智慧教學(xué)環(huán)境下的學(xué)生能力獲得策略研究

任麗君 李丙春

[摘要]信息技術(shù)的飛速發(fā)展為學(xué)習(xí)模式的智慧性變革提供了進(jìn)步的階梯，智能化是其順應(yīng)發(fā)展的必然選擇。在教學(xué)環(huán)境創(chuàng)新發(fā)展的背景下，信息的聚集與共享、教學(xué)的個性化、教學(xué)過程的互動性以及知識的意義建構(gòu)成為其顯著特征，然而作為學(xué)習(xí)主體的學(xué)生，在這技術(shù)變革過程中以信息素養(yǎng)為載體所獲得的能力并未取得預(yù)期成效。基于此，文章通過分析智慧教學(xué)環(huán)境的發(fā)展、演變，充分發(fā)揮智慧教學(xué)環(huán)境的作用，著眼于學(xué)生能力的獲得和信息素養(yǎng)的提升，從教師、智慧校園建設(shè)、評價體系等方面提出對策，以實現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化的目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]智慧教學(xué);學(xué)生能力獲得;創(chuàng)新發(fā)展;策略

2019年5月16日，國際人工智能與教育大會在北京召開[1]。習(xí)近平總書記向大會致賀信并提出，中國高度重視人工智能對教育的深刻影響，積極推動人工智能和教育深度融合，促進(jìn)教育變革創(chuàng)新，充分發(fā)揮人工智能優(yōu)勢，加快發(fā)展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育[2]。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，智能終端設(shè)備的普及率直線攀升，無線網(wǎng)絡(luò)和4G通信的常態(tài)化，加之5G時代正逐漸來臨，人工智能已應(yīng)用到各個領(lǐng)域，教育領(lǐng)域也迫切需要技術(shù)加持，傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)模式發(fā)生了改變。我國逐步滿足人民日益增長的接受高質(zhì)量教育的需要，這對學(xué)生能力獲得有重要意義。當(dāng)下，教與學(xué)智能識別技術(shù)、學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)分析技術(shù)以及基于個性化學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)的新應(yīng)用正促使教與學(xué)發(fā)生變遷[3]?！敖逃?技術(shù)”成為建設(shè)高質(zhì)量教育體系這一改革目標(biāo)的動能。因此，本文基于人工智能環(huán)境，從智慧學(xué)習(xí)視角來研究學(xué)生能力獲得策略具有前瞻性和創(chuàng)新性。

一、教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)新發(fā)展

技術(shù)原始創(chuàng)新是轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要杠桿[4]。人工智能既是學(xué)習(xí)的科學(xué)，又是教育的技術(shù)。分布式認(rèn)知的交互關(guān)系模型中的各要素協(xié)調(diào)聯(lián)動，耦合發(fā)展，即各自之間獨立發(fā)展，又交互發(fā)展，共同發(fā)揮作用。在人工智能時代，教育環(huán)境要植根現(xiàn)實需求來創(chuàng)新教育技術(shù)，致力于教育領(lǐng)域的技術(shù)原始創(chuàng)新，推進(jìn)技術(shù)與教育雙向深度的有效融合，切實發(fā)揮信息技術(shù)變革教育的革命性力量。值得關(guān)注的是，學(xué)生解決問題的能力不僅來源于教師和家長所傳授的直接經(jīng)驗，更為直接有效的是來自高能力的同伴的影響。我們需要關(guān)注學(xué)生微觀層面和宏觀層面的相互作用，即個體構(gòu)建和社會文化相互作用所產(chǎn)生的公共建構(gòu)。

（一）教育技術(shù)學(xué)視野中的智慧教育

教育信息化中的智慧教育主要表現(xiàn)為以下五個方面：環(huán)境氛圍的智慧化，如智慧校園、智慧教室、智慧實驗室、智慧圖書館、智慧辦公室、智慧場館等;媒體的智慧化，如智慧電視、智慧黑板、智慧機(jī)器人、智慧攝像機(jī)、智慧手機(jī)等;技術(shù)的智慧化，如云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機(jī)器人等技術(shù)的迅速發(fā)展，極大地提升了硬件和軟件的“智慧”程度;資源的智慧化，如智慧課程、智慧微課、智慧課堂等;手段和方法的智慧化，如智慧教學(xué)、智慧學(xué)習(xí)、智慧教研、智慧創(chuàng)新方法等。

