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人工智能促进教育变革创新 人工智能环境下教学设计

人工智能促进教育变革创新

通过云平台布置电子作业,利用数据分析课堂上学生学习行为,推进学校管理流程迈向数字化……前不久,2022国际人工智能与教育会议在线上举行,来自全球数十个国家的政府官员、专家学者、一线教师、企业代表等相聚“云端”,畅叙人工智能时代教育发展图景。

作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,人工智能催生了大批新产品、新技术、新业态和新模式,也为教育现代化带来更多可能性。习近平总书记强调,“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响,积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新”。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》,明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革;教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》,并先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作;中央网信办等八部门联合认定一批国家智能社会治理实验基地,包括19个教育领域特色基地,研究智能时代各种教育场景下智能治理机制;科技部等六部门联合印发通知,将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景,探索形成可复制、可推广经验……“人工智能+教育”不断碰撞出新的火花,为教育变革创新注入强劲动能。

“人工智能+教育”,应用就在身边。音乐课上,虚拟数字人“元老师”跨越时空限制,带领多所学校学生同唱一首歌;体育课上,学生开始跳绳项目测试,智能终端上实时显示心率变化、跳绳次数、平均速度等数据。技术改变课堂,潜力无限。比如,借助虚拟现实技术,学生能够模拟穿上太空服行走在宇宙,感受浩瀚星河的魅力;通过增强现实技术体验川剧变脸,平面的课本知识变得可感可知。现实中,越来越多的学校已经开设或准备筹备人工智能教育教学活动。

“人工智能+教育”,变革教育生态。教、练、考、评、管各环节均有人工智能辅助,让教师教得更好;虚实融合多场景教学、协同育人,让学生学得更好;海量线上数据和逐渐强大的算力,让学校管理更加精准。此外,在人工智能支撑下,优质数字教育资源跨越山海,推动教育更加公平、开放。在西藏墨脱县,得益于多媒体器材配备到雅鲁藏布大峡谷深处、“智慧课堂”全覆盖,门巴族孩子小学入学率实现100%。

我国发展“人工智能+教育”具备良好基础和独特优势。比如,语音识别、视觉识别等技术世界领先;国家智慧教育平台汇集了海量的数据资源,2.91亿在校学生和1844.37万专任教师展现出丰富的应用需求;教育领域数字化基础条件全面提档升级,全国中小学(含教学点)互联网接入率达到100%,99.5%的学校拥有多媒体教室,学校配备的师生终端数量超过2800万台。也应看到,人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。“数字鸿沟”可能将部分学生排除在智能教育之外,数据收集、使用、分析等环节存在安全隐患,相关公共政策制定较为滞后……以人工智能赋能教育现代化,这些都是需要回答好的课题。

着眼未来,应携手打造高质量、有温度的人工智能教育生态。人机协作如何更聪明,人机对话如何更友好,是“人工智能+教育”的长期课题。一方面,技术应服务育人,在让其“授业”“解惑”的同时,必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面,人也要理解、善用技术,努力提升信息应用能力,让人工智能更好辅助教学。教育是动态的、发展的,理性思考人与技术的关系,把握教育规律、用好技术手段、凝聚各方力量,进一步推动人工智能与教育深度融合、创新发展,才能更好赋能教育现代化,培养顺应时代发展要求的创新人才。(吴丹)

人工智能何以促进未来教育发展

原标题:人工智能何以促进未来教育发展

自工业革命以来,人类社会的发展总是在技术与教育的角逐互动中前行。技术作为推动人类历史发展的核心推进力,与教育这一“人力资本发动机”竞相成为推动经济社会发展的主力。人工智能作为第四次工业革命的显著标签,其飞速发展正在逐步塑造社会、经济、生活等领域的业务新形态,也不断带来颠覆性、丰富性、创新性的新业态。面对人工智能技术对整个社会发展的刺激,教育如何发展,成为值得思考的重要问题。

人工智能凸显创新人才发展挑战

作为引发第四次科技革命的核心技术,人工智能促进社会经济和科技的指数级发展,对人力资本的质量与供给产生了新的需求,人工智能与人力资源之间的相互依存关系产生了前所未有的张力,教育的超前性更是受到前所未有的挑战。第一,知识增长的指数发展使得未来人才需要哪些方面的准备具有极大的不确定性。第二,智力劳动者比重增加,创新人才成为时代发展的刚需。人工智能技术与生产过程的深度融合,会极大压缩生产领域的从业者需求,特别是那些人工智能胜出的领域。第三,人工智能技术的兴起引发高技术产业、新兴产业、新型服务行业更广阔的发展空间,从而使得创新型人才、复合型人才、高技术人才等在劳动力结构中需求激增。人工智能技术无法取代的创造性、灵活性、人文性等能力将成为智能化时代人才竞争的关键。教育肩负培养创新人才、为未来人才提前布局的使命。回溯历史,我们可以得到的经验是,只有教育领先于技术的发展步伐,为技术推进的社会提前做好人力资源的布局,社会的发展才有后劲。因此,在人工智能推进社会更飞速发展的今天,必须回答好什么样的教育才能承载提前布局人力资源的使命,以应对未知社会的人才挑战这一问题。

