《计算机技术应用与人工智能研究》:
(一)智能教学平台
随着“互联网+”时代的到来,人工智能的快速发展,众多开放式、智能化教学平台如雨后春笋般不断涌现,这些平台的功能不断完善,集智能备课、精准教学、师生互动、测评分析、课后辅导等功能为一体。目前智能化教学平台各式各样,有综合性的智能化教学平台,也有专门针对某一学科的智能化教学平台。为进一步推进教学模式和教学手段改革,提升教学质量,越来越多的智能教学平台被广泛应用,用于解决传统课堂抬头率低、互动性不高等问题,得到了广大师生和家长的认同。
1.智能教学平台的内涵与特征
智能教学平台是基于计算智能技术、学习分析技术、数据挖掘技术以及机器学习等技术,为教师和学生提供个性化教与学的教学系统。其主要的特点是运用人工智能技术智能分析学习者所学内容,构建学习者知识图谱,为学习者提供个性化的学习内容以及学习方案;支持自适应学习,实现学习内容的智能化推荐。智能化教学平台的特征主要体现在以下几个方面:
(1)高效性
高效性是智能化教学平台的一个显著特征。从课前、课中到课后,相比传统教学,通过智能化教学平台进行教学,在各个环节都更加高效,教学过程更加流畅,教学互动更加深入及时,教学效果更加明显。
课前教师通过智能化教学平台进行备课,可与全国各地教师实时共享教案,吸收先进的教学理念、学习先进的教学方法;通过教学平台将课前预习资料推送至学习者的个人学习空间,并与学生进行及时互动交流,及时调整完善教学设计。课中,可通过各种移动终端连接教学平台与教师实时互动。教师可以“一对多”地解决不同学生的问题,让每一位学生都参与到课堂交流中,真正将课堂还给学生。课下,学生可以在平台上完成作业,还可以与学习共同体完成思维碰撞,由平台完成作业批改,给学生实时反馈,大大提高课后辅导的效率。
(2)个性化
现代的教育模式是“标准化教学+标准化考试”,“流水线”上培养的人才是没有竞争力的,比起向学生传授可能被机器人取代的单纯技术,更应该尝试去培养机器人所不能代替的创新创造能力等。这意味着教育的导向要从标准化转向非标准化。
智能化教学平台通过采集到的海量数据和先进算法,根据学生的学习能力、对学习内容的掌握以及努力程度等,为每个学生提供不同的预习资料,布置不同难度的作业,如对学习内容掌握好的学生可以布置一些创新性的、需要发挥创造力的作业;对学习内容掌握一般的学生就布置一些基础性作业。并且课程内容会随着学生学习的进步情况动态调整,略过学生已经掌握的知识点,强化学生薄弱环节,从而真正实现因材施教,实现个性化难度的自适应学习。
除了教学的非标准化,面向人工智能时代的教育改革还包括考试的非标准化。教师有时难以把握考试出题的难易程度,而且针对所有学生都是一套试卷,对学习基础较差的学生来说,每次成绩的分数都偏低不免打压学习的积极性。个性化教学应该为不同的学生准备不同的考试试卷,且不同的试卷并不会增加教师的工作强度。通过智能化教学平台,根据每个学生的学习记录智能组卷,还可以通过机器批改,自动生成教学评估报表,个性化评价学生的进步与不足,指导学生的努力方向。
(3)数据驱动
智能化教学平台可以采集到海量数据。例如,通过签到可以一目了然地看到学生的出勤情况。通过测试题,一方面可以看出教师出题的行为,包括教师的发布时间、是否做过修改;另一方面,还可以看出学生答题行为,包括做了多少题、正确率是多少。通过课堂上教师在智能化教学平台上记录学生的表现,为评价学生提供可量化的参考。
智能化教学平台还能起到行为监测作用,进行对比分析。例如,可以跟踪高考成绩不同、家庭环境不同的学生学习行为,与系统的数据模型进行比对,分析行为差异。从教师角度可以分析不同教龄、不同学历的教师,对教学过程的把控、教学效果等方面有何不同。
对教学评价中评分较高的教师,可以深入剖析他的教学过程具体好在哪里。对于成绩较差的学生,通过学习数据可以找到他是何时开始松懈的,是自始至终都不愿意学习,还是在学习过程中遇到困难产生了退缩情绪,从而清楚掌握学习者的学习态度于何时发生了变化,并且可以观察学习者在接收到学习预警后有无变化。
(4)虚实交融
智能化教学平台将虚拟和现实连接起来,促使学习者将学习与实践相结合。随着人工智能的发展,虚拟现实技术更加“智能”。通过人工智能可以提高虚拟空间的效果,带来更佳的用户体验。
①虚拟教师
面向未来的教学,虚拟教师要主动提出好问题,以激发学生思考的热情,积极主动探索问题的答案,并且通过问题要教会学生如何批判地看待世界。此外,更重要的是,虚拟教师要教学生如何提出问题,培养学生面向未来提问的习惯和能力。
②虚拟学习伙伴
虚拟学习伙伴可以与学生协作完成学习任务。虚拟学习伙伴可以通过故意提出错误的理解,激发学习成员的讨论,也可对成员讨论的结果做一总结性概括。借助人工智能为学习者构建虚实相融的学习环境,学习者在虚拟融合的环境中可以进行更加个性化、沉浸式以及趣味化的学习。通过个性化定制虚拟学伴形象,辅助学习者学习,让学习者集中注意力,在规定的时间完成学习任务,优化学习过程。虚拟学伴在学习者完成学习任务时给予点赞,未完成时给予监督鼓励,让学习者感受到人文关怀,积极、主动地去完成任务,不需要在教师和家长的压力和要求下被动地学习。
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