人工智能賦能精準(zhǔn)教學(xué)的幾點思考

【摘要】精準(zhǔn)教學(xué)是一個系統(tǒng)性過程，技術(shù)賦能教育的基本邏輯在于精準(zhǔn)地控制教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，學(xué)情分析區(qū)塊化、資源精準(zhǔn)推送、多維數(shù)據(jù)實時監(jiān)測、課后作業(yè)精準(zhǔn)拓展、智能組卷閱卷、動態(tài)精準(zhǔn)評價。精準(zhǔn)教學(xué)的同時，需要注意從教師精準(zhǔn)教學(xué)能力、學(xué)生隱私保障、師生關(guān)系三個方面進行檢思，保證整個教學(xué)工作符合當(dāng)代教育倫理。精準(zhǔn)不是教育的機械化，賦能不是技術(shù)的僭越，人工智能賦能精準(zhǔn)教學(xué)意味著智能化、科學(xué)化、個性化、有序化將成為未來教育教學(xué)的新常態(tài)?！娟P(guān)鍵詞】人工智能;精準(zhǔn)教學(xué);賦能;智能教學(xué)新常態(tài)技術(shù)滲透于社會生活各個方面，賦能教育具有天然的合理性?，F(xiàn)代的學(xué)校教育，有諸多讓人不滿意之處，人們期待智能技術(shù)精準(zhǔn)地解決教育教學(xué)中的現(xiàn)實問題，自然在情理之中，也符合教育發(fā)展的一般規(guī)律。人工智能的核心要義在于使機器“像人一樣行動”，其中包括機器學(xué)習(xí)、知識圖譜、數(shù)據(jù)分析、云計算、算法等。因此，人工智能技術(shù)融入教學(xué)并不是簡單地對某一個環(huán)節(jié)修修補補，而是從教學(xué)內(nèi)容、方法、形式乃至整個教學(xué)系統(tǒng)都必須發(fā)生變革。因此，明晰人工智能技術(shù)賦能教學(xué)的新邏輯、新變化、新問題，更好地推進精準(zhǔn)教學(xué)，落實教學(xué)的提質(zhì)增效，成為新時代教學(xué)變革中必須深入研究的課題。人工智能賦能精準(zhǔn)教學(xué)的教育學(xué)邏輯若想做到精準(zhǔn)，教學(xué)之前必須科學(xué)地進行學(xué)情分析和教學(xué)目標(biāo)的精細(xì)化。教學(xué)內(nèi)容的裁定、學(xué)習(xí)方式的選取、教學(xué)策略的設(shè)計、課后作業(yè)的分析、學(xué)習(xí)結(jié)果的評測都需要進行科學(xué)地分析、記錄與決策，這些工作脫離了信息技術(shù)是非常難以做到精細(xì)化的。1.教學(xué)過程的智能化轉(zhuǎn)型在具體操作過程中，備、教、學(xué)、練、測、評六個方面均可產(chǎn)生大量的教育數(shù)據(jù)，人工智能通過機器學(xué)習(xí)、人臉識別、圖像識別等智能技術(shù)全面掌握教與學(xué)全過程信息，并對教育數(shù)據(jù)進行匯聚、分析、提取，促使以往難以采集的學(xué)生多維度數(shù)據(jù)得以深度挖掘，可以智能剖析學(xué)生學(xué)情并自動生成可視化報告。人工智能能夠形成學(xué)科知識圖譜、學(xué)生畫像，進而為個體和群體的精準(zhǔn)教學(xué)提供智能服務(wù)。此外，基于智能技術(shù)的智慧教室、云學(xué)習(xí)平臺、智能終端等也可建立智慧學(xué)習(xí)空間，共同促進精準(zhǔn)教學(xué)的智能化轉(zhuǎn)型。2.人工智能助力打造精準(zhǔn)教學(xué)新常態(tài)人工智能賦能的精準(zhǔn)教學(xué)可以面向每一個學(xué)生、尊重個體差異、彌補技術(shù)缺失，強調(diào)全面發(fā)展的新常態(tài)。傳統(tǒng)教學(xué)的精準(zhǔn)性是基于學(xué)生群體而言的，基本教學(xué)流程是課堂上知識傳授與課下作業(yè)相結(jié)合，評價局限于結(jié)果導(dǎo)向而忽略行為本身以及教師憑借個人的教育熱情對個別學(xué)生進行幫扶。在人工智能驅(qū)動下的精準(zhǔn)教學(xué)，顯現(xiàn)了一種新的風(fēng)貌：以測助學(xué)、以測輔教、先學(xué)后教、以學(xué)定教、人機協(xié)同等。在學(xué)生發(fā)展上，從群體性精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向個性化精準(zhǔn);在教學(xué)流程上，從課上知識傳授與課下作業(yè)相結(jié)合細(xì)分到課前的學(xué)情全面評測、教學(xué)資源精確篩選、教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)錨定，課中的教學(xué)內(nèi)容精細(xì)深入、學(xué)生表現(xiàn)多維精確評估、教學(xué)過程貫徹因材施教，課后的作業(yè)練習(xí)依據(jù)課堂評測精確到個人制定、試卷智能批改分析并制定出配套的練習(xí)補救方案與相關(guān)學(xué)習(xí)資源供給;在教學(xué)評價上，從結(jié)果導(dǎo)向轉(zhuǎn)向過程與結(jié)果相結(jié)合。