人工智能時代高校思政理論課精準教學實施路徑

●邱 葉

人工智能這一變革性技術力量對教育教學產生深刻影響，不斷融入教育流程的各個環(huán)節(jié)，《2021地平線報告：教與學版》指出人工智能是對高等教育教學產生重大影響的關鍵技術之一。教育部提出推動智能教育應用示范，“探索人工智能技術與教育環(huán)境、教學模式、教學內容、教學方法、教育管理、教育評價、教育科研等的融合路徑和方法，發(fā)展智能化教育云平臺，鼓勵人工智能支撐下的教育新業(yè)態(tài)，全面推動教育現(xiàn)代化。”[1]教學是學校教育和人才培養(yǎng)的重要組成部分，人工智能賦能思政理論課精準教學，促進關鍵要素的關系調整和創(chuàng)新實踐，充分且有效地發(fā)揮其作用，實現(xiàn)教學系統(tǒng)的組織完善、運行流暢和功能優(yōu)化，激活教學生命力。

一、 人工智能在思政理論課教學中的應用場景

新時代學校思政理論課要不斷創(chuàng)新教學方法，在改進中加強，在創(chuàng)新中提高，運用多模態(tài)信息分析、人機交互、智適應學習、虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實等關鍵技術，根據(jù)思政課的課程要求、教學目標和認知特點，推進課堂教學與智能技術的進一步融合。

(一)多模態(tài)信息分析

多模態(tài)信息分析指利用計算機視覺、機器學習、模式識別和跨媒體推理技術等采集并分析多模態(tài)數(shù)據(jù)。物聯(lián)網的迅速發(fā)展和智能教學平臺的廣泛使用形成了一個開放共享的教學環(huán)境，教師和學生依托各類智能平臺進行教學活動并產生大量、分布式的多維信息，如文本、語音、圖像、視頻等。通過實時監(jiān)測系統(tǒng)跟蹤教學過程，獲取聲音、表情、姿勢、生理等數(shù)據(jù)，利用自然語言處理、模式識別、圖像處理等技術進行預處理和提取，根據(jù)深度學習算法和數(shù)據(jù)分析方法從中尋找有價值的內容信息。這些內容信息包括課堂對話、情緒狀態(tài)、互動效果等，雖然分散于不同的媒介平臺，但高度關聯(lián)，有著復雜的依賴關系。一直以來思政課教學主要通過組織學生評教來了解課堂效果，存在局部性、主觀性、情緒化等局限。利用多模態(tài)信息分析可以綜合收集和協(xié)同處理跨媒體數(shù)據(jù)，從不同側面記錄課堂變化，準確把握教學中的師生表現(xiàn)、情感投入、關注程度、參與情況和交流氛圍，利用這些高度交叉融合的信息開展客觀全面的教學評價。

(二)人機交互

《人工智能標準化白皮書》(2021版)將人機交互列為關鍵領域技術之一，指人通過語音、眼動、手寫、姿勢、觸覺等與信息系統(tǒng)展開多通道交互的技術?！靶乱淮藱C交互技術所形成的自然用戶界面的發(fā)展與應用，將為學習環(huán)境的‘智慧化’提供全面支持，促使智慧教育更加形象化、情境化、多元化、智能化”“具有自然、直觀、接近人類行為方式等特點，能夠減輕認知負荷，并為學習者創(chuàng)造身臨其境的學習體驗，從而促進學習者輕松、投入和有效地學習?！盵2]人機交互應用于思政課教學主要有智能問答系統(tǒng)、智能語音助手、虛擬助理等，為思政課堂教學提供有益補充。一方面，能夠調動課堂氛圍，傳統(tǒng)思政課堂以教師講授為主，形式單調沉悶，借助人機交互的智能終端和云端共享開展知識搜索、現(xiàn)場投票、問題搶答等，這些實時互動能夠激發(fā)學生的積極性和主動性。另一方面，增強課后輔導交流，通過知識圖譜和專家系統(tǒng)建立思政教學資源庫，匯集學科知識點、章節(jié)題庫、案例選編和拓展思考，以智能問答形式及時為學生答疑解惑，提供多樣化的學習服務。

