人工智能背景下教学过程中教学艺术的思考①
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作者:黎明
[摘 要] 在科技持续进步的推动下，人工智能逐渐渗透到社会的各个领域，教育领域也正在经历着一轮新层次的变革，先进技术的应用正在重塑教育的新形态。“人工智能+教育”作为一种创新教学模式，通过教学模式的改革，使教学趋向于智能、高效化。将人工智能用于智能评估、个性化咨询和增强陪伴等领域，一线教育者将利用它摆脱简单、机械的教学工作，节省出更多的精力、时间去对教育的内容及方法进行革新，把主要目光放在“育人”上。
[关 键 词] 人工智能;教学过程;教学艺术
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2019）17-0020-02
人工智能概念的发展已有了六十多年，在人工智能科技创新的背景下，教育将从知识教育走向智慧教育。在人工智能时代教师的职责会更偏向于明确学生的学习动机、培养学习兴趣、提高学生的知识素养，如在培养科学精神和社会责任、建立推理和认知素养以及培育实验探究和创新意识素养等方面有巨大帮助。在人工智能浪潮的大力推动下，教育领域面临着深刻的变化，技术将很快呈现出新形态。在这个基础上，教师与学生会在人工智能的氛围中领略智慧的发展与高阶思维的魅力。
一、人工智能教学在我国的发展
（一）人工智能教学在我国的发展历程
大数据应用刚刚兴起，人工智能就已慢慢融入我们的生活并渗透到社会的多个领域之中，使生活和工作方式、经济结构等产生了巨大变化。在教育方面，使用人工智能显示出的特征为与教育的结合与创新指出了新的走向。国家如今大力发展人工智能，并出台相关政策，因此无论是在本质的认识上，还是在把握典型应用的特征方面，都要顺应当代局势所展现出的趋势。利用这一趋势，以数据驱动深度推动教育教学模式的应用变革，领导教育信息化的前进方向，运用融合创新优化教育服务供给方式会成为未来发展趋势，也是人工智能赋予时代教育的重要使命。
（二）人工智能教学的特点
1.智能化
信息智能化是教育发展的重要趋势之一，其大量的数据隐藏着丰富的信息价值，在知识表达和运算推理的基础上，打造一个算法模型，它会通过这种高性能的并行计算将这种价值能量从中得到释放。在教育领域的将来会有更加多样的智能工具来支持教学的施展，智能教学给学习人员产生新的学习体验感。人机交互将愈加便利、智能，线上学习环境将与生活场景完美结合，终身学习会变成新常态。
2.自动化
与人相比，人工智能在编程、内存、规则、逻辑计算等方面更具优势，并且更擅长处理目标事务。对主观事物，如果没有足够明确的目标，会有更大的难度，如数学、计算机等这些有着客观评估标准的工程操作，它们便于量化，并且高度自动化更适合用人工智能来辅助完成。另外利用自然语言处理和文本挖掘等新技术的开发，主观问题的自动评估技术也将会越来越成熟，并适用于大规模的考试。将来教师不再被束于繁重的评价活动中，可以将注意力大部分转移到教学安排中。
3.个性化
个性化定制可以以学习者的个人信息、认知程度、社会信息、学习过程等数据库资料为参考依据，编写智能程序构建学习者自主学习的模型，经过不断扩展和更新收集到的数据来自我学习调整、优化模型参数。更好地按照学习者的个人需求进行客观分析和定量，实现个性化学习路径和与之相关的服务。
4.多元化
人工智能涉及许多相关学科，未来的教学内容需要适应其发展需要。比方说以国际为例，美国对STEM学习非常重视，我国政府则是高度重视和鼓励加强普及人工智能专业教育的应用，形成“人工智能+X”的新型培养模式。以人才培养的角度来看，学校方面应该更加注重教育的多方变革，一直以赢得未来国际化的多元化趋势为目标，实现教育领域的新创新，注重培养所有学生的素质，培养创新思维，为未来的发展注入新的血液。
5.协同化
从时间的角度来看，人机协调发展是人工智能推动教育智能发展的趋势。从科学修养的角度来看，学习者根据自己的知识自主地构建和理解新知识的过程就是学习。对于人工智能，需要向学习者或教师的合作和帮助传授新知识，为明确学生的学习动机、培养学习兴趣、提高学生的知识素养提供帮助与支持。因此，在智能学习背景下，教师和人工智能是不可或缺的，这是人工智能辅助教学的特点之一。
二、“人工智能+教育”的优势
最近举办的中国人工智能教育论坛为人工智能教育的进一步深入调研和应用提供了推动力，为人工智能与教育相适应提供了技术支持。人工智能的发展过程可以分为时间、技术两个维度。在发展過程中，人工智能与教育相互结合，取得了大量的研究成果，为“人工智能+教育”研究发展提供了坚实的理论基础。
（一）数据驱动为教育信息化发展引领方向
人工智能技术在教育领域的深入应用，促进了信息技术与教育的融合与创新。从较早时期以规则为基础的知识表达和推理，再到深入的以学习为基础的自然语言处理、语音识别和图像识别，人工智能在教育领域中经过了许多发展阶段。不仅是算法模型有了明显的改进，以大数据为模型的训练数据同样为人工智能增添了动力。大数据智是以数据为材料和以认知计算为核心的，需要在大数据中挖掘知识，然后根据知识总结出智能化的决策。数据在如今已然成为各行业所看重的焦点，同样以大数据驱动的智能决策、服务也被学术也作为研究重点。大数据在教育领域中可以做到解释教育过程中发生的现象，揭示教育发展趋势和规律。数据驱动的方式为教育研究带来了从经验主义到数据主义的转变。由此看出，数据驱动的人工智能的新方向的教育数据革命已经来临。 （二）以深化应用推动教育教学模式变革