人工智能催生新的知识生产方式

在人工智能的影响下,人类知识生产加剧变化,知识增量呈现指数级态势。教育的传承性发展将不再局限于知识的传授与继承,而强调知识创造与创新,人工智能的介入更是催生了新的知识生产方式。其一,人工智能强大的知识发现能力缩短了知识生产周期。随着深度学习、强化学习等新的机器学习算法的发展,人工智能除了可以加快知识的生产、访问和利用,还可以从数据中提取隐含的、未知的、潜在的、有用的信息(知识),从而扩展知识创造的能力。其二,人机协同的智能模式扩大了知识创造的机会与可能性。人工智能技术不仅促进人的群智协同创新,而且可以实现人类与人工智能代理协同,后者所具有的超强计算能力,可以极大加速知识生产,催生知识的众创,以及人机协同知识创新。人工智能催生的新的知识生产方式对教育的挑战是,教育不再局限于知识传承,而更是知识的创新。未来学校教育必须教会学生如何与人工智能技术协同合作,呵护学习者“能学”,以及高度重视学生辨析知识能力的培养,召唤学习者“会学”,促进学习者在人机交互中实现知识更新与创造。

人工智能变革学习方式带来创造力与活力释放可能

人工智能已经引发了诸多领域与行业的深刻变革,对教育的系统性变革更是呼之欲出,为学习方式的变革带来了可能。首先,人工智能技术带来规模化教育的个性化可能。人工智能构建的智慧学习环境不仅创造灵活的学习空间,还能感知学习情境、识别学生特征,为学生提供个性学习支持。其次,人工智能技术带来标准化教育下的适应性可能。人工智能通过动态学习诊断、反馈与资源推荐的自适应学习机制,可以适应学生动态变化的学习需求,从而打破标准化的教育限制,释放出学生的创造力与活力。最后,人工智能改善结构化的授导方式,释放教师的创造力与教学活力而专注于人性化的学习设计。教师烦琐重复性的工作能够被智能机器所替代,智能分析技术能为教师精准定位学生的学习问题与需求,教师的角色将转向更加优秀的学习设计师,专注于“如何让学生学好”,注重培养学生的能力和思维,将更多时间用于学习活动设计以及与学生的个性化互动交流,为学生提供个性化学习支持服务。人工智能的发展以及与教育教学的深度融合,给教育的改革创新带来了更多选择,教育需要发挥技术的赋能、增能、使能优势满足教育的功用性追求,也要坚守教育的育人初心和使命传递人文性价值,以学生的成长发展为前提探索可以实践的学习方式、学习设计,通过人工智能释放出教育的更大活力。

人工智能引发领域与行业变革催生教育生态升级

人工智能对其他领域与行业的变革影响也会延伸到教育领域,因为教育是关乎社会发展全局的事业。一方面,人工智能所发挥的增强、替代、改善、变革等作用,突出体现在对社会生产和生活各个领域所产生的行业重塑作用,以及对人力的释放。另一方面,这些重塑作用和人力的释放,引发了社会领域与行业的变革,促使了社会人才需求的转向;而教育是社会人才资源输出的重要领地,需要为此作出有力回应,从而催生教育生态升级。人工智能加速了教育深化改革的进程,推动了系统内部的更新再造。数字技术已经对教师学生、课程、教学方式、学习体验、评价、管理等教育要素产生了深刻影响,并通过逐步的再造教育流程,变革着教育生态。而人工智能则在进一步加速这一过程,以一种颠覆性创新的态势,拓展系统内各要素的内涵,改善和延展系统内部关系,重塑教育系统功能与形态。人工智能拓展了教育边界,助推未来学校建设。未来学校将借助技术的力量,把校外学习场所(如科技馆、博物馆)和线上学习场所都纳入“学校”的范畴,整合社会各领域的教育资源,形成一种全新的育人环境。同时,数字孪生等新技术促进现实空间与虚拟空间的交互融合,通过创建人、物、环境数字孪生体,实现物理空间与数字空间的双向映射、动态交互和实时连接。对教育系统内部的升级改造以及空间资源的拓展,能够使其更好地与社会领域衔接,更好地提供适应未来生活和工作的创新人才成长场所。