(三)智適應學習

智適應學習技術以知識空間理論、貝葉斯網絡算法為基礎，被視為教育領域最具突破性的技術?！爸沁m應學習不僅能夠實現(xiàn)學習者的相關數(shù)據(jù)分析、學習支持與服務提供，而且具有深度理解學習者學習行為的智能性能力。智適應學習系統(tǒng)能夠實時地對學習者的學習行為和學習結果進行精準測評以及知識薄弱點的準確定位，規(guī)劃學習者的學習路徑，使他們的學習效率最大化。”[3]思政理論課是面向全校學生的公共課，學習者思考方式和認知模式不同，知識背景和學習偏好也迥然各異。新時代思政課教學要以學生為中心，圍繞學生的學習需求開展教學設計，充分考慮學生的心理狀態(tài)、性格類型和知識盲點。當前，大部分思政課堂是一樣的教學內容和教學設計，缺乏針對不同學生群體的靈活性和適應性，智適應技術為解決這個疑難問題提供技術支持，進一步推進思政課的個性化教學。智適應學習系統(tǒng)通過?？紲y試建立學習者模型，包括知識狀態(tài)和學習檔案，在此基礎上引導學生制訂思政課的學習目標、規(guī)劃方案和完成進度，根據(jù)細分的知識點推薦相關資源、教學視頻、測試習題等，讓學生自主完成每一階段的學習任務，從而滿足他們的興趣和需求。

(四)虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實技術應用于教育教學最大的優(yōu)勢在于打造了三維立體、虛實結合的模擬環(huán)境?！坝欣诰W絡教學系統(tǒng)中縮小師生間的交互影響距離，在深層次融合人的認知世界與感知世界，成為實現(xiàn)在線信息技術與教學內容無縫交融的理想技術形態(tài)”“虛擬現(xiàn)實在重塑學習資源結構、教學組織模式和系統(tǒng)平臺架構等方面應用效益顯著、發(fā)展?jié)摿薮?。”[4]思政課教師對虛擬現(xiàn)實和思政課教學的融合進行積極探索和有益嘗試，一是有利于獲得直觀生動的課堂體驗，將VR技術引入課件模板、微課系統(tǒng)和在線課程，圍繞不同的知識點和教學案例，配以三維動畫、動態(tài)場景、虛擬漫游等，營造仿真環(huán)境，將枯燥抽象的理論知識進行具體形象、活潑有趣的展現(xiàn)，促進學生理解，增強思政課堂的趣味性和感染力。二是有助于拓展全身心沉浸的思政課實踐教學，通過環(huán)境建模、立體顯示和系統(tǒng)集成技術手段，對紅色教育展館、文化遺址、美麗鄉(xiāng)村、模擬法庭等進行逼真還原，在身臨其境的場景中喚醒學生的情緒共鳴和心靈感悟。

二、人工智能助力高校思政理論課精準教學的可行性和必要性

“精準教學是教育信息化2.0時代背景下以大數(shù)據(jù)、人工智能技術應用為核心的數(shù)據(jù)驅動型教學的典型代表，已逐漸形成由精準學情分析、精準目標分析、精準內容分析、精準路徑選擇和精準教學干預等核心環(huán)節(jié)構成的一般教學流程?！盵5]以核心算法、大數(shù)據(jù)、云計算為基礎的人工智能推動思政課精準教學上了一個新臺階，為思政課的“因材施教”提供現(xiàn)實可能和技術支持。

