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人工智能助推作业场景“精准”教与学 人工智能辅助教学应用如何进行

人工智能助推作业场景“精准”教与学

▲台州文渊小学教师在课上利用高质量作业系统讲评作业。资料图片

▲在高质量作业系统里,各个章节班级正确率等级分布展示页面。资料图片

2021年7月,中办、国办发布《关于进一步减轻义务教育阶段作业负担和校外培训负担的意见》(以下简称《意见》),提出要“全面压减作业总量和时长,减轻学生过重作业负担”。作业的价值和意义是什么?作业“减量提质”背后的要求是“精准”,如何做到作业场景的精准?AI(人工智能)、算法等技术手段进入作业场景,将给作业带来哪些改变?一串串的问题亟待主管部门、学校、老师、家长乃至社会各界去解答;一场更加深刻的数字革命,也正在全新赋能教育改革升级。

教育信息化成为发展的“制高点”

党的十八大以来,我国信息化建设从顶层设计、政策部署到基础设施、数字资源、平台搭建、应用探索,一步一个脚印,交出了一份亮眼的成绩单。十年来,我国教育信息化已由起步应用阶段进入融合创新阶段。

国家层面,推进教育信息化发展的政策体系日臻完善,为进一步支撑信息技术大规模应用,助力教育改革发展奠定了坚实基础。其中,实施《教育信息化2.0行动计划》,呼应人工智能、大数据、区块链等技术对人才需求和教育形态的深刻改变,明确到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标,即教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校,信息化应用水平和师生信息素养普遍提高,建成“互联网+教育”大平台。

地方层面,近日北京市出台《北京教育信息化“十四五”规划》,到2025年,北京教育信息化将实现“七个全面”的发展目标。通过科技赋能教育,推动人才培养模式变革,提升教育质量,助力减负增效,促进教育公平。截至目前,北京、上海、广州、浙江、江苏等地都已出台教育信息化“十四五”规划或教育数字化转型方案。河南、山东、广东等地的教育“十四五”规划中也都设立了教育信息化专章。

教育信息化技术应用建设更需要引入外力。“十三五”期间,以计算机教室、校园网、校园安防为代表的硬件和网络平台占教育信息化投入相当大比重。《“十四五”国家信息化规划》提出,完善国家数字教育资源公共服务体系,推进信息技术、智能技术与教育教学融合的教育教学变革,深化教育领域大数据分析应用。

为此,北京市提出,支持学校通过复用市、区级共性应用或购买社会服务的方式,降低信息化投入成本,避免重复建设,探索多元投入机制,引导社会企业参与教育信息化建设,实现共赢,激发市场活力;广州市提出,鼓励企业和社会力量加大投资并参与教育信息化建设与服务;天津市提出,积极鼓励企业投入资金,提供优质的信息化产品和服务。

精准成为高质量教育的“牛鼻子”

在提高作业设计质量方面,《意见》要求发挥作业诊断、巩固、学情分析等功能,将作业设计纳入教研体系,系统设计符合年龄特点和学习规律、体现素质教育导向的基础性作业。鼓励布置分层、弹性和个性化作业,坚决克服机械、无效作业,杜绝重复性、惩罚性作业。而在加强作业完成指导方面,《意见》要求教师要指导小学生在校内基本完成书面作业,初中生在校内完成大部分书面作业。教师要认真批改作业,及时做好反馈,加强面批讲解,认真分析学情,做好答疑辅导,不得要求学生自批自改作业。

“高质量作业是实现高质量教育的重要途径,是教育全面提质的必然要求。学生通过高质量作业,能够有效巩固所学,提升学习能力,能够提高学习效率,减轻过重课业负担;教师通过高质量作业,能够精准掌握学生学习状况,增强教学的针对性和有效性,提高教学的效率,能够精确量化地分析教学得失,改进教学,提升整体教学质量。”无锡市广勤中学校长叶皓深有感触地说。

叶皓坦言,“目前我们需要的作业,一是符合课标的、有利于学生创造性学习和能力提升,而不是死记硬背、机械重复的作业;二是精准有效的、有利于学生在个体基础上提高学习效率,而不是千篇一律、缺乏针对性的作业;三是能及时反馈的,有助于学生差异化补强提优,而不是泛泛而做、浅表学习的作业。”

“双减”政策对作业提出要求,比如记录作业时间,进行作业设计,及时批改反馈,进行学情分析,布置个性化作业,作业分层……这些要求的本质是——精准。如何做到作业场景的精准?对此,云思智学高质量作业产品负责人邹婧表示,好的作业并不是以量取胜,而是要精准适配。

