ht87 / 教育 / ?钟绍春:人工智能支持智慧学习的方向与途...

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2019-07-22  澳门银河线上娱乐场手机版下载

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摘要:针对当前信息技术还没有真正引发教师课堂教学和学生个性化学习革命的问题,该文剖析了出现这些问题的主要原因是,技术只用来为原有教学思路和方法提供教学条件,而未用来改变教学方式和方法。从技术支持疑难知识学习和构建感悟探究环境,基于数据优化教师教学和引导学生高品质个性化学习等方面,阐述了人工智能改变学习的基本思路。提出了应从学生有针对性学习、优质教师供给、疑难知识学习、提供更多探究机会、动态掌控和调整教学和学习、系统评价教师教学等方面,应用人工智能等技术支持学生学习和课堂教学变革与创新,实现高品质学习。从数据驱动的智慧学习、依据知识与能力图谱采集学习大数据和基于学习大数据构建和优化学习路网等方面,讨论了以智慧学习路网为基础构建“人网融合”智慧学习新样态的途径和方法。 

关键词:智慧学习; 人网融合; 人工智能; 


作者:钟绍春 (教育部数字化学习支撑技术工程研究中心,吉林 长春 130117)

一、数字化学习普遍存在的问题与成因

近年来,通过“三通两平台”和网络学习空间人人通建设等工程的实施,大部分学校都建设了必要的多媒体“班班通”教学设备,配备了一定的教学资源和软件。通过教育云平台,大多数教师和大部分学生开通了网络学习空间,教师和学生在网络学习空间中能够开展基本的教学和学习活动[1],教师和学生普遍具备了信息技术在教学和学习上的应用能力。特别是,2018年教育部又发布了《教育信息化2.0行动计划》[2],对于推动数字化学习起到了巨大作用。

但是,应当清醒地看到,教育云平台和数字校园等的建设和应用,还没有真正引发教师课堂教学和学生个性化学习的革命。目前,大多数教师在教学上的应用主要集中在课堂讲解上,以替代板书为主要应用方式。初、高中在阅卷和成绩分析方面有较好的应用,在教学效率方面有一定的提高。

总体上看,主要以知识与信息的快速呈现和获取为主,信息技术的应用层次还是非常浅层次的。主要的成效体现在效率方面,对于教学质量的提升还不是十分显著。对于学科中疑难知识的深度理解,为学生提供更多通过探究找到解决问题方案的机会,让学生有机会按照自己实际情况学习、找到适合的学伴合作学习,全过程掌控学习情况并动态调整学习活动和方式,将最好的教师动态供给所有需要的学生等方面,还没有形成系统、有效的支持。

从资源和软件方面来看,在过去的几年中,很多地方,由电教部门负责搭建了教育资源公共服务平台[3]。但是,大多数教师很少使用平台及所提供的资源,教育资源云平台的应用和课堂教学基本上是脱节的。从教师教学的角度看,最希望的是能够按照自己教学思路和方法,方便、快捷找到所需要的课件、学件、教学设计、作业、个性化学习微课程等套件资源,以及能够根据实际需要快速编辑、调整、生成所需资源的工具软件。从学生角度看,能够获得的资源主要是微课程、网络课程或网络资源等,尽管数量上非常丰富,基本上是堆积式的,无论采用什么样的人工智能和大数据技术,都很难按照不同层次学生的实际需要提供适合的学习路径和精准的资源。非常缺乏按照不同学习路径,针对问题迭代挖掘出的名师指导性学习路网资源[4]。

从信息技术在教学中应用的角度看,大多数是由电教部门推动教师在教学中应用资源公共服务平台,很难见到实质性的成效。在县市区,教师的教学工作,除了学校相关负责人组织实施外,主要是由区域教研员负责组织开展,但大多数教研人员对信息技术与教学融合创新应用并不精通,大多数情况下是依据原有的教学思路和方法指导老师开展信息化环境下的教学活动,信息技术的作用很难发挥出来。