（二）教學(xué)平臺

教學(xué)平臺通過3DMAX創(chuàng)建系統(tǒng)模型以及系統(tǒng)主界面設(shè)計，利用C#語言進(jìn)行腳本設(shè)計，借助Unity3D平臺進(jìn)行整合，達(dá)到虛擬仿真物理中的天體運動、電子實驗效果，并模擬化學(xué)實驗中物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程和反應(yīng)所帶來的微觀變化。教學(xué)平臺因節(jié)能環(huán)保、生動還原實驗過程且交互性強(qiáng)等優(yōu)勢深受學(xué)生和教師歡迎?；赨nity3D虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實驗室為學(xué)生提供了個性化、互動性強(qiáng)的學(xué)習(xí)體驗，通過模擬讓理化實驗形象化，達(dá)到體驗式學(xué)習(xí)的效果。有意義的教學(xué)情境會加深學(xué)生融入知識學(xué)習(xí)過程的程度，從而進(jìn)行意義構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動其學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生領(lǐng)會知識的學(xué)習(xí)過程被賦予積極的情感體驗。

（三）教學(xué)軟件

眾多教育類App已實現(xiàn)師生互聯(lián)，教學(xué)資源在其中呈現(xiàn)，課程中會設(shè)置相應(yīng)的師生互動環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生注意力的保持，并且有助于其理清學(xué)習(xí)重點并加深記憶。教師通過線上提交、批改作業(yè)，形成數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)反饋，根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行有針對性的個性化輔導(dǎo)。另外，教學(xué)軟件的上課時間也相對靈活，教師可根據(jù)學(xué)生的知識點掌握情況進(jìn)行靈活點播。

二、信息時代教學(xué)方式的發(fā)展與演變

教育教學(xué)的信息化不等于PPT、校園網(wǎng)、慕課（MOOC）的簡單相加，其要向各類教育信息的更高境界融合發(fā)展發(fā)力，發(fā)揮技術(shù)的價值，以提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展為落腳點?！皠?chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，科技是戰(zhàn)勝困難的有力武器?！蔽覀円粩嗉訌?qiáng)教育和科技融合，加強(qiáng)教育科技創(chuàng)新，促進(jìn)教育教學(xué)方式創(chuàng)新，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（二）智慧教學(xué)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來以及人工智能的快速發(fā)展，眾多開放式、智能化的教學(xué)平臺迅速得到發(fā)展。在新高考改革背景下，教師需要從單一的關(guān)注分?jǐn)?shù)變化轉(zhuǎn)向關(guān)注學(xué)生全面而有個性的發(fā)展。如何更精準(zhǔn)地了解學(xué)生的學(xué)業(yè)情況，在不增加學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的前提下，進(jìn)一步幫助學(xué)生實現(xiàn)能力提升，成為智慧教學(xué)改進(jìn)的焦點。

“人工智能+教育”打造精準(zhǔn)的教與學(xué)方式，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)可以個性化反饋學(xué)生的真實學(xué)情，家校聯(lián)合互動也更加科學(xué)化、精確化。這一教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)新性發(fā)展極大地提高了教師的工作效率，也提升了教學(xué)質(zhì)量。精準(zhǔn)教學(xué)，教師可以準(zhǔn)確“把脈”學(xué)生，并通過周期性的專題講座進(jìn)行指導(dǎo)，讓學(xué)生了解自我，達(dá)到“讓每個學(xué)生都來有所學(xué)，學(xué)有所得，得有所長”的效果。

三、智慧教學(xué)環(huán)境下學(xué)生的能力發(fā)展

智慧教育有助于實現(xiàn)人的尊嚴(yán)、自由和權(quán)利的內(nèi)在價值，使人類的本質(zhì)力量得以延伸。而實現(xiàn)智慧教育的關(guān)鍵，是如何借助智慧的理念、技術(shù)和方法等激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造力。筆者認(rèn)為，這應(yīng)把發(fā)力點放在信息素養(yǎng)的提高上，以信息化催生智能化，助力教育發(fā)展。

（一）學(xué)生信息素養(yǎng)現(xiàn)狀

信息素養(yǎng)具有普遍性、層次性、實踐性[5]。信息素養(yǎng)是每個社會公民生活在信息社會不可或缺的一種廣泛的素質(zhì)。信息領(lǐng)域的開放性為學(xué)生自我獲取信息、掌握信息技能、了解信息道德提供了便利。信息素養(yǎng)的層次性隨著個體知識與能力的發(fā)展不斷變化。信息素養(yǎng)的實踐性表明操作能力的強(qiáng)弱是衡量個體信息素養(yǎng)的重要尺度，其次是信息意識情感，理論的價值往往只能通過正確指導(dǎo)實踐才可以充分彰顯。