“经过去年秋季学期和今年春季学期的应用实践,全国各地有上百所学校都开始使用我们的高质量作业解决方案,如北京市广渠门中学、无锡市广勤中学、台州市文渊小学等。目前来看,从作业的设计到数据采集分析,都帮助学校提供了一些有价值的教学参考。”邹婧透露。

基于云思智学高质量作业平台,台州市文渊小学以常态化作业数据采集、评价、反馈、改进为抓手,开展作业质量全过程评估,提升作业设计质量,提升课堂教学效率。以三年级数学为例,文渊小学每位老师每月平均采集36次作业数据,相当于每天都有学生学情数据的采集与积累。

日常高频的数据积累,确保了学生每章节每个知识点掌握情况的数据呈现。如第二单元笔算除法的第四课时《商中间有0的除法》与第七课时《灵活选择估算策略解决问题》的优秀率相比,第七课时优秀率占比较低,老师们就针对该课时增加了课上复习和重难点讲解,强化了学生对于该知识点的理解与掌握。

AI技术为教育信息化提供支撑

在业内专家看来,云思智学高质量作业本质上是基于海量资源、大数据、人工智能,面向多种作业场景,适配不同学生群体的个性化学习解决方案。从作业切入,既牵住了高质量教育的“牛鼻子”,又把住了教育数字化转型的“入口”,实现课前、课中、课后全链条贯通,以及师、生两侧的多维评价。

“我们拥有5.4亿的海量题库”,云思智学高质量作业研发负责人表示,正是海量的高质量题库支撑了高质量作业。与此同时,AI系统通过搜索、推荐、自然语言处理等技术,可以实现为每个学生精准推送最适合的题目与资源。

在数据采集和批改环节,OCR、图像识别等技术将教师从繁重的重复劳动中解放出来,把更多精力投入到作业精讲和个性化辅导中去。云思智学智能技术辅助批改研发负责人透露,在处理能力方面,目前云思的AI系统每分钟可批改10万份作业。

记者了解到,从2021年9月起,无锡市广勤中学跟云思智学开展合作,借助“云思智学高质量作业系统”,通过大数据学情分析系统、AI技术、海量优质精品题库资源和信息化智能终端等,将作业全流程数字化,以学校和教师的常态化使用为基线、以作业量减质提为目标,让作业这一传统学习巩固模式在广勤中学焕发新的面貌,既帮助教师和学校管理者开展作业评价、优化作业管理、改进教研教学、实现精准的课堂讲评,又能帮助学生实现举一反三的个性化精准练习,在提高学校教育质量上发挥了积极的作用。

事实上,除了能助力教师精准教学外,云思智学高质量作业系统还可以助力学校管理者实现高效管理。通过数据看板,管理者可实时掌握学校校情、教师教情、学生学情,作业情况多维度直观展现,助力实现高效精准智能的教学管理和作业管理。

“减负背景下,这套系统在学校里取得了不错的应用效果。期待后续更多年级和更多学科参与进来,帮助我们的老师和学生减负增效。”叶皓指出,实现高质量的教育必须要提高学校信息化应用水平,提升师生信息化应用能力,将信息技术和智能技术深度融入教育全过程是信息社会实现高质量教育的有效途径。(记者钟源)

[责编:肖春芳]

大数据有话说丨人工智能在混合式教学中的应用

人工智能的研究领域包括专家系统、自然语言理解、机器学习、情感识别、人工神经网络等众多领域,相关的教学应用涵盖众广,在此主要对面向教师、面向学生和面向教学的人工智能教学典型应用进行探讨。面向教师的人工智能应用01

智能评测

智能评测是指通过对学习者学习过程和学习行为数据进行大规模自主智能评估,并进行个性化即时反馈。其中,大规模评估是指通过人工智能大数据分析技术对学生的学习行为和学习成果进行针对性地评测;个性化即时反馈是指通过对某位或某一群体学生的学习行为和学习过程数据进行分析后给予反馈。当前,基于人工智能技术的智能评测应用主要有口语考官和试卷批改机器人等。

众所周知,每年都有各种类型的英语听说考试,考试者的录音如果都由人工去评分,不仅工作量巨大,而且评判标准很难一直保持统一。随着语音识别准确率的不断提升,使得借助人工智能口语考官来对英语听说考试进行评分成为现实。只需抽取样本数据进行训练,人工智能口语考官便能学会像人类考官一样对学生的回答进行评估。美国教育考试服务中心已经在一些英语考试中采用人工智能技术来评测打分。科大讯飞公司的语音技术也在2015年应用于广东70万高考英语口语环节考生答卷的批阅。

