新时代人工智能等新技术在教学中应用研究
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作者熊良鹏魏虹林余芳琴黄清华
关键词人工智能大数据在线课堂教学新技术
摘要:

Abstract: In the new era, the rapid development of artificial intelligence technology has played an important role in the teaching and management processes of schools at all levels, especially universities. Moreover, the advantages of artificial intelligence technology that are emerging in traditional teaching models are constantly being reformed. This article analyzes the widespread and necessary application of artificial intelligence in teaching, based on the current background of AI+large-scale blended learning online and offline. At the same time, by collecting and organizing questionnaire survey data, it summarizes and discusses the current situation of the achievements of artificial intelligence and other technologies in teaching applications in recent years, and lists their disadvantages in teaching, providing new suggestions for future teaching optimization.

伴随着人工智能等新技术的深度发展,其规模和应用的范围不断增大, 各层次学校高效率的教学与管理对人工智能等新技术的依赖性日益增强。近年来,微课程、慕课、精品课程、在线直播课程等资源急速增长 , 使得教与学极力地挑战了传统思维,且这一势态还将不断地扩大。本文将结合作者当前的一些经历和体会、分析问卷调查的一些数据,深入探讨新时代下人工智能、大数据等新技术在教学中应用的重要性。

一、人工智能在教学中应用

随着人工智能技术的快速发展和普及,人们在学习和生活的思维和方式上有了很多新的变化,这足以影响和改变着各类学校传统的教学模式,借用人工智能等技术更好的发展和提升教学效果,全面化的辅助、监督和实施教学过程。

1、辅助教学管理

目前,各类学校(特别是高校)在全程教学管理过程中对互联网和大数据等新媒体技术应用程度都很高。借用QQ、微信等平台,教学通知和文件可以高效率发送和接收;一些重要的文件不再必须通过邮局纸质邮寄,电子邮件可以跨越全球地域影响即时传递信息。教学过程中的所有档案(包括学生学籍、成绩管理、教工信息、教学记录等)都可以用电子文件的形式永久保存,既节省资源又方便调阅和查询。我们的课堂教学有了多媒体等技术的辅助,教学氛围更有生机。

2、指导和监督教学行为

有人工智能等新技术参与教学,可以有效指导和监督教学行为。当前的很多教学软件,可以依据一段时间教师的教学及学生的学习情况数据作出定性的分析,并给出一些改进不足或不恰当行为的建议,指导教师或学生阶段性的进行优化。教师也可以借助人工智能平台对学生的学习、作业、考情、知识盲区进行有效监督,发现问题并给予及时提醒。

3、搭建人工智能平台实施教学过程

3.1  AI+线上直播教学

人工智能教学模式主要通过学生课前预习,老师通过直播平台直播课程或者提前录制好课程给学生授课,最后老师发布作业来巩固学习的知识这三大阶段。与传统教学不同的地方主要是第二点和第三点,第二点在传统教学模式中,教师通过线下课堂教学,在讲台上进行授课,集中面授,而通过人工智能平台,教师可以通过钉钉等直播平台进行授课,或者教师提前录制好课程,在MOOC、学习通、智慧树等平台上发布课程以供学生学习。人工智能支持的新型教学模式让学生的学习和老师的教学不再仅仅局限于教室这个小小的空间,而是通过一台手机或者电脑就可以随时随地进行学习,学习不再受时间和空间的限制,这样的教学模式极大方便了学生和教师。直播教学的出现,实现了学生们在家也能学习,通过人工智能,老师和学生虽然身处不同的地方,但是依旧可以正常进行教学,并且钉钉APP有强大的数据记录功能,后台能显示学生的学习时间和回放课程时间,非常便于老师了解学生的直播学习情况,大大提高了老师的工作效率。至于录制课,让学生可以通过人工智能搜索平台随时学习自己想要的知识,帮助了学生解决学业上的疑惑,而且在一定程度上人工智能教学解决了教学地区差距的问题,让偏远地区的学子也能享受一流的教学资源,缩小了教学差异,可以说人工智能支持的教学促进了教育的发展。对于课后学习效果情况,传统模式是学生将作业写到作业本上,然后上交老师进行批改,最后老师发下作业本并且进行习题讲解,人工智能支持的教学,省去了学生将作业本上交的过程和老师下发作业本的过程,学生直接可以拍照上传平台,老师再进行批改,而且对于选择题和填空题,老师可以提前设置好答案,这样系统可以直接进行批改,大大减少了老师的工作量,而且系统有数据统计,能显示本题的错误率,让老师更好的分析学生的学习情况,让老师更有针对性的进行知识讲解。