(一)可行性分析

首先，近年來國家制定并推出一系列關于教育信息化和思政理論課教改的文件綱要，進行頂層設計和戰(zhàn)略規(guī)劃，提供了制度保障?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》指出，“開發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系統(tǒng)。建立以學習者為中心的教育環(huán)境，提供精準推送的教育服務，實現(xiàn)日常教育和終身教育定制化?！盵6]2018年的《新時代高校思想政治理論課教學工作基本要求》強調“課堂教學方法創(chuàng)新要堅持以學生為主體，以教師為主導，加強生師互動，注重調動學生積極性主動性”[7]。2019年印發(fā)的《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》指出“大力推進思政課教學方法改革，提升思政課教師信息化能力素養(yǎng)，推動人工智能等現(xiàn)代信息技術在思政課教學中應用，建設一批國家級虛擬仿真思政課體驗教學中心”[8]。其次，智能導師系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)精準教學系統(tǒng)、智慧課堂已在教育領域實現(xiàn)大規(guī)模應用，為思政課精準教學提供基礎支撐?？萍疾恐腔劢逃龂倚乱淮斯ぶ悄荛_放創(chuàng)新平臺已正式啟動，國家、省、市的三級教育資源公共服務平臺已初步實現(xiàn)全覆蓋，并配套組建區(qū)域教育的數(shù)據(jù)中心、監(jiān)測中心和評估中心，提供“一站式”教學服務。智能教育類企業(yè)和人工智能軟件公司設計出符合市場需求的AI教育產品，推動技術落地和普及，如科大訊飛的“雙師”課堂、智能語音測評，好未來的云課堂智能教學系統(tǒng)、教研云，極客大數(shù)據(jù)的一站式精準平臺，松鼠AI的虛擬教師和智適應學習系統(tǒng)，等等。最后，受疫情影響高校開啟線上教學模式，廣大思政課教師有效利用多種形式進行直播教學，熟練運用智能技術改進教學方式，全面提升信息化素養(yǎng)。與此同時，線上授課利用網絡平臺進行課堂觀察和過程化管理，積累了海量數(shù)據(jù)，全面持續(xù)地記錄并跟蹤學生的學習行為，隨后對之做出精確測量和深入分析，可為教師優(yōu)化教學策略提供決策建議。

(二)必要性分析

傳統(tǒng)思政課教學存在方法單一、過程雷同、評價片面等薄弱環(huán)節(jié)，近年來“精準供給”“精準施教”被視為提升思政理論課育人實效，增強學生獲得感的新路徑新方法。思政課精準教學指思政課教師準確把握“立德樹人”“強化使命擔當”的課程目標，根據(jù)預期教學目標和學生個體發(fā)展，選用合適的教學方法和流程，準確地傳遞教學內容，提高教學質量。思政課精準教學面臨著課堂時空有限性和在線學習無限性、教學模式統(tǒng)一性和學生個體差異性、教學過程單向性和師生活動交互性、教學管理程序化和質量測評復雜性等諸多矛盾，需要充分掌握學情、合理設計方案、科學設置路徑、及時進行反饋，現(xiàn)代信息技術風起云涌，智能技術成為其必要的技術手段。

5G、物聯(lián)網、移動互聯(lián)、區(qū)塊鏈等新興技術營造了人機共生的生存圖景，智能技術不斷融入教育領域，助力解決瓶頸問題，為教學改革提供廣闊空間。思政課精準教學要“因事而化、因時而進、因勢而新”，充分認識教育信息化帶來的機遇和挑戰(zhàn)，綜合利用先進的技術手段和方法，改造傳統(tǒng)課堂教學，創(chuàng)設有效的教學情境，豐富學生的認知體驗，提煉出更具表現(xiàn)力和吸引力的教學模式?！斑\用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等技術助力思想政治理論課增強針對性”“大數(shù)據(jù)技術的預測性與思想政治理論課的‘教學準度’要求高度契合，應當更為有效地發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，助力思想政治理論課提升‘教學準度’”。[9]智能技術賦能思政課精準教學，覆蓋整個教學流程重塑智能化教育環(huán)境，通過機器學習、深度學習、搜索引擎和各種算法，處理現(xiàn)有數(shù)據(jù)并提煉重要信息，反映在線教學的狀態(tài)和效果，形成指導性決策，識別和判斷學習者的需求和興趣，從中掌握規(guī)律和特點，定向提供定制化教育內容和自適應支持服務，促進精準教學的推廣應用。

