人工智能時代高等院校教學(xué)創(chuàng)新探索

朱金龍

（長春師范大學(xué)，吉林 長春 130031）

隨著人工智能時代的來臨，人工智能與教育的深度融合使教師角色被賦予了新的時代內(nèi)涵。在現(xiàn)階段，人工智能并不能取代教師完成教育教學(xué)工作，它只能在某些方面輔助教學(xué)或者提高教學(xué)質(zhì)量。將人工智能技術(shù)引進(jìn)教學(xué)，可以幫助教師提高教學(xué)的效果和質(zhì)量，甚至可以讓教師從繁重的知識傳授中解放出來，從事更具創(chuàng)造性的德育和能力培養(yǎng)等工作。從現(xiàn)在教學(xué)中引入的人工智能技術(shù)使用情況來看，人工智能主要從以下三個方面改變著教育行業(yè)：教學(xué)模式、學(xué)習(xí)效率、學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

在高校教學(xué)工作中，教師需要做很多教學(xué)管理工作，如考核學(xué)生的課堂出勤情況，監(jiān)督和掌握學(xué)生的聽課狀態(tài)及學(xué)習(xí)效果，根據(jù)學(xué)生個體差異采取針對性的教學(xué)手段，以及了解學(xué)生的思想狀況和心理狀態(tài)等。然而，教學(xué)班級人數(shù)過百，教師教學(xué)任務(wù)繁重，很難在課堂上兼顧所有學(xué)生的聽課狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果，很難在課后掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并針對每個學(xué)生采取針對性的教學(xué)手段，很難及時關(guān)注學(xué)生的思想和心理狀況及學(xué)習(xí)困難等。如今，隨著人工智能技術(shù)的引入，這些問題都可以迎刃而解。人工智能技術(shù)可以幫助教師提高教學(xué)的時間利用率和授課效果，讓教師有更多時間和精力關(guān)心學(xué)生的思想和心理狀況，緩解學(xué)生的情緒和壓力，給學(xué)生做心理輔導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力等。本文將對現(xiàn)有的人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用場景進(jìn)行介紹。

一、AI 輔助高校教學(xué)技術(shù)切入點(diǎn)

（1）通過知識圖譜對課程內(nèi)容進(jìn)行分析，以盡可能少的題目囊括所有知識點(diǎn)。這一方法可以最簡單的方式來檢測學(xué)生的知識薄弱點(diǎn)，并根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行針對性訓(xùn)練，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。（2）根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的效果，結(jié)合平時訓(xùn)練、測試的結(jié)果，評估學(xué)生的接受能力，針對不同學(xué)生的接受能力，為每一個學(xué)生精準(zhǔn)地選擇最適合他的學(xué)習(xí)路徑。（3）通過預(yù)先制定學(xué)習(xí)策略，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的動態(tài)效果，為其動態(tài)變換學(xué)習(xí)目標(biāo)。（4）針對問題，系統(tǒng)追根溯源，按照知識的銜接性，找到前序知識盲點(diǎn)，并針對知識盲點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，從而循序漸進(jìn)地解決問題。

二、AI 教學(xué)應(yīng)用場景

高等院校在教學(xué)工作中引入人工智能技術(shù)，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)效果。高等院校教學(xué)融入人工智能技術(shù)，可以重構(gòu)教學(xué)體系，促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新，是未來教育的一種必然趨勢。

