人工智能背景下教育教学深度变革论析
时间：2023-03-23 12:20:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
李 兵
(黑龙江旅游职业技术学院 教务处，黑龙江 哈尔滨 150086)
随着人工智能技术的发展，人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代正在到来。人工智能技术对社会的影响也不断延伸到教育领域。带来了两个方面的重大影响，一是促使教与学的方式发生改变，二要促使学习能力和工作能力发生改变。
1.人工智能是实现终身学习的基础
人工智能时代，学校的教学模式和学生的学习方式将发生新的改变，学校和课堂是获取知识的唯一场所这一概念将被打破，传统的学校和课堂将成为人生中的一个学习阶段，随着信息技术的变革以及终身学习理念的提出，未来的教育将是终身学习，社会也将走向学习型社会。终身学习让更多的人不再因为学习时间和学习空间受限而停止脚步，他们有了更多的学习自由，能通过各种渠道获取知识。
信息资源获取的便捷性使个体可以获得更加丰富的知识，而且构建了学习者个性化的学习路径。形式多样、内容丰富的资源让受教育者的视野更加开阔，学习效率更高，同时，也解决了部分区域由于教育资源不足而导致的教育不公平现象的升级。
人工智能条件下的教学环境虚拟化，学习资源共享化，教学方式交互化，助力了受教育者学习的社会化。由于教育资源不受时空限制，学习门槛也随之降低，学习机会在每个有意愿学习的人面前都是平等的。以往只有通过考试才能进到某一学府学习的知识，而今大多数都是免费开放的，优质的课程资源可供个体选择学习，让有意愿学习的人不再因为入学的限制而受阻，个体在学习的过程中自由性和乐趣性增强，这一结果也使得人们追求自我提升的意愿更强烈。
2.人工智能是教学改革的技术基础
人工智能能让学生由传统的课堂灌输式的被动学习向自己寻找兴趣、自己安排时间的主动学习转变，能让学生从传统的按步就班的课堂学习向采用新方法的新式学习方法转变，能让学生由原来的个体单独学习向为了探讨某一不理解问题而形成的合作式学习转变，所有的这些变化都是基于人工智能背景下的教学改革的目标。
(1)人工智能使教学优化成为可能
第一，人工智能下课程内容更加丰富。传统课堂上，讲授内容的方式比较单一，趣味性不是很强，而人工智能的出现让课堂的知识传授方式更加多样，学习资源的内容也变得更加丰富，有了人工智能的辅助教学，知识的呈现形式也更加直观，学习者可以在虚拟的网络环境中充实自己，感受知识的力量，让学生有更大的学习动力。因此，借助人工智能的学习，可以大大提升学习兴趣，提高参与度，使学习效果提质增效。教学数字化是人工智能技术带给教师的便利，使教师在传统教学课程内容中寻找更为适合学生的知识内容和教学方法，从而自由高效的编撰课程知识，教师也可以从丰富的教学资源库中选取各种各样相关的知识内容，充实课堂内容为教学服务，课堂上也将改变传统的线下授课，而是转变为线上线下混合式教学。
第二，人工智能技术还能提供真实场景，使学生真实体验教学所需情景。有了真实情景教学，学生的参与度更高，学习目标也更明确，而且在真实场景中学生通过合作式学习共同探索新知，充分体现了体验式和探索式学习。这一转变改变了传统教学没有真实情境作为依托，仅能依靠图片或简单的视频呈现给学生学习，难以开展丰富的教学方式的弊端。在教学活动中充分使用人工智能虚拟技术，教师可以创造自由的场景和空间，利用各种功能强大的软件系统，可以使使用的场景更加真实，让学生有身临其境的感觉，可增强理解程度，助力教学效果的进一步提升。