人工智能关乎强国战略目标实现

教育应服务于国家战略布局,为抢占人工智能发展先机,构筑先发优势;为国际竞争、社会发展输出创新人才,支持科学技术的自主研发。当前,世界各国纷纷把发展人工智能上升到国家战略的高度,以抢占新一轮科技革命的机遇高点以及全球竞争中的主动权。《新一代人工智能发展规划》提出我国要“成为世界主要人工智能创新中心”的战略目标,全局部署了经济、教育、科技、社会发展和国家安全等重要方面。教育强国战略是科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略等重要战略的逻辑起点,人工智能对教育的人才培养能力提出更高要求。近年来,世界各国在发展人工智能的同时也面临巨大挑战,如创新人才问题、高新技术自主可控问题等。人工智能的国际竞争本质是人才的较量,这需要教育从战略层面予以回应。因此,教育在战略上起引领作用,就要既充分发挥智能技术优势推动教育生态系统升级,又谋篇布局为国家发展提供人才支撑。立足技术与教育在角逐中互为塑造的视角,对人工智能促进未来教育发展的探索,更需要在战略上把握先机,通过教育为社会各领域输出创新人才,支撑社会各领域转型升级以及人工智能等高新科技的创新发展,为强国战略注入持续活力与能量。

教育在与技术的角逐中共同推动社会的发展。教育具有超前性、人文性、传承性、战略性及生态性等特点。在人工智能技术的指数式发展面前,教育的超前性变得难以维系;需要慢工出细活的人文性与满足社会用人需求的工具性之间呈现时空拉锯和矛盾;对人类知识的传承则变身为历史传承、人际共创以及人机共创的多重特征。随着人工智能技术推动的发展加速,教育的发展战略、前瞻性谋划,是一个时不我待、任重道远的重要课题。

(作者:顾小清,系国家社科基金重大项目“人工智能促进未来教育发展研究”首席专家、华东师范大学教育信息技术学系教授)

(责编:郝孟佳、孙竞)

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人工智能背景下中学语文智慧课堂教学设计

郄玉梅

内容摘要:本文在梳理国内教育学界智慧课堂实践经验的基础上,吸收国内外人工智能与学习数据分析模式的相关研究成果,尝试提出人工智能背景下的语文智慧课堂教学模型建构。在市中学语文智慧课堂实践中,该教学模型可有效干预教学活动,提升教学实效经验。

关键词:人工智能智慧课堂

在新时代背景下,教育体制进一步深化改革,在新课改的推进之下,在中学语文教学过程中进一步实施智慧课堂策略,在具体的实施过程中进一步明确学生的主体地位,教师结合学生的实际情况,进一步创设出更轻松愉悦的学习环境,使学生能够在快乐的氛围中进一步掌握相关知识,在情感,态度,价值等一系列方面有综合性的发展。结合这样的情况,下文重点探讨和分析中学语文智慧课堂建构的策略等相关内容。随着新课改的进一步推进,在初中语文教学过程中日益践行智慧课堂建设,而这也成为初中语文课堂教学中的一种全新教学模式,使以往的教学观念得到有效改变,在初中语文教学中取得更为理想的教学成果。据此,本文重点探讨和分析初中语文智慧课堂建构策略等相关内容。

1中学语文智慧课堂的重要性

1.1进一步提升课堂教学效率

在实践的过程中有效应用智慧课堂模式,能够在更大程度上有效满足学生和教师在教和学方面的内在需求,使课堂的容量进一步增大,同时,结合学生的学习实际创设出更加生动形象而且立体化的教学情境,从而在最大程度上提升课堂的教学效率,使学生的学习效果得到充分体现。

1.2突破时空的限制

在中学语文课堂教学实践中融入智慧课堂模式,可以使课堂资源通过网络进行传播,让学生获取知识的途径更加便利,这样能够使学生的学习效果得到迅速提升,使其学习更加便捷快速。教师也可以通过网络获取先进的资源,以此使其教学素质得到显著提升,并且把智慧课堂融入到具体的教学实践中,这样能够摆脱教材的限制,足不出户就能够获得更为先进的课程资源,并与国际接轨,突破时空限制,使初中语文教学呈现出全新的面貌。

