工智能 教學(xué)新模式

一、人工智能發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用方向

隨著智能終端的興起，特別是智能手機(jī)的普及應(yīng)用，人人都成為實(shí)時產(chǎn)生數(shù)據(jù)的源頭，使得數(shù)據(jù)規(guī)?？焖僭黾樱瑪?shù)據(jù)種類變得繁雜眾多。同時，硬件計(jì)算性能當(dāng)前也有了快速提高，兩者為人工智能的應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)與計(jì)算的條件，使得當(dāng)前人工智能的應(yīng)用得到飛速普及，應(yīng)用于各個領(lǐng)域。但是，應(yīng)該說機(jī)器人要成熟到完成一個教師所開展的各項(xiàng)教學(xué)任務(wù)，同時要獲得教師處理教學(xué)事務(wù)的能力和技巧還為時過早?？梢?，機(jī)器人要替代教師職業(yè)尚有待長期發(fā)展，但它的確可以替代教師工作中的某些方面工作。

二、當(dāng)前教學(xué)中固有的沖突問題

1、師生資源沖突。

大多學(xué)校目前的師生資源比例情況是：一個班平均2個教師50個學(xué)生。這是一種比較失衡的資源比例，無法實(shí)現(xiàn)學(xué)生針對性的教育。當(dāng)然一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，這個資源比例可能會更加失衡。

2、師生知識結(jié)構(gòu)沖突

教師與學(xué)生年齡差距較大，知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)也差別較大。教師側(cè)重自身所教授課程的知識結(jié)構(gòu)，而學(xué)生是新時代的少年兒童，從小接受新生知識的洗禮，接收知識的渠道多，知識內(nèi)容新鮮。教師的知識結(jié)構(gòu)無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)與求知欲望的要求。

3、教師成長與教學(xué)任務(wù)沖突

教師的成長途徑有：外部培訓(xùn)、內(nèi)部交流、自身學(xué)習(xí)。而教師的教學(xué)任務(wù)有：課堂教學(xué)、課后備課、作業(yè)批改、其它教學(xué)評比檢查等。目前，教學(xué)質(zhì)量越好的地區(qū)，教師的教學(xué)任務(wù)自然就越重，結(jié)果也必然占用了教師大量的時間與精力，因而成長的空間就因?yàn)闀r間與精力的貧乏而被不斷壓縮，嚴(yán)重限制了成長的速度。

4、學(xué)生學(xué)業(yè)成長與教學(xué)手段沖突

作為完整性的學(xué)業(yè)成長，學(xué)校應(yīng)當(dāng)把握學(xué)生從幼兒園到大學(xué)中各個對應(yīng)階段之前的學(xué)業(yè)情況，以便能夠?qū)W(xué)生有個清晰的人物畫像，掌握學(xué)生的學(xué)業(yè)成長及心理成長。但目前學(xué)校采集數(shù)據(jù)的手段落后單一，基本是只記錄學(xué)生的階段性考試情況，很片面很零散，無法滿足對一個學(xué)生完整學(xué)業(yè)刻畫的需求。

三、人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用

1、解決個性化教學(xué)的需要

個性化教學(xué)就是要根據(jù)學(xué)生的興趣和偏好，以及所掌握的知識程度來設(shè)計(jì)針對性的教學(xué)方案，包括課程設(shè)計(jì)、課程表現(xiàn)形式、課后作業(yè)、課外知識補(bǔ)充等方方面面的內(nèi)容。原來教師資源過于失衡，教師完全不可能針對眾多的學(xué)生來個性化設(shè)計(jì)課程。那么當(dāng)前及未來的信息化時代，能夠獲取足夠多的學(xué)生在校數(shù)據(jù)，甚至校外生活的數(shù)據(jù)，那么利用人工智能技術(shù)就會針對每個學(xué)生設(shè)計(jì)一個個性化的教學(xué)方案。這將給教學(xué)帶來巨大的變革，給每個個體帶來適合自身成長的教育之路，也為教學(xué)公平鋪平了道路。

2、解決多學(xué)科多層次知識問答需要

當(dāng)代小學(xué)生被稱為智能一代，同時，由于數(shù)字媒體信息傳播的豐富、全面和快速的特點(diǎn)，也造就了這一代學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道多樣及知識面廣泛的特點(diǎn)。而相對年齡差距較大的教師則由于先天的成長經(jīng)歷造成的知識結(jié)構(gòu)，很難滿足這一代學(xué)生的知識需求。因而就需要借助當(dāng)前構(gòu)建知識圖譜的技術(shù)，把學(xué)生課程及所延伸的知識，按照所涉及的人、事、地、物和組織來構(gòu)建知識圖譜。同時結(jié)合人工智能技術(shù)，形成智能問答，智能推薦和智能引導(dǎo)的智能學(xué)習(xí)輔助體系，從而滿足學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)，以及多學(xué)科多層次的知識問答和學(xué)習(xí)的需要。