第三，人工智能给教学提供了交互的可能。在传统教学课堂存在师生信息交流不充分，有明显的信息不对称现象，学生在学习过程被动的跟随教师学习，而学习的效果不尽理想，但是教师对于学生学习情况的掌握也不是很准确，有了人工智能技术的交互支持，使得师生之间的交流更加紧密高效，教师可以根据软件的大数据跟踪与采集了解学生的学习情况，以及对已学知识的掌握情况，针对不同的学情和掌握程度不断调整自己的教学内容和方式，更加促进了教学的高效性，也增加了师生之间的互动，弥补了由于课堂时间不够而带来的师生交流较少的情况。有了交互平台，学生在学习时可以及时在平台与教师请教，智能平台成为了师生互动的载体，发挥着桥梁的作用，也让更多学生有了表达自己思想和观点的机会。
(2)人工智能有助于学生实现自主学习
自主学习指学生在学习过程中不是被动，而是主动对各种学习资源进行自由学习，并且在这个过程中能够发自内心的坚持学习，自我调节能力更强，求知欲更强，学习动机更明确。
首先，可以获得更多的知识资源。在以往的教学中，学习者的学习动机和能动性以及学习环境影响着学习的效果，但是在理想的教学活动中学生可对一切教学资源进行自主学习，自主解决学习中的问题，如若遇到不理解的问题可以进行合作探索，而教师成为学生的辅助者。但这一自主过程是以有丰富开放的学习资源为前提的，良好的信息技术环境是其保障，可以避开时间和空间的限制，丰富的学习资源完全突破了传统意义上的学习资源，可以让学习活动更加多样可行，效果更好。
其次，人工智能有助于提升学习者的学习能力，激发学习动力。一是人工智能技术为渴望不断学习的人提供了可能。在自主学习过程中，学生会体验到自我控制的快乐和自由，感受到主动学习的乐趣，进而学习的成就感和价值感也更强烈。二是学生的自信心得以增强。在自主学习过程中学生可以根据自己的基础水平先选择简单易懂的知识学习，待知识储备一些后再向深层次学习，不断的学习更高的技能，这样就会让自己的学习兴趣进一步上升到新的高度。三是学习者的自我管理能力持续变强。因为学生的学习过程是自主的，而自主的过程中不可缺少的就是自我管理能力，学习者要根据自身情况调整，制定计划与学习跟进，并且课后练习，这正是自我管理能力加强的表现，自我反思能力也会提升，不断促进更高一阶知识的学习。四是学习者能收获强烈的情感体验，通过与不同教学资源授课者的交流和沟通感受自己的价值，也会随着交流的结果不断调整自己沟通的方式方法，当获得他人肯定时自我价值感觉会更加强烈，从而促使其更加优秀。
技术只要转化成一定的环境，一些实用的教学工具和一些可应用的教学资源时才能对教育教学产生影响。人工智能对教育教学的影响表现在促进育人目标、教学内容、教学环境、教学评价的变革。
1.育人目标、教学内容、教学环境、教学评价的变革
(1)促进育人目标的变革。从事简单重复体力劳动的职业不会长久，因为机器的出现会取而代之，与此相对应的，简单重复的脑力劳动也不会一直持续，因为人工智能的出现会取而代之，这一现象的背后映射出的就是职业体系的变化。仅懂得并掌握简单重复工作的人群将不再有优势，会被技术的革新力量所淘汰。教育需要做的就是适应这种新变化，适时调整传统教育的育人目标，培养的重点不再是教会学生获得当下的知识和技能，更应该注重培养学生的创新创造能力、团队协作能力和抽象批判思维，这样才会使学生在潜移默化中重新审视自己，在未来的职业定位中确立自己的适合位置，为自己在社会中积攒不同的能力来适应时代的不断变化。人工智能的重大影响深刻改变了教育本身，随着人工智能时代的到来，人才培养的目标会发生改变，进而影响教学目标的变革，受教育者自身的各方面能力都会得到足够的关注，应该全面修订人才培养方案的培养目标，对教学展开适应社会发展需要的改革。因此，育人目标的转变会促使教育体系内的其他要素也相应的改革创新。
