初探人工智能在教育教学中的融合应用
周稳
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周稳,. 初探人工智能在教育教学中的融合应用[J]. 人工智能研究,2022.4. DOI:10.12721/ccn.2022.157103.
摘要:
随着国家对于人工智能发展的重视,人工智能与教育的融合运用与创新已经成为未来教育的发展趋势。在催生云教育,促进教育公平以及构建多元融合的课程体系等方面我们可以的研究空间很大。而现阶段我们可以在探索利用人工智能优化课堂教学的策略以及利用人工智能有效支撑教学效果的精准测评与反馈两个方面进行较为深入的研究。
关键词: 人工智能;教育;课堂教学
DOI:10.12721/ccn.2022.157103
基金资助:

国务院2017年7月颁布的《新时代人工智能发展规划》中提出要发展智能教育,利用智能技术加快推动人才培养模式以及教学方法的改革,构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系,推动人工智能在教学、管理、资源建设等方面的应用。2019年5月16日,国际人工智能与教育大会在北京召开,习近平总书记向大会致贺信。我国的“人工智能+教育”战略已正式启动,中国教育即将迈进智能化时代。人工智能是制造能够模拟、延伸人类行为的智能机器的技术,包括推理、学习、寻求目标、解决问题和适应性等要素。人工智能与教育的融合运用创新必将成为未来教育的发展趋势。

人工智能已经在潜移默化的影响着教育领域的发展,未来的教育势必会出现智能教育的特征,新的教学思想、教学方法、教学工具都会随之出现,促进着整个教学模式发生转型,教学效果也会获得明显的提升。目前,个性化学习在人工智能的发展下得到有效的实现,显而易见的是在学习辅导、学习评测、教学优化等领域方面人工智能发挥出了重要的作用,促进教学效率出现全方位的提升,学生的学习体验效果更佳。人工智能逐渐成为教育信息化发展的重要因素,助力教育教学的创新发展。

目前人工智能在教育教学中的融合应用多体现在大学教育和高职教育一块,如何利用人工智能来优化中小学教育教学尚研究较少,由于小学生群体的年龄特点及特殊性,探索人工智能在小学教育教学中融合应用的研究很有价值。

一 、国内外研究现状

人工智能是人类体力与脑力的延伸,是涉及计算机科学、心理学、教育学等多个领域的一门综合性的交叉学科。人工智能又叫机器智能,人工智能研究的一个主要目标是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。人工智能早在20 世纪50 年代就产生了,但因为其运算能力等原因,经历了低谷期和长期的缓慢发展状态。2016 年,阿尔法狗成功战胜世界围棋冠军李世石,引爆了人工智能技术的发展热潮。接下来,人工智能以强大的智能技术的支撑, 类似互联网的路径,快速渗透到各行各业的发展,引起了人们的欢呼和追捧。人工智能教育应用是“人工智能+ 教育”的成果,既有着人工智能技术与其他行业融合发展的特点,也有其特殊性。它是信息时代人工智能技术和学习科学技术两者融合所产生的一个新领域,其核心是教学模型、领域知识模型和学习者模型。人工智能教育应用旨在运用人工智能技术,通过大数据、云计算、深度学习三大核心驱动力跟踪记录学习者的所有学习过程,完成常态化数据采集、评价模型以及个性化教学和数据化管理,从微观层面深入理解学习是如何发生的,以及探索外界的各种因素对它有哪些影响,从而为学习者高效学习创造了条件。

二 、研究意义及价值

(一)催生云教育,促进教育公平

人工智能教育应用开创了一个“人机共教”的新时代,突破了传统教育的时空限制,集教学、管理、学习、娱乐、分享、互动交流于一体,云教育也由此应运而生。无论是课堂教学,还是考试、选课、管理以及评价等,利用人工智能可以扩大优质教育资源覆盖面,推动教育均衡发展。教育资源的不均主要是由于优秀教师资源、优质教育资源的匮乏和分配不均衡所造成的,因此借助人工智能教育应用这种新型教育模式,可以逐渐实现教育行业知识结构化、课堂内容数字化、师资资源均衡化、教学资源便捷化,最终打造一个个“智慧课堂”。

(二)以人为本,构建多元融合的课程体系

在人工智能时代背景下,学校课程体系更趋向于多元化、丰富化、融合化。同时人工智能教育应用强调以人为本、注重个性发展,学校课程应更多地关注孩子的本真,给孩子更多的空间,根据每个人的资质和特点对其进行相应的指导和培养,真正做到因材施教。通过构建智能学习、交互式学习的新型教育环境,建立以学习者为导向、以教师为辅助的智慧教育模式, 借助人工智能提供精准推送的学习支持服务,实现教学最优化和终身教育定制化。

三、 研究内容及方向

(一)通过研究,探索利用人工智能优化课堂教学的策略

为了达到探索利用人工智能优化课堂教学的研究目标,首先整合学校现有的硬件软件资源将人工智能理念引入课堂教学,其次通过教师备课、上课、课后作业中利用人工智能技术来辅助教育教学,最后通过小组教研形成优秀案例并进行推广。

主要是研究如何利用人工智能优化教与学活动的策略,利用人工智能引导不同层次的学生主动发展,通过学生自主选择学习内容、学习进度、学习方式,获得具有意义的学习成果。利用人工智能有效整合学校优秀资源,以学科组为单位进行分工合作,学科组内教师先进行集体备课,探索利用人工智能优化教学中重难点的讲解和突破。再通过人工智能收集各班作业练习大数据的反馈情况,根据数据分析后对我们的教学策略、方法进行反思改进,并进行再次实验研究,寻找最优策略,使我们的课堂教学环节设计和作业练习布置做到差异化、个性化。

(二)通过研究,利用人工智能有效支撑教学效果的精准测评与反馈

为了实现利用人工智能技术有效支撑教学效果的精准测评与反馈,实现教学的差异化、个性化、精准化,实现因材施教。

首先初步构建相关的课堂教学评价标准和模式并对标准进行细化,其次寻找合适的信息技术系统实现人工智能评价,教师通过人工智能系统测评的结果对学生进行有针对性的调整教学设计和补充巩固练习,最后通过系统数据整合分析完成学生个性化测评与反馈。

在研究中要初步构建相关的课堂教学评价标准和模式,以促进学生积极、主动、有个性地发展,提高课堂教学活动有效性。利用相关的软件和平台使评价标准细化到课堂教学的每个环节,评价范围涉及课前自学、课堂活动、课后延伸(拓展与练习)。评价体系预想能把各类软件和平台有机整合,对课堂学生表现进行全方的精准测评与反馈。

主要参考文献

[1]《教育家》2019年第21期:杨现民——人工智能与教育的融合创新

[2]《数字教育》 2018年第6期:罗万丽——人工智能+教育

[3]吴晓如,王政. 人工智能教育应用的发展趋势与实践案例[J]. 中国电化教育,2018

[4] 吴永和,刘博文,马晓玲. 构筑“人工智能+ 教育”的生态系统[J]. 远程教育杂志,2017

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