3.2  AI+线上组织考试

基于某些因素的影响,许多重要考试组织需要借助人工智能技术在线完成.。比如一些跨境的招生考试等已取得很多成功的经验。线上考试也有一套较为完整的程序,命题、监考、阅卷、成绩登记、试卷分析可以很好掌控。因此,人工智能技术支撑的在线考试可以在不受地域、场地、参考人数限制的情况下有效组织,成为常规考试模式的重要补充。

3.3  AI+线上视频会议

随着人工智能技术的不断发展,线上教学和学术交流视频会议变得愈发普及,常规模式下的很多会议可以直接通过线上的形式开展。当前,日常生活中熟悉的QQ、微信、钉钉等软件都有线上视频会议非常成熟的功能,我们不仅可以提前按照自己的情况提前预定会议,还可在不受场地、国籍、地域、会议设备等局限的情况下,紧急召开各类教学和学术交流会议,正常分享PPT等讲稿资料,并可以有效地对教学各类问题展开讨论。

3.4  AI+线上面试和答辩

全国的大中专学生就业及升学,很多高校克服多方困难,积极开展线上面试和答辩,借助人工智能技术,远程完成了各项年度目标和任务,确保学生顺利毕业和就业。通过线上面试,用人单位可以更大范围的挑选合适人才,更加灵活和有效的了解毕业生的真实情况。

人工智能技术支持的教学中,教学光盘、卫星、视频会议、手机等是教学的主要途径。人工智能支持的教学是高校教学的重大转变,当代的学生大多都是00后,与70、80、90后不同,00后的学习过程中基本习惯借助网络,不会的知识百度,不会的题目小猿搜题,所以我们的教学模式也应该进行转变,联系实际,紧跟时代潮流,抓住学生的学习心里特点,用他们熟悉的方式进行学习,提高学习效率,实现从传统的"死板教学"到学生自主学习的转变。同时,教师也应该提升自身能力,学习其他教师的技巧和方法,利用良好的人工智能教学资源,培养出适应时代发展的综合性人才。

二、人工智能等新技术在教学应用中的成果调研

在校大学生正亲身经历着普遍使用人工智能支持的的网络授课形式上课,对人工智能等新技术在教学应用中的重大作用感受深刻。根据调查显示,大多数老师参与了以人工智能作为辅助的教学授课形式,除正常必修课外,学校还设置了选课模式供学生在超星学习通、中国大学慕课APP、智慧树等各大网络平台进行选修。近期, 我们针对一定量的大学生群体也组织了人工智能联系教学的其他方面的问卷调研,调查内容如下:

(I)发布了人工智能授课情况调查问卷,主要针对人工智能支持的在线教学效果进行调研,内容为:通过在线教学,你对该课程的掌握情况为

A. 完全掌握,非常满意

B.较好掌握,较满意

C.基本掌握,基本满意

D.基本未掌握,不满意

E.完全未掌握,非常不满意

收集江西科技师范大学2023级数学与应用数学三个班共135名同学有效问卷,数据如下:

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图1-1  调查AI支持课程的掌握情况统计图

(II)组织发布了网络授课情况调查问卷,主要针对人工智能在线平台受欢迎度进行调研,内容为:请选择你认为最适宜作为教学平台的软件

A.AI+钉钉

B.AI+学习通

C.AI+中国大学MOOC等慕课

D.AI+QQ、微信等

E.AI+其它

收集江西科技师范大学2024级数据计算及应用与2024级数学公费师范班共98名同学有效问卷,数据如下:

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图1-2  调查最适宜作为AI+教学平台的软件统计图

(III)组织发布了网络授课情况调查问卷,主要针对人工智能支持的在线平台授课优势进行调研,内容为:相比传统面授教学,请选择你认为人工智能辅助在线直播课程最大优势为(    )

A.全新模式,更能吸引学生

B.可以看回放,查漏补缺

C.观看其他课程视频,扩大知识面

D.签到、作业提交更方便

E.其它

收集江西科技师范大学2019级数学与应用数学三个班共134名同学有效问卷,数据如下:

截图20250826172254.png

图1-3  调查AI+在线直播课程最大优势统计图

最终调查显示:

(1)学生最喜欢的网络授课优势是AI+钉钉等软件的视频回放功能,这个功能使临时有某些原因无法正常上课或自身学习情况不好的同学得以回看未听或未听懂的课程,以便查漏补缺,其次,学生认可度高的AI+学习通签到、做作业的功能,老师能在学习通上布置限时作业以及时检查学生一段时间内的学习情况,并且学习通的作业系统十分简洁易操作,学生能很方便地提交作业,这样方便了老师很好地掌握学生的学习情况以及学生对自身学习情况的检验。

(2)AI+慕课、钉钉等平台准确详细地记录了学生听课时长、作业完成、签到、出勤率等大量数据,这些平台记录数据真实公平,为老师给学生打平时成绩提供了大量参考数据,数据的记录提高了学生的课堂参与度与作业完成质量,调动了学生平时学习的积极性。老师通过所选用的授课平台,上完规定课时后及时布置复习预习资料,并能通过回放数据记录实时监控学生学习情况并加以反馈,实现了多方位提高学生的学习效率。

(3)除了学生在校必修的课之外,AI+慕课等平台提供了清华北大等众多高校的录制精品课,种类繁多,各个学科均有涉及,让双非大学的学生也能通过互联网的形式学习双一流大学的精品课程,极大提高了全国大学生的学习质量。

(4)相较于传统的授课模式,学生获取知识的途径更加多元化,人工智能辅助教学为学生学习提供了随时随地获取资源的途径,如果学生深入学习探究,更能获取最新最前沿的信息,极大提高了学生、老师学习工作的效率,同时使很多老师发现了更好的教学方法,传统的教学方法有了很大的改革创新与突破,同时人工智能辅助教学系统提供了大量数据供教师完善教学系统,使学生更直观清晰地了解自身学习情况,AI+大数据的使用成了网络授课最便捷的信息处理手段。

一、人工智能辅助教学的劣势

人工智能教学系统也有劣势,主要表现在:

首先,在AI+互联网教学过程中需要学生有足够的自觉性,能够不被网络带来的诱惑所影响; 其次,AI+互联网教学会降低学生对传统面对面教学的兴趣,造成学生学习对互联网的依赖,不利于教学效果达到最大化,同时降低了学生学习的积极性。另外,人工智能技术能否普遍应用? 我国每个地域、每个民族、还有每所高校的教育理念都存在差异,在施行的时候难以确保人工智能技术普遍应用的成功率,所以人工智能技术在应用时要解决的主要问题就是如何去正确地把握地域特色和高校教育理念。

四、小结

人工智能等新技术在教学中不仅提高了教师教学质量,同时缓解了学校师资压力,使教学手段得到了极大的创新与突破,同时还调动了学生的学习积极性,扩大了学生的学习范围,使学生接触到更优质的知识系统,提高了学习质量和效率。AI+网络授课是教学实践上的一种新突破,为老师今后的教学提供了新方法。但不可忽视的是其中仍存在着一些诸如学生学习自觉性不足和产生互联网依赖性等等一系列问题,这还需要我们不断完善和改进,和传统教学融合形成一门能够有利于教学管理的新技术!

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