3.科學(xué)有序的精準(zhǔn)教學(xué)體系構(gòu)建人工智能可在硬件、技術(shù)、方法、管理與文化五個層面促進“精準(zhǔn)化教+個性化學(xué)”這一科學(xué)有序體系的建構(gòu)與實現(xiàn)。首先，硬件層是最基本的保障，智能移動終端、平板電腦、各類便攜式數(shù)據(jù)采集器、智能機器人等硬件設(shè)施可提供靈活的教學(xué)平臺。其次，技術(shù)層是最基礎(chǔ)的依托，數(shù)據(jù)挖掘、語音識別評測、社會網(wǎng)絡(luò)分析等智能技術(shù)可為教學(xué)一體化提供科學(xué)支持。再次，方法層與管理層是必要的手段，學(xué)生建模畫像、學(xué)習(xí)結(jié)果診斷與路徑規(guī)劃、多元評價等為精準(zhǔn)教學(xué)提供了科學(xué)路徑，預(yù)測決策分析、實時動態(tài)監(jiān)測、多級人員聯(lián)動等管理方式保障了教學(xué)的有序開展。最后，文化層是服務(wù)的支撐，技術(shù)素養(yǎng)、人機協(xié)同等文化營造和諧的教學(xué)環(huán)境。智能技術(shù)支持的精準(zhǔn)著力點在人工智能中知識表示、機器學(xué)習(xí)、模式識別、自然語言處理、智能機器人、智能教學(xué)系統(tǒng)等方面對賦能精準(zhǔn)教學(xué)具有顯著的正面影響，主要體現(xiàn)在以下方面。1.學(xué)情分析區(qū)塊化人工智能助力的學(xué)情分析，首先把學(xué)生從“學(xué)業(yè)分層”和“學(xué)習(xí)風(fēng)格”兩個維度分別加以區(qū)分，兩個維度交叉形成二維坐標(biāo)圖，資質(zhì)水平和學(xué)習(xí)風(fēng)格不同的學(xué)習(xí)者分別置于不同的“區(qū)塊”之中，實現(xiàn)有效的教學(xué)管理。其次，計算機視覺技術(shù)可智能追蹤記錄、搜集整合學(xué)生的多模態(tài)數(shù)據(jù)，對學(xué)生的整體情況進行可視化分析，綜合把握學(xué)生個體和班級整體學(xué)情。最后，教師可借助智能助手進行學(xué)情診斷，有針對性地通過虛擬教學(xué)場景進行自動備課，形成精準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)與個性化教案。2.資源精準(zhǔn)推送人工智能賦能教學(xué)資源的按需供給與精準(zhǔn)推送，即通過智能代理、知識圖譜、模式識別、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)實現(xiàn)對學(xué)生的學(xué)業(yè)能力及認(rèn)知需求的畫像建模，為教師在數(shù)字資源庫中精準(zhǔn)提煉、重構(gòu)、重組教學(xué)內(nèi)容提供依據(jù)，為學(xué)生規(guī)劃出最優(yōu)的學(xué)習(xí)路徑，對其所需的個性化學(xué)習(xí)資源進行一對一智能推薦，從而支持教學(xué)計劃的順利完成。3.實時多維數(shù)據(jù)監(jiān)測人工智能賦能教學(xué)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)監(jiān)測，使學(xué)生的學(xué)習(xí)生活有跡可循。教學(xué)過程中學(xué)生實時產(chǎn)生的學(xué)習(xí)行為、課堂表現(xiàn)、情緒變化、心理狀態(tài)、注意力等多維度數(shù)據(jù)，皆可通過智能計算、感知技術(shù)、計算機視覺、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)捕捉到，并且可通過學(xué)生佩戴智能手環(huán)監(jiān)測其運動數(shù)據(jù)。教師可據(jù)此了解學(xué)生的生理、心理、認(rèn)知能力等情況，能夠及時調(diào)整改進教學(xué)安排，并為預(yù)測、優(yōu)化教學(xué)提供現(xiàn)實依據(jù)，為精準(zhǔn)化教學(xué)提供有效助力。4.精準(zhǔn)拓展課后作業(yè)人工智能賦能教學(xué)知識的深度延伸，可以精準(zhǔn)深化知識與實現(xiàn)個性化作業(yè)推薦。教師依據(jù)學(xué)生個體課程內(nèi)容掌握情況，通過機器輔助編制并推送與個人適配的作業(yè)練習(xí)，然后基于作業(yè)完成情況反思學(xué)習(xí)效果，依托各類在線學(xué)習(xí)平臺與管理系統(tǒng)開展一對一或一對多的個性化指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生主動鞏固復(fù)習(xí)、加強變式練習(xí)、逐層深化知識以及精準(zhǔn)拓展知識，發(fā)揮作業(yè)的更多價值。