(2)促进教学内容的变革。教学内容的变革需要以学校开设的专业为前提，通过《高等职业学校专业设置备案结果》平台查询，2021年，全国已有387所学校开设了人工智能专业，可见，此专业已经引起各高校的重视，并在培养人工智能方面的人才。人工智能专业的开设需要有与之匹配的教学内容，教学内容包括单个知识层次的内容、思想行为习惯和能力培养等方面。由于人工智能技术会拉动更多新类型工作的出现，对技能的需求也在不断增加，因此，学校必须要在课程改革和政策重新制定上做出回应。只有这样才能促进学生获得人工智能驱动社会所需的能力。教育在为未来劳动力人工智能做好准备的工作中起着至关重要的作用，消除人工智能技能差距不仅仅是采用越来越强大的技术来促进学习，还必须重新思考用于在各级教育中提供教学的内容和方法。以往的新课标中对人工智能课程的要求是让学生体会、了解人工智能技术，属于价值观和情感教育。新课标中显著提高了对人工智能有关的知识的要求，这些新变化都需在教学内容上体现。
(3)促进教学环境的变革。教学环境是由诸多要素组成的，无论从物理环境、互动形式还是信息资源都发生着改变。传统的空间布局教室内的桌椅摆放较固定，不容易搬运与调整，但是随着人工智能时代的到来，教室的布局会更趋于灵活性和层次性，以此来满足线上线下混合式教学的要求。人工智能环境下信息资源的生成途径从过去静态转变成了动态资源；
教学资源整合者会依据学生具体情况，量体裁衣的把符合学生状况的个性化学习内容等资源发送至学习终端；
教学资源的承载媒介也不仅仅依靠交互式白板、投影等，而是结合能够让师生双方更便捷的完成对资源的获取和学习的设备。依靠智能教学环境，可以实现互动形式，对教学环节的操作过程展开记录、追踪，从而更好地帮助教师开展决策和学生的自我评价。另外，教学环境变革的需要也会促使学校的信息化向更高层次的智慧校园迈进，校园物理环境、教室教学环境、网络学习环境已经充分融合，实现了从环境的数据化到数据的环境化、从教学的数据化到数据的教学化、从人格的数据化到数据的人格化转变。
(4)促进教学评价的变革。以往的评价偏向结果评价、群体评价，忽略了过程性评价。借助人工智能技术的特性可以针对学习相关要素进行更加客观的评价。依靠大数据的跟踪与计算，可以对每位学生的全部学习过程进行评价，把线下、线上教学的所有内容划入评价范畴当中，从而可以更精确的掌握学习者的学习情况，注意过程性评价与结果性评价的结合，并在发现学生学习情况不好的情况下作出学习预警，以此督促学生学习，让他们更好的了解自身情况、调整学习方式，实现更好的学习效果。采用此方法避免了结果性评价的不足与缺陷。
2.人工智能背景下的新变化
(1)课堂智慧化
第一，学习环境智能化。传统的教学环境会发生改变，教室会转变为线上的虚拟教室，借助信息技术，智慧课堂会出现在日常教学过程中。教师可不必为制作各式微课而浪费时间，通过整合教学课程资源就能获得大量信息。同时，学习的场景也会智能化，通过学生在虚拟环境中的“真实”体验会增加他们的趣味性，进行深度学习，会让师生的双向质量都有所提升，这也是智慧课堂要实现的目标。
第二，学制制度弹性化。学校将走向平台化，无论在学习环境上，或是学业评价上都会依托平台进行，各种形式的体系和辅导平台也会转型，学校不会再主观的以分数作为最终的学业成绩，学习过程也是可持续反复进行的，学习者能根据自己的实际情况自行安排学习时间，制定并完成学习计划。以班级为单位的授课方式将被打破，新的编排方式将会产生，接受教学的年限也会出现弹性，学制出现灵活化。可以将学生学习的知识课程转变成学分，有能力的学生在自主安排进度的基础上完成学业，从而实现了学制弹性的可能，这样的变化更能让学生增强学习兴趣，提早计划自己的未来发展和学业进度，促进实习和就业的更好衔接。
第三，学习内容和资源开放共享。共享学习中心和平台会解决课堂教学资源不足的问题，能实现高效、便捷、多样的课程形式以及丰富多彩的学习内容。
第四，大数据驱动教学。有了大数据作为支撑，传统的以地理位置为主的班级授课将发生变化，转变为依托网络进行，学生和教师的互动性进一步加强，会实现更高的效率，个性化的学习和指导也会呈现新的特点。
(2)教学个性化