（1）自動批改作業(yè)：傳統(tǒng)的作業(yè)批改系統(tǒng)只能對選擇題、判斷題和填空題進(jìn)行審核，但是隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，自然語言處理（NLP）技術(shù)的進(jìn)步，人工智能技術(shù)可以針對文字段進(jìn)行分析解讀，甚至提出修改意見，這將會大大提高教師的教學(xué)效率。（2）拍照搜題搜索答案：人工智能技術(shù)中計算機(jī)視覺（CV）是人工智能技術(shù)中發(fā)展最好的一個領(lǐng)域，其通過圖片文字識別（QQ）技術(shù)支持學(xué)生上傳問題照片，系統(tǒng)可以自動回饋答案，并根據(jù)學(xué)生的需求提供解題思路，為學(xué)生提供便利的學(xué)習(xí)渠道。這類軟件不僅能識別機(jī)打題目，而且對手寫題目的識別正確率也越來越高，目前已達(dá)到70%以上，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。（3）課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)跟蹤：在高校的課堂上，學(xué)生人數(shù)一般少則30 人左右，多則200 人左右。針對一個大型階梯教室，教師很難兼顧到各個角落里的學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。而智能圖像識別技術(shù)可以在后臺預(yù)先錄入課堂應(yīng)到學(xué)生名單，現(xiàn)場通過攝像頭對教室內(nèi)學(xué)生進(jìn)行“刷臉”匹配，從而完成考勤。課堂上，它可以根據(jù)學(xué)生的頭部及五官的活動狀態(tài)、肢體的行為等分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如學(xué)生閱讀、書寫、聽講、起立、舉手和趴桌子6 種行為，以及高興、反感、難過、害怕、驚訝、憤怒和中性7 種表情。智能圖像識別技術(shù)通過對這些信息的分析和總結(jié)，可以評估每位學(xué)生的聽課情況，并在每節(jié)課的相應(yīng)時間會向設(shè)置在講臺上的顯示屏推送提醒，幫助教師及時掌握學(xué)生的聽課狀態(tài)。（4）教學(xué)體系反饋和評測：當(dāng)學(xué)生查詢自己的成績時，系統(tǒng)會附上一份“診斷報告單”。學(xué)生可以通過這份報告了解自己對學(xué)科板塊知識點(diǎn)和能力點(diǎn)的掌握情況，還能查看對自己的優(yōu)勢、劣勢的學(xué)科分析。這些數(shù)據(jù)可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)成長過程與成效做出統(tǒng)計分析，診斷出學(xué)生知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)需求的不同，從而幫助學(xué)生和教師獲取真實(shí)有效的診斷數(shù)據(jù)，找到提升學(xué)生成績的方法。（5）智能解答系統(tǒng)：在高校教學(xué)過程中，教師由于承擔(dān)多門課程，并且有科研、教研等諸多非教學(xué)任務(wù)，很難像高中、初中、小學(xué)那樣，可以隨時解答學(xué)生提出的問題。然而，隨著人工智能技術(shù)引入教學(xué)，學(xué)生可以在線進(jìn)行咨詢，系統(tǒng)將會根據(jù)學(xué)生的問題自動為其解答，及時為學(xué)生答疑解惑，成為一個24 小時在線的答疑教師。

除此之外，個性化學(xué)習(xí)、智能學(xué)習(xí)反饋、機(jī)器人遠(yuǎn)程支教等人工智能的教育應(yīng)用也被看好。雖然目前人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用尚處于起步階段，但隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，未來其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用程度或?qū)⒓由?，?yīng)用空間或許會更大。

三、結(jié)語

總之，隨著人工智能時代的來臨，人們的生活發(fā)生了巨大改變。在教育領(lǐng)域人工智能正引領(lǐng)一場偉大的變革風(fēng)暴，讓教育從傳統(tǒng)的方式向一個新時代轉(zhuǎn)變，為高等教育增添了新的活力，為學(xué)生實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)和培養(yǎng)創(chuàng)新思維提供了動力。人工智能時代的教育教學(xué)，將根據(jù)學(xué)生特定的學(xué)習(xí)需求生成個性化、定制化的學(xué)習(xí)方案，并提供沉浸式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和高度智能化的學(xué)習(xí)過程跟蹤服務(wù)，淘汰以往千篇一律的教學(xué)方式，真正地充分發(fā)揮每個學(xué)生的潛能。并且，在教學(xué)過程中它還可以提供智能分析、智能監(jiān)管、智能策劃等服務(wù)，成為教師教學(xué)過程中的軍師、幫手。智能化教學(xué)的全面普及，可以大大提升教學(xué)環(huán)境的個性化服務(wù)水平，為實(shí)現(xiàn)泛在學(xué)習(xí)提供良好支持。