5.智能組卷閱卷人工智能支持的精準(zhǔn)評估，要求能夠準(zhǔn)確、客觀、科學(xué)地考察學(xué)生某一階段的學(xué)習(xí)效果。基于人工智能遺傳算法的智能組卷閱卷系統(tǒng)，可以根據(jù)學(xué)生以往的表現(xiàn)，包括答案的對錯、作答的速度、解題的技巧，重新命題組卷，針對每一個學(xué)生生成個性化試卷，為教師的授課班級精準(zhǔn)投放匹配學(xué)情的試卷。智能批改技術(shù)、OCR識別技術(shù)等可有效開展機器自動閱卷，這有效地降低了人工出錯率，減輕了教師負(fù)擔(dān)。6.動態(tài)精準(zhǔn)評價人工智能賦能教學(xué)評價的精準(zhǔn)實施，能夠幫助師生發(fā)現(xiàn)問題與解決問題。通過自適應(yīng)學(xué)習(xí)、多模融合、數(shù)據(jù)驅(qū)動等技術(shù)，既能夠針對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、習(xí)得結(jié)果、核心能力、必備素養(yǎng)等水平進行動態(tài)過程性評價，也能構(gòu)建課堂教學(xué)質(zhì)量反饋系統(tǒng)對教師教學(xué)水平進行動態(tài)客觀評估，據(jù)此可為學(xué)生精準(zhǔn)匹配到適合其學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格的教師，可以踐行以人為本的教學(xué)理念，更好地發(fā)揮教學(xué)評價的導(dǎo)向激勵功能。精準(zhǔn)教學(xué)的倫理問題檢思1.教師精準(zhǔn)教學(xué)能力問題人工智能在精準(zhǔn)教學(xué)中對教師的能力要求愈來愈高：一是要求教師在具備基本教學(xué)技能的基礎(chǔ)上，擴展自身的人工智能素養(yǎng)、數(shù)據(jù)素養(yǎng)、測評素養(yǎng)、教學(xué)調(diào)節(jié)能力及評價能力等，在教學(xué)過程中審慎、靈活、精準(zhǔn)運用智能產(chǎn)品，將自身智慧與機器智能結(jié)合起來。二是要求教師積極主動參與教研與培訓(xùn)，提升教師利用人工智能賦能精準(zhǔn)教學(xué)的認(rèn)同感與價值感，培養(yǎng)教師的精準(zhǔn)教學(xué)能力。三是加強對教師的政策引導(dǎo)，為教師與企業(yè)、機構(gòu)等主體的外部聯(lián)動創(chuàng)設(shè)有利條件，使教師能精準(zhǔn)地干預(yù)教學(xué)。2.學(xué)生數(shù)據(jù)隱私保障問題保護學(xué)生的數(shù)據(jù)隱私成為人工智能賦能精準(zhǔn)教學(xué)實施的重要挑戰(zhàn)，原因在于：一是采集學(xué)生數(shù)據(jù)的限度與邊界含糊不清造成的，容易在追求精準(zhǔn)的過程中侵害學(xué)生的人格尊嚴(yán)與情感意志。二是學(xué)生數(shù)據(jù)的高速流動與社會聯(lián)通容易被校外機構(gòu)精準(zhǔn)捕獲分析，以實現(xiàn)其商業(yè)目的，而這違背了精準(zhǔn)教學(xué)育人的初衷。三是人工智能使用者的隱私意識容易松懈，且伴隨新時代對精準(zhǔn)教學(xué)的訴求愈益強烈，使得學(xué)生的隱私空間也在逐漸縮小。四是豐富而又詳盡的學(xué)生數(shù)據(jù)帶有一種預(yù)測性，學(xué)生的隱私可能會被人工智能算法推斷出來。3.涉及師生關(guān)系的變化問題人工智能賦能精準(zhǔn)教學(xué)的新型師生關(guān)系突破了傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)、學(xué)生參與的封閉系統(tǒng)，教師的主導(dǎo)地位趨于弱化，基于人工智能的各大教學(xué)平臺及其產(chǎn)生的學(xué)生數(shù)據(jù)、智能學(xué)伴、教師助手等成為助教助學(xué)的重要依托，并逐步形成以學(xué)生為中心的、教師輔助、社會關(guān)注、家長參與的多元開放關(guān)系。在教師與教師的“教”之間、學(xué)生與學(xué)生的“學(xué)”之間以及教師與學(xué)生的“教—學(xué)”之間實現(xiàn)了更加開放、多元、精準(zhǔn)、深度、有序地聯(lián)合，有效帶動精準(zhǔn)教學(xué)的主體關(guān)系走向合理化。精準(zhǔn)教學(xué)在人工智能的賦能下，逐步邁向以智能化、科學(xué)化、個性化、有序化為特征的新常態(tài)。在精準(zhǔn)教學(xué)的過程