人工智能口语考官不仅能进行语音评分,还能纠错,对平翘舌音、前后鼻音都能进行精准分辨。基于人工智能的评分不仅更快,而且更准和更公正。我国的“英语流利说APP”就是一款能指出用户发音错误和自动打分的移动端APP应用,深受英语学习者的喜爱。

评卷对每位教师而言并不陌生,但人工阅卷通常容易受主观因素影响而导致结果偏差,机器阅卷应运而生。国内的阿里AI智能阅卷、科大讯飞智能评卷系统等应用的推广,开启了以机器评阅为主、人工审核为辅的全新评阅方式。国外的Gradescope公司开发的批改卷面试题软件,解决了给试题打分的耗时问题,伯克利大学、斯坦福大学、麻省理工学院等高校已经加入该应用的使用行列。02

智能应答

智能应答是基于自然语言处理、知识推理、文本语音和图像分析等技术而实现的大规模知识处理与反馈的自动应答系统,它主要从语义理解和答案搜索方面解答学习者的疑问。如:微软小冰聊天机器人、百度智能问答机器人,它们在接收到文字、图像或语音信息后,先进行内容解读,然后再自动给予合适的回复。

在混合式教学中,学习者通过线上和线下完成学习及师生互动交流,针对学习者发出的文本、语音和图像,以深度学习、机器学习、神经网络等技术为基础的人工智能教学应答机器人正好能大显身手。例如,能力风暴教育机器人已推广到4万多家学校;海尔小帅智能机器人,能与小朋友进行语音交互,回答小朋友的问题。03

个性化教学

根据学生的个性特征,进行教学资源的个性化智能推荐与因材施教一直是教育界所期望看到的理想教育方式,然而具体实施起来却困难重重。个性化推荐就是根据学习者的学习行为,自动预测学习者的兴趣偏好,有针对性地向学习者推送合适的教学资源。为此,大量基于学习行为数据建模的各种推荐算法纷纷被应用,如关联规则算法、蚁群聚类算法、协同顾虑算法、机器学习算法等。其中基于人工智能的深度学习推荐算法最受关注。

深度学习的思想来自于机器学习,是指初始数据获得之后,对数据做预处理、特征提取与选择,再到推理,最后进行预测的过程。在混合式教学中,根据学习者网上浏览文本、语音、图像、视频等资源的行为数据,进行特征提取并基于人工智能的深度学习推荐算法,可以为学习者提供学习资源的智能推荐。例如,爱奇艺视频网、网易云课堂,以及优必选联合腾讯叮当推出的个性化智能教育机器人等,它们均能根据用户的浏览行为给用户智能推荐相关的课程资源。面向学生的人工智能应用

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智能识别

智能识别在人工智能教学中属于应用最早也是最为成功的技术,无论是语音识别、图像识别、人脸识别,还是脑波识别,都属于智能识别范畴。由于人的语音天生就蕴藏着情感,因而基于语音情感库的情感识别在教学中也被广泛应用。

我国2015年成立的“管理科学与工程学会神经管理与神经工程研究会”,标志着我国的神经管理与神经工程研究进入新的阶段。越来越多的机构和学者投入到基于脑神经认知的情感识别研究中。例如,浙江大学管理学院神经管理学实验室对脑信号的感知与情感评估分析技术进行了大量研究;复旦大学管理学院戴伟辉教授研究了面向教育大数据分析的神经管理学机制;软银情感识别智能机器人Pepper、小影印象APP应用等,都能根据人的表情、语音来识别人的情绪。若将这些技术应用到混合式教学中,则有利于教师识别出学习者的状态,对讲课内容、授课方式进行及时调整,从而获得更好的教学效果。02

智能导学

以往“题海战术”是学习者最常选择的学习方式,然而盲目学习的结果往往是浪费时间,事倍功半。当混合式学习者面对海量的互联网学习资源不知所措时,智能导学无疑是帮助学习者提升学习效率的重要手段。智能导学的总体思路是对学科领域知识体系先做分解,形成一个个知识元,然后通过导学关键点进行语义定义,再将上述定义好的知识元进行归纳与整理,形成体系,并得到相应的逻辑知识地图,进而形成个性化学习路径。

在人工智能大数据分析的帮助下,教师和管理者可以对混合式学习者的学习行为和知识量进行全面扫描评估,找到学习者的薄弱项,进行自适应学习路径设计,让其能针对性地开展学习,减少重复学习的时间,提高效率。智能导学的关键是对学习者进行画像和适应性指导。智能导学在混合式教学中的应用如下:

学习路径智能化引导。当学习者首次进入系统学习新知识点时,系统会首先判定学习者的知识量,即通过调用已建立的领域知识判定模型,对当前知识点的前驱知识点和后续知识点进行扫描。在学习过程中,通过与系统交互的情况来检测学习者对前驱知识点的掌握程度,如果未达要求则引导至前驱知识点继续进行学习。学习者每完成一个知识点的学习,都要接受测试,只有通过了测试,才能认为掌握了该知识点。

薄弱环节自行检测。在混合式学习中,学习者可对薄弱环节知识点进行自我检测,对于那些没有掌握好的知识点,可以进行多次学习,并与以往学习情况进行对比。在此过程中人工智能学习系统可以查询该领域知识库的相关内容,并对薄弱环节进行补强。

学习进度有效控制。学习者在开始学习之前要制定自己的学习计划,详细列出课程内容学习计划,一旦出现偏差或者未按照原定计划执行时,系统就会给予提醒,并且定期对计划进行检查。在完成一定时段的学习后,系统会将学习者的学习状况进行统计,列出这段时间内的知识难点以及尚未完全掌握的知识点,并对后续学习计划进行审查,看是否需要调整今后的学习计划。面向教学的人工智能应用

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智慧课堂

从信息化视角来看,智慧课堂可看作是利用先进的信息技术手段来营造智能化的课堂教学环境,形成师生交流立体化、教学过程智能化的课堂。大数据、物联网、云计算、可穿戴设备等技术的发展成熟,数字化学习环境与教育的深度融合,使得教学中各类数据的收集、追踪、分析成为可能,为智慧课堂的建成奠定了坚实的基础。

近年来,越来越多的教学机构参与到智慧课堂建设中来。例如,依托上海开放大学的上海开放远程教育工程技术研究中心所建的“智慧课堂”,配备有虚拟现实(VR)和增强现实(AR)设备、人体眼神姿态识别仪、EEG/ERP脑波检测器等数字化设备,能将学习者课堂上的面部表情、身体姿态和脑电波等数据信息全程捕捉下来。智慧课堂的构建如图3所示。

智慧课堂构建图

由于人的兴奋、紧张、愉悦等状态通过脸部表情、身体姿态和脑电波能够反映出来,因此对每位学习者脸部表情进行相应的历史对照分析,并结合脑波检测,便能较准确地识别出学习者的状态,分析出学生的注意力是否集中,以及对知识点的掌握程度。然而由于学习过程中的脸部表情、脑电波数据所呈现出的复杂、非线性、数据量大、干扰性大等特性,常用的数据分析方法识别效果不佳,而基于机器学习、深度学习的人工智能识别技术能有效处理上述特性,使得智慧课堂成为学习者进行个性化学习的重要场所。02

智能在线考试

基于人工智能的在线考试系统除具有常见的用户信息管理、试题库管理、在线考试、自动评卷功能外,还提供了智能组卷功能和在线作弊防范监测功能,不仅能自动生成区分度良好的试卷,而且还能对作弊试卷、雷同试卷进行辨别。此外,智能在线考试系统还能对每次考试结果生成考试分析报告,对考试结果进行精准分析,以及对考试难易程度做出评判。

智能在线考试系统的另一特色是具备数据挖掘统计功能,即能对每一场考试产生的数据进行挖掘与统计,并给出描述性统计值,如每场考试最早完成答卷的时间、平均答卷时间、最长答卷时间、答题者的最高分、平均分、最低分等信息,以及对试卷的难易程度给出评判,并以图表的形式直观展示,便于师生迅速了解该次考试的情况。此外,智能在线考试系统还能对考试数据执行分类、聚类、关联规则分析等操作,通过数据挖掘方法来寻找知识点、试题间的潜在关联,为在线考试更好地服务。

从混合式教学的特征、现状与需求来看,人工智能在上述教学中的发展与应用呈现以下规律:人工智能技术将不断应用于解决混合式教学中存在的问题,并为教学的创新发展提供更具智能化的模式与手段。与此同时,混合式教学中的应用新需求将为人工智能在上述专业领域的发展不断提供新的动力,由此促进人工智能的进一步发展。因此,我们应该在人工智能发展与混合式教学应用需求之间构建深度融合的生态链,形成可持续创新、双螺旋演进的互动发展模式。

AI时代教育人工智能辅助教学现状及挑战

AI时代教育人工智能辅助教学现状及挑战

时间:2023-04-1503:24:59

摘要:随着人工智能时代的来临,各国纷纷出台相应的规章政策以顺应这一潮流,并加快人工智能在教育领域的发展。纵观全球教育人工智能的发展情况,可以发现人工智能已渗透进教育的方方面面,重点探究教育人工智能的发展现状以及发展阻碍,使教育人工智能技术更加进步,早日实现教育智能化和智慧化。