近年來，論文抄襲等學(xué)術(shù)不端現(xiàn)象作為頭條熱點充斥大眾的視野，這不僅使學(xué)術(shù)環(huán)境受到負(fù)面影響，而且貶低學(xué)術(shù)研究的價值......學(xué)生是未來社會進(jìn)步的后備高素質(zhì)力量，發(fā)生類似的事件無疑是社會的損失。筆者由此得出思考：教育能否讓人更智慧？筆者認(rèn)為，從學(xué)生內(nèi)部發(fā)力是解決問題的有效途徑之一。相關(guān)部門在實施教育教學(xué)的過程中將注意力向?qū)W生信息化素養(yǎng)、心理抗壓等能力的獲得方面傾斜，有效降低這類風(fēng)險發(fā)生的概率。

（二）提升學(xué)生信息素養(yǎng)的對策與建議

1.教師層面

教師是智慧教育的首要實踐者，是智慧校園的“核心人力”[6]。學(xué)生感知的教師行為、策略支持可以增強(qiáng)學(xué)生的自我效能感。首先，教師要提高自身信息素養(yǎng)，加強(qiáng)“信息素養(yǎng)教育”培訓(xùn)。其次，教師應(yīng)該積極轉(zhuǎn)變教育觀念，把培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)造力融入專業(yè)課程教學(xué)，同時兼顧情感支持對學(xué)生學(xué)習(xí)的重要作用，在互動中關(guān)心并支持學(xué)生，激勵學(xué)生克服焦慮與學(xué)習(xí)倦怠感，增加行為、認(rèn)知、情感的投入，引導(dǎo)學(xué)生智慧創(chuàng)新。最后，教師應(yīng)當(dāng)遵循“思維互動是核心，情感互動為基礎(chǔ)、行為互動為表現(xiàn)”的指導(dǎo)[7]。

教師的教學(xué)方式要隨著教育教學(xué)中信息技術(shù)的有效整合而改變，使用信息技術(shù)創(chuàng)造合適的學(xué)習(xí)環(huán)境，立足“循證實踐”。教師要注重教學(xué)過程的證據(jù)收集，提高自身分析能力和洞察力，兼顧不同主體的學(xué)習(xí)風(fēng)格，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)力，課程設(shè)計要“滋養(yǎng)整個大腦”，注重提高每節(jié)課的質(zhì)量。在知識深化和知識創(chuàng)造階段，現(xiàn)代化教學(xué)工具扮演的是加強(qiáng)任務(wù)和提高學(xué)習(xí)成效的角色，旨在營造有利的學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生發(fā)展服務(wù)。因為人的精力有限，而機(jī)器也有其專長，教師可引導(dǎo)學(xué)生把一些非生產(chǎn)性的認(rèn)知載荷轉(zhuǎn)到制品上，把精力投入在能力獲得上。在這個過程中，教與學(xué)形成一種以創(chuàng)造性思維為核心的現(xiàn)代化教學(xué)模式，基于問題而不僅基于知識點，從而達(dá)成知識與技能、能力咬合的效果。

2.智慧校園建設(shè)

我們把智慧校園建設(shè)作為實現(xiàn)智慧教育的著力點，讓智慧教育的實施有所依托。數(shù)字校園建設(shè)聚焦“云資源、云課堂與云端學(xué)?！保霸啤狈?wù)保障了后疫情時代在線教學(xué)的有序開展，打破了時間和空間的限制，資源共享的實時性在一定程度上促進(jìn)了教育公平。數(shù)據(jù)表明，在新冠肺炎疫情突發(fā)的情況下，2020年春季線上教學(xué)過程中，慕課（MOOC）占據(jù)所有線上教學(xué)資源的40%，由于互聯(lián)網(wǎng)的普及，以往網(wǎng)絡(luò)難以觸達(dá)地區(qū)的學(xué)生也可以享受到優(yōu)越的在線教育資源，實現(xiàn)了“停課不停學(xué)”的目標(biāo)，線上、線下相結(jié)合的教學(xué)模式也得到了充分實踐。如何讓“教育插上技術(shù)的翅膀”成為教育技術(shù)需要考慮的一大問題，從而做到從“教育技術(shù)化到能力提升”的跨越發(fā)展，培養(yǎng)智慧型創(chuàng)新人才。全場景錄播、全生態(tài)互動的理念助力高校構(gòu)建智慧云端教育新視界，其中，教考融合教室、4K錄播教室、輕錄播教室、協(xié)作互動教室，有利于打造“教學(xué)考評管”的資源整合閉環(huán)模式，生動地呈現(xiàn)教學(xué)的過程和細(xì)節(jié)，錄播可深度還原教學(xué)過程，有助于師生反思教學(xué)和意義反饋，助力雙向減負(fù)。而空中課堂的搭建拓展了教學(xué)空間，豐富了教學(xué)資源，改進(jìn)了教學(xué)模式，助力我國高質(zhì)量復(fù)合型人才的培養(yǎng)。此外，智慧校園建設(shè)不能忽視特色的形成與發(fā)展，我們要以校園文化、特色項目為著眼點，積極創(chuàng)辦特色學(xué)校，從而形成影響力，實現(xiàn)智慧校園健康平穩(wěn)發(fā)展。