3、解放教師重復(fù)性教學(xué)工作

當(dāng)前教師的教學(xué)任務(wù)十分繁重，不僅要完成課內(nèi)的備課、授課和批改作業(yè)，還要完成各種教學(xué)輔助任務(wù)和行政檢查任務(wù)，造成教師的成長時間和空間受限。這就與學(xué)生不斷增長的知識結(jié)構(gòu)相矛盾。為了釋放教師的教學(xué)任務(wù)，我們可以利用人工智能技術(shù)對一些重復(fù)性的工作進(jìn)行智能化處理。比如，作業(yè)布置、作業(yè)批改、教案設(shè)計(jì)等都可以讓利用人工智能技術(shù)的智能系統(tǒng)來完成，而讓教師留更多時間去進(jìn)行個人知識結(jié)構(gòu)完善，教學(xué)手段優(yōu)化，以及更多時間對學(xué)生開展情感融會、藝術(shù)熏陶和習(xí)慣培養(yǎng)。

4、精準(zhǔn)掌握學(xué)生學(xué)業(yè)成長

傳統(tǒng)的學(xué)生檔案記錄是片面的和斷點(diǎn)的，未能反應(yīng)一個學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，更無法真實(shí)掌握學(xué)生的生理和心理成長情況。為此，我們要利用當(dāng)前的信息科技來搜集學(xué)生從小學(xué)至大學(xué)的全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。通過人工智能對各方面樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，形成多維度的人工智能識別能力，從而有效解釋與預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。同時，也能根據(jù)掌握的學(xué)生狀況來確定學(xué)科教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)過程，調(diào)整教學(xué)策略。當(dāng)然，除了學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)，如果能利用各種智能穿戴設(shè)備、語音識別設(shè)備和眼球追蹤設(shè)備來收集更多學(xué)生的生理和心理行為數(shù)據(jù)，那么就能掌握學(xué)生的情感狀態(tài)和心理狀態(tài)，挖掘?qū)W生深層次的行為數(shù)據(jù)，從而更全面地掌握學(xué)生的學(xué)業(yè)和生活，有效促進(jìn)學(xué)生的成長。

四、人工智能應(yīng)用需要關(guān)注的問題

1、數(shù)據(jù)收集問題

除了利用OCR技術(shù)收集學(xué)生的作業(yè)、考試和其它一些培訓(xùn)形成的紙質(zhì)文本轉(zhuǎn)文字信息外，還可以在教室中裝配全景攝像頭、語言處理器和生理學(xué)傳感器，通過人臉識別技術(shù)、語音識別技術(shù)、眼球追蹤技術(shù)等等，以便收集和分析每一位學(xué)生在學(xué)校的生理、心理和行為數(shù)據(jù)，以便完整地掌握學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)狀態(tài)和表現(xiàn)。在收集學(xué)生學(xué)校數(shù)據(jù)信息外，如果可能還可以考慮對學(xué)生的校外信息進(jìn)行收集，比如通過智能手環(huán)、智能手表以及其它智能穿戴設(shè)備來收集學(xué)生的校外相關(guān)信息，以更全面地掌握學(xué)生的完整生活和學(xué)習(xí)情況。

2、數(shù)據(jù)安全問題

要能夠智能化，就必須要掌握數(shù)據(jù)。有了數(shù)據(jù)就必然引起數(shù)據(jù)隱私與數(shù)據(jù)安全的問題。學(xué)生的個人數(shù)據(jù)從學(xué)校的學(xué)業(yè)系統(tǒng)到畢業(yè)后的單位檔案系統(tǒng)，都必須保證整個數(shù)據(jù)生命期的數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)存儲安全、數(shù)據(jù)訪問安全和數(shù)據(jù)傳輸安全，每個方面都要有安全機(jī)制與策略，以確保數(shù)據(jù)不被違規(guī)使用、不泄漏、不丟失。

五、結(jié)束語

人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用必然更加有效地提高學(xué)校的教育質(zhì)量、促進(jìn)社會教育公平。同時人工智能技術(shù)也為教育提供了新的教學(xué)方式，為教學(xué)問題提供了更多更好的解決方案。從而最終形成教學(xué)模式的改革和教育理念的變革。所以教師們需要不斷學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)步，創(chuàng)新教學(xué)思維與思路，才能與時俱進(jìn)，才能不被淘汰。