关键词:人工智能;辅助教学;教学形式;环境保护

为迎接人工智能时代的来临,各国纷纷颁布法律法案,以便在AI领域占领先机。2016-10美国率先《为人工智能的未来做准备》,其中谈到了AI的发展现状、对劳动力的影响、法律法规的制约、国际合作等问题,英国紧随其后了《人工智能:未来决策制定的机遇与影响》,表明AI是一场新的革命,是数字革命时代的引擎,已经对人们日常的生活、商业活动和政府的治理带来了重大的机遇。日本内阁审议通过的《科学技术创新综合战略2016》中,进一步明确提出了“超智能社会”的内涵和框架,紧跟人工智能全球发展的潮流。中国政府在2017-07《新一代人工智能发展规划》提到:“人工智能在教育、医疗、养老、环境保护、城市运行、司法服务等领域广泛应用,将极大提高公共服务精准化水平,全面提升人民生活品质”[1]。至此,全球已经掀起发展人工智能的浪潮,教育领域也不能置身事外。2018-04,教育部了《教育信息化2.0行动计划》,该计划明确指出将信息技术纳入初、高中学业水平考试,从提高学生在IT技能应用到提高IT成就[2]。以前人工智能主要运用在高等教育,基础教育阶段还是以传统教育方式为主,但是随着“教育+AI”领域的技术发展,基础教育也必将受到影响,每一个教育者和受教育者都要做好迎接转变的准备。

1教育人工智能发展现状

1.1改革传统学校

人工智能对学校的改变体现在两种形式上,包括对传统学校进行改革或创办虚拟学校。中国河南省教育厅于2019年决定在全省遴选10个县(市、区)作为全省中小学人工智能教育实验区、500所中小学校作为全省中小学人工智能教育实验校。美国虚拟学校教育是K-12教育中发展最快的教学形式之一,自2012年以来,美国已有32个州的教育部门主动提供了中小学在线教育。以路易斯安那州为例,2010年开设了全州第一所远程学习高中,该所高中提供在线或混合授课,学校从不同的教育供应商选择课程,并能灵活调整课程内容与教学安排。1.2辅助课堂教学智能辅助系统可以模拟一对一人工辅导,尊重学习者认知需求,提供适当的活动和反馈。在美国得克萨斯州,每年有超过十万名学生辍学,面对这个惊人的数字,许多地区正在创建虚拟在线系统来代替学校帮助落后生重回正常的学习轨道,摆脱辍学的风险。Plato是提供高中核心课程的在线程序,由课程的教程、应用程序和测试组件组成,提供的主要学习活动就是让学生阅读材料并进行测试,测试的题目包括概念、原理和排序,也会对学生进行写作训练;Apex最初是为高级选修课而创建的在线程序,现在已经对其课程进行了修改,增加常规的高中核心课程和能恢复学分的课程。

1.3开放教育资源

当今全球交往通过互联网技术的联系日益密切,全球学校也跨越国界团结起来,教育资源的开放程度也成为衡量各国教育人工智能发展水平和教育公平的一个标准。“开放教育资源”(OER)一词最早于2002年在联合国教科文组织举办的关于高等教育开放论坛上被提出,英国公开大学是最早采用OER的高等教育机构之一,该学校于2006年启动了OpenLearn平台。中国通过教育部的中国精品课程计划将开放教育资源纳入政府政策支持,并为OER的开发和维护提供资金。美国联邦政府在《每个学生都成功法案》中数字学习定义部分强调了开放资源以增强学生的教育体验,该法律也明确允许各州使用联邦整体拨款运行开放教育资源项目。

2人工智能辅助教学的应用

2.1提供个性化学习方案

因材施教一直是教育者遵循的重要教学原则,但在传统课堂中,由于时间和精力的限制,教师要做到这一点非常困难。随着AI技术的发展,这一问题将得到有效解决。计算机程序能给学生提供各种学习资源并使学生参与互动学习,当学生在回答问题时犯了错误时,程序会在学生与程序的所有先前交互中搜索模式并进行分析。同时,计算机程序创建了一个学生模型,并将其用于最佳响应,其给学生的回复可能是建议复习相关知识,观看短片或者回答一系列难度增加的问题等,这个回复不仅取决于一个错误的答案,还取决于该程序至今已积累的有关学生的全面知识以及学生的最近发展区,使学习目标的达成既不容易也不困难。2.2降低辍学率使用人工智能技术对学生的家庭信息、考试成绩、上课记录、图书馆借阅记录等信息的分析能够帮助学校筛选出辍学风险较高的学生。校方可以提前采取措施,最大限度地减少辍学人数。比如佐治亚州立大学每年夏天都有10%~20%的学生辍学离校,为了缓解这种情况,佐治亚州立大学引入了人工智能系统,在佐治亚州立大学使用聊天机器人Pounce的第一年,夏季的辍学人数减少20%以上,收效显著。