1.3对固有教学模式进行有效改进

在初中语文教学中融入智慧课堂,能够使教师的教学质量和教学水平得到显著提升。在具体教学环节,学生遇到新的教学内容,在心理接受方面会有一定的抵触情绪,在这样的情况下,融入智慧课堂模式,能够使学生的学习兴趣得到充分的激发,进一步学习全新的课程知识,复习以往的知识,这样能够使课堂气氛更加活跃,为课程的开展提供助力。所以在初中语文教学实践中充分运用智慧课堂模式能够进一步有效引导和推进学生更有效的理解相关知识,这是至关重要的。

2智慧课堂应用实践

中学高一、高二年级全面启用科大讯飞信息化智慧教学平台,实现了课堂教学与信息化技术的融合,建设了实际意义上的智慧课堂,提升了课堂效率。从本文所提出的数据分析模型来看,的中学语文学习数据分析应用已经具备了建设的持续改进的人工智能学习数据分析系统的基础条件。首先是智慧教学平台的普及与应用,累积了大量学习数据。在检测环节,学生的作业或试卷在移动终端上批阅完成后,系统基于大数据的分析也同步完成。从校级总结到班级总结再到学习者个人总结、归类后的成绩分析、错题分析,以柱形、条形、折线等图标的形式逐一展示,分析情况一目了然。其次,系统会根据每位同学的做题情况,定制试题进行巩固练习。而学生家长想直接知会孩子学习情况,只需注册个人账号,关联孩子账号后就能看到。最后,“智慧校园”的智能化还在校园的运作上得以反映。管理者运用智慧校园技术平台开展选课、排课、评课和成绩收集等教务活动,智慧终端的多元化和高效化能使参与者即时接收到管理指令,并进行线上调整,校园管理逐渐走向便捷化和高效化。在课文课、作文课和阅读课课堂中,智慧课堂有不同的应用模式。

2.1课文课

中学的智慧课堂模式仍在一定程度上处于翻转课堂到智慧课堂的过渡期,语文老师在上课时仍采用两者相结合的方式。在课堂一开始,教师将预习过程中收集的学习数据通过后台计算以折线图的方式展现给学生,预习效果和集体差异一目了然,学生通过横向坐标快速了解预习短板所在,在教师留出的时间内进行针对性提问。同时,其他同学能在课堂交流群里看到其他同学的问题,同学们可采用帮答的形式讨论以提高学习活跃度和学习经验。课文课的重心在于梳清文篇脉络,能让学生更深入地了解笔者想要表达的感情。通过分析后得出的学生个性化学习数据直接推送给教师,教师最后汇总学生问题并展示,让学生进行二次讨论。最后根据学生探究过程中出现的问题制作成课堂检测,通过检测分数反馈出两个方面的效果,一个是课堂问题的解决程度,另一个是学生的学习效率。这种模式也仅适用于课文课。

2.2作文课

众所周知,作文课是语文课堂最关键的组成部分,也是检验课堂质量的风向标。智慧课堂克服了传统作文课中单一教法,运用人工智能的组合系统,推动作文课向多元化、立体化和互动化发展。中学的部分班级在进行作文课时,教师在课前通过平板发送消息,通过让学生发送关键词的方式收集学生的作文意向。随着高考作文趋势由命题向半命题作文转变的趋势,作文课教学模式也随之发生改变。在课中,教师选取出现次数较高的两个关键词并选取相关片段分享到学习平台,学生在写作之前自由发表对关键词的看法,其他同学通过点赞和评论的方式进行点评互动。在交流过后,学生自由选择其中一个进行写作,写作过程中允许在学习平台讨论,方便学习系统对多维度数据的深度挖掘。写作结束后,学生可以选择性的把作文分享到交流平台,或者直接以附件的方式提交给教师,这在一定程度上提高了课堂效率和教师的批改效率。

结语

中学的智慧课堂应用实现了从富有特色的翻转课堂到现代信息技术条件下的教学工程的初步转变,在不同类型的语文教学活动中,教师均依循现代教育理念对学习数据的收集与应用做了卓有成效的探索,人工智能与学习数据的融合成为提升教学效率的重要方法。语文智慧课堂的普及,提高了学生的学习兴趣,落实了个性化学习的理念,提高了教师的教学效率,实现了过程性管理的教学理念。近一两年的语文实践,充分证明了人工智能深度融合教育的有效性,并展现了充满希望的应用前景。

参考文献:

[1]雷朝滋.教育信息化.从1.0走向2.0——新时代我国教育信息化发展的走向与思路[J].华东师范大学学报(教育科学版),2018(01)。

[2]孙洪涛,郑勤华.教育大数據的核心技术、应用现状与发展趋势[J].远程教育杂志,2016(05)。

阜平县阜平镇白河学校073200

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