第一，学生个性将会被更加充分尊重和保护，通过自主学习让学生养成良好的学习习惯，使他们通过在学习中寻找到的乐趣和知识的积累，让自己的学习行为一直保持，促进学生终身学习，让学生成为适应时代变迁，社会需要的能学习、会学习的人才。课程内容也会实现定制化，互联网平台会根据学生的需求推送相关课程，网络教师这一新职业也会出现，制作知识资源的人不一定都是学校的教师，也可能是各行业的精英专家，有能力的人都可以制作课程，也可以学习，过程十分便捷。教师团队化、角色导师化。讲授将不再是授课的主要方式，学生间、教师间的咨询与互助指导和答疑将得到进一步加强与应用。在课堂当中教师讲授的知识也不会是学生获得信息来源的权威渠道，学习者会利用平台获得自己所需的各类知识。自由查询让学生获得知识的渠道更加广阔。也正因为如此，教师还要不断加强自身的现代信息技术应用方法与手段，这将成为教师的基本功，也促使教师不断学习，形成终身学习的意识，敢于接受时代变化带给教师的挑战，成为不断自我更新的好导师。个性化学业评价也会成为学生更好学习的推动力。以往评价主观因素较多，而通过数据产生的评价报告更加客观，评价内容可以通过设置权重，最终形成学生个体的综合评价，这些反馈结果会和同类学习者进行对比，对比出该学生的优劣，寻找不足，提出改进意见，进而优化其学习。
第二，混合式学习。通过线上和线下的方式可以满足学习者个性化的学习需求。在线教育为学生解决了很多关于空间和便捷学习方法的问题，尤其由于一些客观条件存在而不能在线下进行教学时，线上教学的优势就显得更加突出。线上平台学生所有的学习记录都可以记录下来，让学生实时掌握自己的学习动态。在未来，人工智能技术将被广泛应用到教育领域，对教学及教学管理产生很大的影响，学生的创新能力会有极大的提升。
综上，传统的教育会在人工智能背景下涣发出新的生机，使由大规模教学转变成小规模个性化学习成为可能，个性化的教育和因材施教教育理念会在人工智能背景下得以实现。人工智能会给教育教学改革带来巨大帮助，会使教师的授课方式与角色发生改变，也会使学生的学习方式更加自主，在双向改变的过程中使教育教学质量不断提高，培养出懂技能，会学习的人才。
1.不断增加基础设施投入
在教育领域应用人工智能需要有经费和技术的保障。虽然人工智能的发展速度很快，但仍然会有部分不发达地区或学校可能会面临基础技术、基础设施搭建不完善以及经费使用不足的情况，为避免这一问题，国家或省级层面需要用包容与公平的态度合理分配建设资金与帮助，为将人工智能的优势助力教育事业的发展创造基础条件。
2.提升教师的信息化和数字化胜任能力
若使人工智能在教育教学中发挥作用，仅有技术支持也是不够的，还需要让一线的教师掌握人工智能与教学衔接的方法，让教师做好准备。教师是育人主体，教师的素质与能力决定育人的效果与质量。省级教育部门和学校需要搭建各种平台帮助教师学习新的数字技能来适应时代变化技术变化带来的新挑战。教师必须熟悉人工智能带来的教育变革，熟悉大数据分析技术、虚拟技术，掌握各种教育平台和APP终端的使用。教师要有依托人工智能开发教学资源的能力和思维，要有利用人工智能组织教学的意识与方法，要在教学各个环节与人工智能的应用融合。教师间可以组成互助小组，通过课题研究，技术探讨，运用观摩等方式加强学习，人工智能背景下，教师不仅要注重自身专业上的发展，同时还要考虑职业与技术的融合发展。
3.加强教育领域人工智能应用的研究工作
省级层面和学校层面可加大对人工智能课题研究的支持力度，从理论着手，不断应用于实践，为人工智能在教育教学中的应用奠定基础。
总之，人工智能技术与教育领域相融合是当今教育创新与改革的方向，人工智能为教育创设了一种全新的学习体验环境，它强大的技能支持又为教育教学提供强力保障。任何一项技术的出现必将会对社会发展产生一定影响，教育领域要用客观的目光去看待人工智能技术，取之所长，用于教育教学的发展，通过管理层的科学决策与技术的正确运用，为教育教学领域构建一片新的愿景。
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