2.3改进教育评价模式

在一段时间学习后衡量学生的成绩,这种总结性评价对于总结一个阶段内的教学效果很有用,但对指导日常教学却没有帮助。相比之下,以学生为中心的形成性评价在指导教学和支持学生学习方面很有用,却不能总结和对比学习成果。为解决这一问题,现可以将这两种评价模式合并到人工智能评价系统,系统可以使用两种评价方法,并利用计算机技术、教育测量方法来解决。例如ASSISTments平台可通过首先评估标准化考试中学生所需的知识,根据学生已有的和所需的知识提出量身定制的问题,在总结性评估和形成性评估之间提供良好的协同作用。

2.4辅助特殊教育

在特殊教育领域,人工智能系统将帮助更多生理或心理缺陷儿童完成学业。为期3年的欧洲项目MaTHiSiS将在意大利、西班牙和英国大约二十所学校进行试点,选取5~18岁患有多重感觉障碍、智力困难或自闭症的学习者与主流教育的学习者使用MaTHiSiS系统,评估该系统对每个学习者的促进作用。该项目通过分析学生的面部表情和反应来使因疾病或精神残疾而出现严重学习问题的人继续学习,创建了新的教育框架,使新技术与正规和非正规教育相结合[3]。

3教育人工智能发展的挑战

3.1增加教育成本

无论哪个国家要在教育中普及AI,成本和可持续性都是必须考虑的问题,教育人工智能的程序、软件和其他教育资源一样,都需要创建和维护的成本。佐治亚州立大学所使用的Pounce程序价格为每名学生7~15美元;弗吉尼亚州有22所学校尝试使用了弗吉尼亚社区学院系统,其中包括GETAnswers视频和经济援助聊天机器人,这些软件的报价从17500~385000美元不等。可见在教育领域普及人工智能,必然会增加教育成本和教育投入,这也需要政府在资金方面进行大力支持。3.2教师和学生缺乏情感互动师生之间的接触和对话是影响教学效果的重要因素,面对面的课堂交往使得教师和学生间的互动更加便捷、高效,互动方式也多样化,更容易进行情感互动和集体教育。而在网络学习时,任何互动都是通过在线进行,会使学习者产生孤独感和沮丧感,从而影响了其对学习的兴趣。欣慰的是,许多通过网络授课的教师已经认识到这一问题,增加对学生的有效监控和及时反馈,调动学生参与学习的积极性。

3.3教师队伍建设亟需改进

《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》要求“教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革,积极有效开展教育教学”[4],并将教师队伍建设作为推动人工智能时代教育变革的关键,放在优先考虑的地位。同时教育者的角色和责任也将被重新定义,教师的任务变为支持学习者寻找、发现和整合信息,并使学习者们成为独立的思考者。因此在新时代,教师的专业发展不仅仅是教育教学专业知识的增长,还要学习人工智能工具的使用,以此来顺应时展。

3.4尚未建立标准的审核体系

当在线教育这种学习方式在未来越来越普及时,人工智能程序可能会取代教科书,成为未来主要的教育资源。教科书的推广使用会经过教材审定委员会的重重考查,但对种类繁多的人工智能教育程序或软件进行审查的评估系统却还没有建立,并且基于人工智能的自动分类系统可作为补充和协助人类的一种手段,但目前尚不能替代人类对教育资源和教育内容分类。目前也缺乏专门的教育平台或系统用于评估在线教育,主要还是依靠教师进行考核评估,因此建立一个标准化的审查评估体系对于教育人工智能长久发展具有重要意义。

参考文献:

[1]国务院.国务院印发关于新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].[2017-07-20].

[2]教育部.教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[EB/OL].[2018-05-08].

[3]教育部.普通高中信息技术课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2017:27.

[4]中华人民共和国教育部.中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见[EB/OL].[2018-12-27].

