人工智能与计算机教学研究成果

2023-11-15 理论教育版权反馈

【摘要】：通过整合人工智能促进教学变革的构成要素，分析得出资源环境的改变是教学变革的基础，因此从资源环境为出发点，分析人工智能的发展所带来的教学工具、教学资源以及教学环境的改变，进而优化教与学。基于以上分析，本研究尝试从教学资源与教学环境、教与学方式、教学评价与教学管理三部分探讨人工智能引发的教学变革。通过人工智能对教学的诊断反馈进而为教学组织、学习活动等提供创新解决方案，提升教学效率。

教学是教师的教和学生的学的统一活动，教学要素是构成教学活动的单元或元素。从现有研究状况来看，关于教学要素的认识主要有“三要素论”“四要素论”“五要素论”“六要素论”“七要素论”“教学要素系统论”等，具体内容见表1-3。

表1-3　教学要素论

由此可见，关于教学要素的研究一直处于动态发展过程之中，人们对教学要素的认知在不断加深，呈现百花齐放、百家争鸣的局面，提出了许多富有创造性的意见和研究思路。

追溯教学变革的研究，可以发现众多学者根据不同的时代背景、不同的技术发展，从不同的教学要素环节，如教学内容、教学资源与环境、教师的教学方式、学生的学习方式、教学评价、教学管理等方面来探讨教学变革。

本研究在已有教学变革研究的基础上，结合人工智能在教学中的典型应用，尝试从教学资源、教学环境、教的方式、学的方式、教学管理、教学评价等方面探讨人工智能给教学带来的新机遇和挑战。

通过整合人工智能促进教学变革的构成要素，分析得出资源环境的改变是教学变革的基础，因此从资源环境为出发点，分析人工智能的发展所带来的教学工具、教学资源以及教学环境的改变，进而优化教与学。而教与学又是不可分割的整体，只有在师生积极的相互作用下，才能产生完整的教学过程，割裂教与学的关系就会破坏这一过程的完整性，因此从教师教和学生学这一整体角度探讨人工智能对教与学方式的变革，促进高效教学。而将教学评价与教学管理归为一体去探讨，是基于以下考虑：教学评价与教学管理都属于教学管理范畴，都是主体作用于客体的管理活动。教学管理是现代教育管理体系中相对独立完整的系统，而教学评价则是其中的重要组成部分，教学评价是教学管理的任务之一，又是教学管理的重要手段。两者都侧重于对数据的分析，技术性和科学性较强，人工智能的发展和教学数据的丰富使教学评价与教学管理更加科学化，也更具权威性，使之发挥更大作用。

基于以上分析，本研究尝试从教学资源与教学环境、教与学方式、教学评价与教学管理三部分探讨人工智能引发的教学变革。

（一）教学资源与教学环境

资源环境的改变是教学变革的基础，通过资源环境的改变带动教学的变革，进而创设更加符合学生需求的学习环境，形成良性循环。

技术对教育教学所产生的影响，在很大程度上是转化为工具、媒体或者环境来实现的。首先，人工智能的发展催生了许多新的教学工具与学习工具，如智能化教学平台、教学机器人、智能化学习软件等，这些教与学的工具是教师教学与学生学习的好帮手，为教学注入了新的活力。其次，人工智能的发展为学习者获取学习资源带来了极大便利，在学习资源智能进化的过程中，机器已经对资源进行质量把关、语义标注，将资源分为文本、视频等形式，这样智能化学习环境感知到学习者需求时，可以自适应推送适合学习者的学习资源。而且搜索引擎的发展，让学习者可以快速找到所需资源，不用在查找资料方面浪费时间。然后，人工智能的发展为搭建智能化的学习环境提供了便利，驱动数字教育资源环境走向智能化学习资源环境。学校可与人工智能教育企业联手利用人工智能创造利于学习者高效学习、深度学习的环境。通过智能感知，构筑更加有利于师生互动的学习环境。

教学工具的创新、教学资源的优化、教学环境的改善，有助于教师轻松开展教学活动，辅助学生高效学习。(www.chuimin.cn)

（二）教的方式与学的方式

人工智能进入教育领域后，技术支持资源、环境的改变促使教学发生了一系列转变。

在教师教学方面，人工智能可以辅助教师备课，通过人工智能技术智能生成个性化教学内容、实时监控教学过程、精准指导教学实现智能化精准教学；开展基于技术的智能化实践教学；进行个性化答疑与辅导，帮助教师从简单、烦琐的教学事务中解放出来，真正回归“人”的工作，创新教学内容、改革教学方法，从事更具创造性的劳动。

在学生学习方面，通过智能化环境的构建，要着重思考如何引导学生，通过创设不同类型的学习任务，营造支持性学习环境，帮助学习者自适应预习新知、智能交互学习新知、智能化陪伴练习、智能引导深度学习，帮助学生不断认识自己、发现自己和提升自己。

同时，教师和学生在教与学过程中对资源与环境的需求，又促使资源与环境朝向人的需求层面转变。

（三）教学管理与教学评价

技术的发展和教学环境的优化，使得教与学的过程数据越来越丰富。如何充分、有效地利用这些数据优化教与学，需要教育工作者对传统教学评价与教学管理模式与方法进行变革。

人工智能应用于教育领域，通过采集教与学场景中的数据，利用大数据分析技术对各项教育数据进行深度挖掘，实现检验教学效果、诊断教学问题、引导教学方向、改进教育管理，一方面帮助教学管理者全面督导，使传统的以经验为主的管理方式向智能化、科学化转变，提升管理效率；另一方面，建立学习者数字画像，智能分析、评价学习者行为，破解个性化教育难题，科学辅助教师进行教学决策。通过人工智能对教学的诊断反馈进而为教学组织、学习活动等提供创新解决方案，提升教学效率。

人工智能与计算机教学研究成果

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