总体上看,大多数教师对于应用人工智能、大数据和“互联网+”等技术改变课堂教学和学生学习,还没有找到非常完整、准确的方向和切实可行的实现途径[5]。“互联网+”条件下的智慧学习的理念尚未形成,大多数情况还是应用技术支持知识传授。这种通过技术,不改变教学方式和方法,只用来为原有教学思路和方法提供教学条件的做法,必然导致设备投入很大而效果不佳,已经给一些学校、老师带来了很大的困惑,甚至是引起很大程度上的诟病。因此,急需转变课堂教学和学生学习的理念、思路与方式,引导信息技术与教学和学习融合创新的正确方向。

导致这些问题的主要原因是,教师对课堂教学和学生学习的关键问题没有系统梳理清楚,或者没有在技术条件下深入研究问题的有效破解方法,或者没有按照破解方法应用技术。大多数情况下,技术只是简单地贴到教学和学习上去了。

二、人工智能改变学习的方向与途径

人的培养过程不是一个固定的流程,大无限彩票投注:需要根据学生学习的进展情况做动态调整,因此,不可能靠设备或技术直接就能够实现教学或学习的自动化。如果在原有条件下开展课堂教学和学生学习活动没有任何问题的话,一定不需要人工智能等技术的支持。由此可见,人工智能、大数据技术及“互联网+”等技术应用于课堂教学和学生个性化学习,其目的只有一个,就是为了解决问题提供有效的支撑。因此,单纯靠人工智能等技术是不可能给课堂教学和学生学习直接带来根本性改变。

(一)人工智能支持下的未来学校学习样态

常规条件下,学生在学校的学习,只能由不同学科教师按照课程体系和教学计划分别组织、安排和引导教学活动。这种样态的课堂教学和学生学习,存在着很多无法解决的问题。首先,学生没有任何选择教师的可能和机会,只能按照学校的安排,凭天由命,学校分配好的教师,学生就幸运了,如果分配一个不好的教师,学生就倒霉了。任何学校优秀的教师都是少数的,大多数学校,普遍缺乏优秀教师。即使有优秀的教师,也只能为自己所教学班级的学生提供优质教学,其他班级学生无论如何也没有机会得到该优秀教师的教学帮助。不仅如此,即便是优秀教师自己所教学生,在课堂教学活动之外,几乎不可能再为所教学生提供个性化指导和帮助。其次,在课堂教学过程中,学生只能按照教师事先设计好的教学活动,在老师的组织下开展学习活动。尽管教师会最大限度地考虑全班学生的实际情况,来统筹安排教学内容和教学活动,但是,教师所安排的教学活动是一个程序,所有学生都得按照这个统一的程序开展学习活动。因此,课堂教学几乎不可能实现个性化。第三,在常规条件下,使用教具和理化生实验室等,对于理工等学科的疑难知识学习,很大一部分学生在一定程度上是有难度的。在这种情况下,学生对应知识学习的质量就不一定很高了。第四,在常规教学条件下,要想以知识学习为载体,实现育人目的,就必须为学生提供更多的独立解决问题的机会。但是,在常规教学环境中,往往很难满足探究学习活动的实际需要。因此,学生独立解决问题,特别是创新思维能力是很难培养出来的。第五,学生自己很难及时知道自己哪会哪不会,应着重巩固、提升、拓展什么等。对于教师而言,非常想及时掌握教学的动态情况。但是,在常规条下很难做到这一点。因此,教师很难根据学生总体状况,动态调整和安排教学活动,确保课堂教学活动安排更加符合学生的实际情况。

如图1所示,理论上讲,最好的学习样态应当是,学生发自内心想学习,找到合适的方法开展学习活动,获得最好的老师帮助指导学习活动,找到适合的学伴共同完成学习活动,全面培养学科问题解决和独立找出问题解决方案等能力。教师能够动态掌握和调控学生培养过程,能够依据群体学生总体情况调整教学安排、教学方式和教学方法。学校和教育局,能够汇聚优秀教师的教学智慧和典型学生的学习经验,并根据需要供给所需要的学生和教师,改变优质教育服务的供给方式。校长和所有管理者,能够全面了解学校办学情况,根据需要调整办学方案,最大限度地将教师、场地和设备等资源优化配置。这种我们所期待的教育新样态,在常规条进行几乎是不可能做到的。人工智能等技术手段,恰恰给我们提供了实现这些目标的机会。这种教育样态就是智慧教育,这种样态的学习就是智慧学习。智慧教育有两个层面的事情,一是要培养学生的智慧,另一个是教学和学习过程与方法要智慧。

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