作者:胡静漪单位:喀什大学

浅谈人工智能技术赋能英语学习

人工智能技术已经融入到我们的日常工作、学习、生活中,悄然改变着社会生活。人工智能技术也给英语教学带来了机遇和挑战,英语教学要结合现代信息技术,尤其是人工智能技术,以更好地培育具有国际化视野的创新性、复合型、应用型人才。人工智能技术开拓了多元化学习路径,辅助英语学习,促进英语学习质量的提高。

本文结合教育式人工智能与英语学习机制的内含,探讨人工智能技术对英语学习的促进作用,在此基础上提出人工智能技术赋能英语学习创新的路径。构建人工智能英语学习平台,有助于促进英语知识的吸收与应用,推进英语学习质量提高,培育一专多能的优秀人才。

教育式人工智能与英语学习机制的内含

教育式人工智能。人工智能在教育领域的应用取得了巨大进展,智能数据共享功能能够将最先进的教学资源分享到平台账户。教育式人工智能主要指的是通过人工智能技术的有效应用,在课外进行知识学习,从而合理利用碎片化时间,丰富了知识储备。在英语学习过程中借助人工智能平台的应用优势,对学习目的、学习过程、学习方法进行精准定位,检测英语学习效果,让学习者能够更快地掌握英语词汇、句子的应用语境,并创造一个良好的实践交流场景,做到学以致用。此外,人工智能技术能够结合学习者的个性化发展需求,制定出适合学习者的英语学习方案。

英语学习机制。英语学习机制通常指的是学习者综合应用多种学习方法,利用闲暇时间掌握复杂的英语知识内容,实现知识内化,丰富个人的英语交流经验,并在此基础上调节内心的情感状态,更好地适应复杂多变的英语交流环境。人工智能技术改变传统的英语学习方式后,可根据学习者的年龄特点、工作生活环境制定出科学合理的英语学习方案。人工智能技术可将日常生活用语作为学习内容,与传统课堂教学相比,更能够符合英语实践性的需求。人工智能提供多样化个性化的英语学习方案,能够针对学习者的学习习惯提供教学,针对弱项精准地进行讲解和示范。

人工智能技术对英语学习的促进作用

详细记录教学内容--促进自主学习。构建人工智能英语学习平台,实现对英语教学信息的全面收集与管理,通过教学内容、课堂流程记录,为后续的自主学习提供有力支撑。人工智能技术所建立的庞大教学数据库,能够让学习者在自主学习的过程中,结合个人的学习需求制定出个性化的学习方案,从数据库中查找适合自己的课堂英语教学内容。智能化英语教学平台的构建,能够随时随地进行课堂教学内容复习,将教师与学生的课堂互动详细的记录下来,生成自动化数据进行储存。

在英语自主学习的过程中,可以利用云计算技术、语音识别技术等人工智能技术,深度分析英语交流行为和教学过程中重点提及的英语词汇,通过随堂检测分析自身的英语水平,在反复多次的英语练习中认识到自身的不足之处,及时调整英语学习思路。参考庞大的数据分析结果,制定出科学的学习计划,干预自身的学习行为。通过人工智能技术的有效应用,可助力于学习者和教学工作者的分析研判,为后续的英语学习提供数据和案例支撑。

智能化口语评测--促进学习反思。当代中国是开放的中国,国际间的交流越来越频繁,无论是已经进入社会岗位的就职人员,还是正处于知识积累的学生,都需要具备良好的英语交际能力。

多年来,英语评测主要测量学习者的英语基础知识和读写能力,而对学习者的英语听说能力缺乏有效测评。

人工智能技术的有效应用改变了传统以闭卷考试为主的英语测评方式,可随时随地了解学习者的英语交际能力。人工智能能够自主分析学习者的英语发音和英语对话时所采用的语调。在智能化英语测试过程中,由系统生成一组图画,考生用英语描述所看到的画面信息,可对学习者的英语应用能力进行综合考察。人工智能英语学习平台可根据学习者的实际表现给予客观评价,有效降低传统人工评分方式中主观因素的影响。

智能拆分知识点--促进知识积累。在传统英语学习过程中,学习者往往采用题海战术,通过大量词汇的背诵和题目的解析,提高个人的英语水平和应试能力。人工智能英语学习平台的建立,能够突破传统英语学习方式和内容的限制,对学习内容、学习能力和学习方法进行细化拆分,注重知识点之间的关联概率,并根据学习内容、学习风格,筛选出适合学习者的学习重点和难点。知识点拆分越细,对每一个学生的诊断才能更精准,学生真正可以做到哪里不会学哪里,教育者的教学才能更有效。人工智能英语学习平台的建立,还可以监测英语学习盲点,降低学习内容的重复率,提高学习效率。

人工智能技术创新英语学习方法

语音识别辅助听、说练习。语言是人与人之间进行信息交流的重要手段,在自主学习过程中运用人工智能语音识别技术进行英语听说练习,通过人工智能技术实现语言交互,通过机器翻译功能,强化对英语语言的理解。人工智能英语学习平台的响应速度较快,机器在听取学习者的英语表述后给予恰当的反馈,可以模拟真实交互场景,例如,在英语听力训练过程中,需要区分相同、相似发音词语,back[bæk]--bike[baik]、and[ænd]--end[end]、sick[sik]--seek[si:k]等,人工智能技术可以使识别过程趣味化、可视化。其次,要了解跨文化中交际双方的交际意图和交际方式,可通过人工智能技术的应用,反复多次的进行英语跟读、对话练习。人工智能可根据学习者当前的英语水平提供针对性的训练,助力于学习者快速高效了解交际意图和文本内容。