3.改革評價體系

時代是思想之母，實踐是理論之源。因此我們一定要牢牢把握教育的根本目標(biāo)，以立德樹人作為教育的根本任務(wù)，把提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)全面發(fā)展的人作為長期堅持的指導(dǎo)思想，以提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)造力為著力點，在學(xué)校這一陣地上把課堂教學(xué)作為“樹人”的抓手，使教育在實踐的過程中不斷發(fā)展和完善。人工智能時代，人才的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)反映智能時代“智能泛在”的特點，時刻要明確的是—教育的主要任務(wù)是知識的生產(chǎn)，而不僅是傳遞與繼承，其歸根結(jié)底是要發(fā)展學(xué)生的四大核心能力，即批判性思維、協(xié)作能力、交流能力和創(chuàng)造力。

評價是所有成功教學(xué)的基礎(chǔ)。創(chuàng)新思維的真正內(nèi)化，不應(yīng)只是簡單的“學(xué)習(xí)—測試”范式，教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)可以自動調(diào)用思維的真實情景，其可利用智能技術(shù)、人工智能大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化技術(shù)有效助推課程教學(xué)與學(xué)生能力提升的動態(tài)評估。按照教育測量與評價的內(nèi)容，其可以劃分為智力測量與評價、能力傾向測量與評價、成就測量與評價、人格測量與評價。學(xué)習(xí)投入包括三個維度：認(rèn)知投入、情感投入、行為投入。我們在建設(shè)高質(zhì)量教育體系的過程中應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行全面精準(zhǔn)的評價，注重過程性評價和階段性評價，挖掘?qū)W生多方面的潛能，同時應(yīng)注意情感領(lǐng)域的“價值復(fù)合體形成的性格化”評價，這是因為外部行為反應(yīng)內(nèi)部構(gòu)想。能力水平是重要的教育成效指標(biāo)，我們通過大數(shù)據(jù)、多模態(tài)賦能教育評價，得到更精準(zhǔn)的認(rèn)知或情感反應(yīng)，并通過遞歸算法思想即可實現(xiàn)知識技能短板的探尋，幫助學(xué)生認(rèn)識自身的學(xué)習(xí)風(fēng)格和偏好。這是提供個性化學(xué)習(xí)服務(wù)的重要依據(jù)。人工智能的目的是讓機(jī)器可以具備“類人”的能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力獲得是一個動態(tài)生成的過程，在發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)化決策準(zhǔn)則的指導(dǎo)下，人工智能借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)算法判定學(xué)生學(xué)習(xí)模式存在的問題，并做出適時調(diào)整，以朝著使學(xué)生更好發(fā)展的方向發(fā)力。

四、結(jié)語

筆者從科技發(fā)展的環(huán)境和新時代科技發(fā)展背景下日益增長的教育領(lǐng)域?qū)萍冀Y(jié)合的需要，探討教育教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)新發(fā)展，發(fā)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)在教育領(lǐng)域的滲透引發(fā)信息時代教學(xué)方式的深刻變革，出現(xiàn)了教學(xué)方法不協(xié)調(diào)和教學(xué)目標(biāo)錯位等問題，從教師、智慧校園建設(shè)、評價體系三方面提出相應(yīng)的對策與建議，致力于提升學(xué)生信息素養(yǎng)和能力獲得，力圖在智慧教學(xué)環(huán)境下幫助學(xué)生實現(xiàn)從知識獲得到能力提升的跨越。在未來的研究中，相關(guān)部門可將虛擬仿真技術(shù)融入具體的課堂教學(xué)實踐，讓科技的力量通過課堂促進(jìn)每個學(xué)生的成長與進(jìn)步，激發(fā)學(xué)生的自主性，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生的能力在參與和遷移中自然獲得。

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[作者簡介]任麗君（1996—），女，山西交口人，喀什大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院碩士研究生;李丙春（1971—），男，四川渠縣人，喀什大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授。