人工智能在实现教育卓越方面的重点是技术处于最前沿。同时，可轻易得出人工智能在教育领域的应用具有强烈的场景特征。该应用程序针对教育实践活动中的特定问题，并且具有明确的问题空间和目标定向。因此，应用驱动技术与教育的融合是教育领域技术的深入应用。比如，在自动口语评估中，特定对象可通过语音识别技术进行学生口语的自动评估。对人工智能技术在教育领域的深入研究，打造成了一个可强烈感知、互动性强和无处不在的学习环境。它解决了学生学习知识和构建知识的条件障碍，为创新教学模式和应用提供了空间。
（三）采用融合的方式创新优化教育服务供给
人工智能使教育能够实现该领域的跨学科整合和创新。人工智能与许多相关学科密切相关，通过整合神经科学、认知科学、心理学、数学等基础学科，共同促进了教育人工智能技术的发展和应用。与此同时，人工智能本身的发展与人工智能教育培训是密不可分的。这种教育需要基于STEM学科的整合。人工智能和教育相辅相成，相互促进。创新教学模式，不同于以往的传统式教育，是通过教学方法改革，使教学在管理上趋向于智能、高效化，跨域推理集成了来自多个不同领域的数据和知识，以建立坚实的智力基础。跨媒体感知计算基于对智能的感应，对场景的感知，视听、多媒体自主学习和理论方法。其目的是为了实现超越人类感知和高动态、多样化模式的大规模场景感知。人工智能技术与教学内容，教学媒体和知识传播路径的多层次整合突破了传统教育模式的局限，为跨学科，媒体和时空提供智能教育服务。这是建立学习型社会的一种方式，每个人都可以随时学习和接受学习和教育。
在分析教育中人工智能的主要应用和典型特征的基础上，在大数据和深度学习的支持下，人工智能在关键技术上取得了重大意义上的突破。它促进了教育领域人工智能的多样化应用形式，为此提供了更加智能的学习服务体验。它展示了智能、个性化、多样性、自动化和协作的特征和未来趋势。在服务监督和治理政策的有利效保障和指导下，开展理论和技术研究是促进人工智能与教育一体化的重要途径。
三、人工智能教育发展的应用对策和措施
（一）解决阻碍教育走向个性化的关键问题：使用AI技术
“人工智能+教育”是基于互联网和教育相结合的进一步发展。在开展教育生态的基础上它越来越重视个性化教育服务的作用，改变以往的传统思想并与先进的科技相结合，个性化教育的可行性得到了很大提高。评价是教学活动的重要组成部分，自动化测评技术的应用引发了评价方法和形式的巨大转变。该系统可以实现客观、一致、有效的评估结果，及时地反馈，减轻教师在其他工作中的负担，为教学决策提供真实可靠的依据。
通过“诊断报告单”这份材料，学习者不仅可以对自身知识点和能力点掌握得程度有所了解，还会了解这一段学习过程内的不足和缺陷，并据此给出建议和对策。借助人工智能，通过对学生学习成长过程与效果的数据形成“画像”诊断得到更高效率的学习，将学习情况反馈给学生和教师，教师就可以根据学生教学进度的不同对症下药，选择制定个性化的教学方式和内容完成教学目标，进一步提高教与学的高效、有效。
（二）将解决个性化教育核心问题的AI技术打造成核心服务
典型的智能导师系统主要将领域模型、导师模型和学习者模型分为三个部分并融合在一起。领域模型同时也叫做专家知识，将学习领域的基本含义、规则和问题解决方式涵盖于同一系统当中，通常由层级结构、语句框架的形式表示，完成知识计算和诊断分析就是它的主要作用。在导师模型判断出适合学习者的学习计划和活动形式后，学习者模型在学习过程中深刻地表达了学生的认知方式、水平和情感。其实，学习者模型和领域模型所具备三个要素，分别为教师、学生和教学内容的计算机程序实现，教学内容与计算机之间的关联是在教师与学生的传统关系上增添的，它们之间有全新的相互关系。领域模型的基础是智能化，教学模型根据学生模型分析判断出来的学习者当前的知识技能层次和情感状态，据其领域知识及其推理，做出适应性决定，以适应学习和制定个性化的教学计划。这种个性化的指导是尊重学习者的个性特征，包括学习风格、兴趣偏好、好事等，以充分满足学习者的个性化需求。
人工智能技术的发展会带动教育信息化的进步。教师与学生在未来的教育研究、管理和规划等方面会面临着诸多由于智能化变革带来的挑战和机遇，教育若想有更好的发展，就应积极主动去适应调节，借助现有的技术优势，以加快构建人才培养、教学方法改革，推动人工智能在教学、管理、资源建设等整个程序的应用，打造出智能快速、全面的教育分析系统，建立起一个具有精准教育服务的教育环境，以学习教育为中心，可定制日常教育和终身教育，使其成为一种集智能学习、交互式学习为一体的新型教育体系。智能教育会给“人工智能+教育”人才培养体系建立提供一个坚固保障，未来人工智能背景下智能教育会有效地加强信息技术与教育教学之间的融合与创新，为教育领域创造新的驚喜。
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编辑 张 慧
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