三、人工智能時代高校思政理論課精準教學的實施路徑

(一)虛擬現(xiàn)實雙向融合，營造線上線下一體的精準教學空間

教學空間是展開教學活動，承載教學行為的特定場所，同時影響著社會關系的再生產和重塑，“各種社會關系與各種空間關系具有辯證的交互作用，并且相互依存；社會的各種生產關系既能形成空間，又受制于空間?！盵10]人工智能作為新興教育技術介入思政課教學，營造了線上線下一體、虛擬現(xiàn)實融合的嶄新教學空間，突破傳統(tǒng)思政課的物理空間和集體授課，構建起雙向平等、自由輕松、直接生動的教學關系，即時開展熱點討論、疑難問答和情感交流，滿足學生多樣性需求，為精準教學提供全新的空間支撐。智能技術無縫連接現(xiàn)實課堂教室和虛擬網絡環(huán)境，技術力量不斷滲入并從三個層面打造互聯(lián)互通的智能教學空間。宏觀上，依托物聯(lián)網、云平臺、感知網、傳感器、觸發(fā)器、射頻識別技術等形成泛在化、自組織的網絡教學空間，消除學校課堂和社會生活的壁壘。形成一個建立在網絡覆蓋基礎上的數(shù)字教育動態(tài)空間，實現(xiàn)人際聯(lián)系、信息傳播和資源分享，隨時隨地為接入的學生提供跨越時空的教學服務，存儲并共享大量教育數(shù)據(jù)。中觀上，利用蜂窩移動網、人機交互技術、多媒體設備、用戶終端、智能教學軟件、協(xié)同辦公系統(tǒng)，在日常正式教學基礎上積極拓展靈活開放的非正式教學空間。支持同步直播、課程錄播、教學研討、同伴交流和回放學習等各種教學活動和任務，時間彈性，方式自由，讓學習者在自我探索和多元選擇中完成知識建構，開展各類教學模式和學習模式的創(chuàng)新實踐。微觀上，采用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、識別合成技術、云圖效果模擬技術、仿真顯示系統(tǒng)和自由度交互系統(tǒng)等，搭建高度參與、全息沉浸的虛擬教學空間，轉換教學觀念和教學范式，讓學生在模擬環(huán)境中進行角色扮演、操作訓練、演練學習，收獲真真切切的感官體驗。

(二)高效整合信息資源，推送針對學生個性的精準教學內容

長期以來，限于技術手段不足，思政課教師使用統(tǒng)一的教案和課件，使其影響力和吸引力大打折扣。隨著人工智能時代的到來，思政課教師借助AI技術、多模態(tài)數(shù)據(jù)處理技術、數(shù)字孿生引擎、開放智能平臺等，高效整合信息資源，構建優(yōu)化的數(shù)字資源庫和完備的學情分析庫，進行快速匹配和準確分發(fā)，推送針對學生個性的精準教學內容。思政課教學內容以馬克思主義理論為核心，包括多學科的科學性理論知識，同時又面向中國現(xiàn)實，涉及政治、黨建、經濟、文化等各個領域，蘊含不斷生成、立體豐富的信息，在教材大綱基礎上需要補充更多的素材案例進行充分論證。同時，思政課以促進人的全面自由發(fā)展為價值目標，必然要將受教育者的個體現(xiàn)實尤其是思想道德狀況作為重要參考依據(jù)，遵循個人的成長發(fā)展規(guī)律，因材施教。一方面，用采集與存儲引擎匯總與課堂教學內容對接的時政新聞、焦點動態(tài)和前沿信息，收集案例剖析、名人軼事、動漫視頻、紀錄短片，在智能語義算法、專家系統(tǒng)、智能問答適配基礎上自動歸類生成知識庫系統(tǒng)。通過自動關聯(lián)、熱點追蹤和碎片維護快速更新知識內容，對之進行高效管理，自動搜索相關內容，并推薦拓展資料，實現(xiàn)思政資源要素的全方位鏈接、全流程共享和全自動提取，豐富在線教學內容供給。另一方面，綜合學生工作、教務管理、后勤服務、圖書借閱等信息建立學情數(shù)據(jù)庫，對學生個體的家庭環(huán)境、知識結構、閱讀興趣等數(shù)據(jù)進行整合處理，分析其實際行為并通過模型完整呈現(xiàn)。同時，結合語音識別、圖像識別和多模態(tài)信息分析等實現(xiàn)面部表情、語音語調、情緒表現(xiàn)等課堂數(shù)據(jù)結構化處理，掌握教學過程性數(shù)據(jù)，勾畫學生真實畫像，了解真實訴求，明確教學目標。