交流氛围营造助力英语对话学习。英语学习的核心是能够熟练地运用语言词汇进行英语交际,因此,人工智能技术的有效应用,需要为学习者创造一个可以自主交流的学习工具,注重学习者英语交际能力的培养。英语学习是一个熟能生巧的过程,要营造科学的英语交流氛围,激发学习者的对话兴趣,为学习者提供一个英语对话场景,并要求学习者反复进行模拟训练,直到学习者能够熟练地运用对话内容和交际策略,达到自主交流的目的。

教育式人工智能具有一定的行动能力,能够随时陪伴在英语学习者的身旁。如名师机器人助教与英语学习者展开英语对话,保持互动,从而达到寓教于乐的效果。人工智能技术不仅能够替代传统的人与人交流,还能够在教育事业中发挥智能优势,例如,科大讯飞公司推出了一款智能陪伴机器人,能够针对当前学习者的英语学习内容,主动进行学习引导,与学习者展开交流互动。在人与机器对话的过程中,辅导机器人通过观察学习者的表现,及时的给予英语词汇提示,辅助学习者完成基本的英语对话。人机互动能够提供更加全面的口语练习机会,在进行中国传统节日学习时,优先向学习者提供常用的英语交流内容:SpringFestivalisonJanuary(春节在一月),并衍生出中秋在八月、清明在四月等。由PeopleeatmooncakesinMid-AutumnFestival(人们在中秋节吃月饼),衍生出PeopleeatricedumplingsatDragonBoatFestival(人们在端午节吃粽子)等,并围绕相关主题展开交流互动,提高了学习者口语交际能力。

英语阅读丰富英语词汇学习。通过提供丰富多彩的阅读内容激发学习兴趣,如人工智能具有的虚拟陪伴功能,可将采集到的海量阅读内容精选推送给学习者,并以英语阅读材料为基础布置学习任务,学以致用,激发英语学习者的内在动力。人工智能英语学习平台具有许多游戏功能,如词汇闯关、场景互换等,都可以作为阅读练习的辅助工具。通过闯关升级,阅读内容逐渐扩充,阅读难度层层提升,增加了学习的趣味性和挑战性。通过人工智能技术的应用,创建了虚拟的学习环境,获得沉浸式的学习体验,如设计学习者喜欢的虚拟形象,并围绕阅读内容与学习者展开交流互动,在阅读过程中根据图片信息、视频信息进行英语文章创作。例,虚拟故事人物说Ienjoyedthefoodverymuch.(我很喜欢这里的食物),suchas…,在阅读过程中学习者可掌握与食物相关的英语词汇,然后学习者进行自主回复Don’teattoomuchjunkfood.(别吃太多垃圾食品)。

英语写作培育语言组织能力。英语学习中阅读与写作相辅相成,结合阅读时所涉及到的知识内容进行文章创作,可达到事半功倍的效果。人工智能技术的有效应用,随时随地分析当前学习者的英语知识掌握情况,制定出个性化的写作任务。引导学习者结合文章的上下文信息,确定写作主题,培养学习者良好的英语写作习惯,并在智能平台发布创作的英语文章,与其他英语爱好者展开交流探讨。例如,LastSpringFestival,LiwasinCanada.(去年春节,李去了加拿大)Itwassnowy。Liwentskating.(下雪了,李去滑冰了)。围绕这一阅读内容,人工智能技术推送下雪时的常用英语词汇和表述,制定相应写作任务。之后,学生通过在线主题句填空,补全例子,段落翻译、段落临摹、段落总结等方式进行英语写作,并对完成后的作品进行智能评阅,在线交流讨论等。

人工智能技术赋能英语学习,改变了传统的英语学习方式和过程,打破学习时间和空间的限制,学习者可以利用碎片化时间,接触前沿信息,掌握实用技能。通过人工智能技术的有效应用,促进学习者深度学习、个性化学习,促进英语教育教学有效化、精准化发展。人工智能具有的丰富的网络教学资源,也可在学习者遇到困难时,利用多维视角向学习者提供实践论证依据,全面提高学习者的自主分析能力和实践探究能力。人工智能技术赋能英语学习,改变了学习生态,为英语教学带来了诸多机遇和挑战,教育者要因势利导,主动作为,推动人工智能技术和英语教学的有效融合。

(刘娟内蒙古财经大学外国语学院)

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