(三)多元主體深度合作，采取人機交互協(xié)同的精準教學方式

“大數(shù)據(jù)技術、人工智能技術及可視化技術讓精準教學煥發(fā)出新的活力，使得人機協(xié)同在精準教學中逐漸成為一種新形態(tài)”“線上的虛擬角色(專家系統(tǒng)、智能導師等)和線下的學習小組構成了共同體，為教與學提供幫助。”[11]傳統(tǒng)的思政課教學以教師和學生為主體，因缺乏課后有效的交流渠道和溝通手段，師生之間的關系比較松散疏離，逐漸喪失主動交往的意愿。人工智能協(xié)助思政課教師和學生構建人機交互協(xié)同的教學情境，教師、學生和機器多元主體展開深度合作，維持親密和諧、友好融洽的師生關系，從而增強思政課的親和力和實效性。一方面，智能助教作為虛擬同伴參與教學，打造新型“雙師”課堂。思政課教師負責講解理論知識，智能助教則負責主導師生互動，調整課堂氛圍和節(jié)奏。智能助教課前利用基于圖像分析、模式識別的課程考勤系統(tǒng)支持學生簽到和自動化統(tǒng)計，課中組織實時互動，在線教育平臺播放圖文、音視頻等多媒體內容，根據(jù)教師需要和學生請求隨時切換主講、討論和問答模式，直播展示學生發(fā)言和辯論情況，提升學習效率和教學質量。另一方面，智能導師協(xié)助思政課教師撰寫教案、制作講義、布置作業(yè)和整理筆記，對不同水平的學生推送相應的隨堂測試和補充習題，并完成作業(yè)批改、試卷點評和錯因診斷。智能導師為學生提供輔導答疑，課前向學生分享個性學習計劃、優(yōu)質課件材料和重點知識預習。課后則成為學生的指導顧問和學習同伴，結合語料庫知識和推薦算法，以語音互動和智能會話的方式進行解答，填補課余空白時間。

(四)及時捕捉動態(tài)數(shù)據(jù)，切實開展真實多維的精準教學測評

2020年10月印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》指出“堅持科學有效，改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，充分利用信息技術，提高教育評價的科學性、專業(yè)性、客觀性”。尤其強調“創(chuàng)新評價工具，利用人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術”[12]。人工智能已成為新時代教學評價的有力技術工具，其應用于思政課教學評價的突出優(yōu)勢在于科學性、客觀性和精準性。人工智能驅動教學測評從靜態(tài)走向動態(tài)，以往的師生互評或督導評課次數(shù)有限，一學期2～3次，依照特定指標體系打分，通過問卷或調研得出的結果相對滯后，效率偏低。智能技術滲透思政課教學全過程，及時捕捉動態(tài)數(shù)據(jù)，包括學業(yè)成績、課堂表現(xiàn)、課后練習等多維度數(shù)據(jù)，豐富關鍵指標，并利用可視化技術以圖表界面、場景動畫等形式予以演示，增強增值評價效果。過去的總結性評價側重于考察學生的知識熟悉和技能掌握情況，人工智能驅動教學分析從表層進入深層。當前高校人才培養(yǎng)包括知識目標、能力目標和素質目標三個方面，思政課更是聚焦價值塑造和思想引領，是一個包含多重因素的綜合體，需要結合定性評價和定量評價展開整體分析。智能技術建立起數(shù)據(jù)儲備和聚合中心，對海量教育大數(shù)據(jù)進行挖掘和甄別，揭示潛藏的規(guī)律和價值，關注學生價值觀、道德修養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。人工智能驅動單向反饋轉變?yōu)榧皶r干預，思政課教師大多數(shù)時候通過課堂發(fā)言、作業(yè)批改了解學生狀況，缺乏暢通便捷的途徑指導學生調整學習策略。智適應系統(tǒng)以測促學，幫助學生完成能力測評和問題診斷，提供指導性意見，按照不同水平和進度給出下一步學習任務，通過及時干預形成良性循環(huán)。