新時(shí)代教學(xué)智能化轉(zhuǎn)型新探索

蘇兆斌，蘇與晴，吳 迪

（1.南寧師范大學(xué)，廣西 南寧 530001；2.惠州大亞灣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)京師實(shí)驗(yàn)學(xué)校，廣東 惠州 516083；3.三明學(xué)院，福建 三明 365004）

教學(xué)質(zhì)量的提升既是立德樹人的有力保障，也是保障人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心環(huán)節(jié)。教學(xué)轉(zhuǎn)型創(chuàng)新發(fā)展路徑一直以來是研究的熱點(diǎn)問題，關(guān)系到人才培養(yǎng)成效。人工智能的快速發(fā)展，導(dǎo)致基于人工智能的教育教學(xué)重新布局，必將引發(fā)教學(xué)的重構(gòu)與革新。人工智能不但賦予智慧教育發(fā)展動力，而且賦能教學(xué)，教學(xué)必須緊跟時(shí)代步伐，充分利用人工智能技術(shù)開展理論與實(shí)踐教學(xué)工作，契合智能教育的發(fā)展，更好地服務(wù)于社會。

一、教學(xué)智能化發(fā)展動因分析

（一）政策助推人工智能技術(shù)與教學(xué)的融合

人工智能必將引領(lǐng)全球各行各業(yè)發(fā)展，也必將涉及教學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，成為教學(xué)革新改進(jìn)的重要導(dǎo)向。國家陸續(xù)出臺相關(guān)政策，積極推進(jìn)人工智能融入教育教學(xué)，助推教學(xué)模式升級換代。2017 年7 月，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出要研發(fā)智能化的學(xué)習(xí)支撐平臺，為學(xué)習(xí)者提供因材施教的個(gè)性化交互學(xué)習(xí)方式，提升教育教學(xué)效率。智慧學(xué)習(xí)、知識圖譜、人機(jī)交互語言處理、計(jì)算機(jī)視覺、聽覺、生物特征識別、虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真實(shí)踐教學(xué)等人工智能關(guān)鍵技術(shù)正在重構(gòu)教育新形態(tài)。2018年，教育部頒布了《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計(jì)劃》倡導(dǎo)發(fā)展多元智能教育。中央相關(guān)部門提出推動人工智能技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域。如何將人工智能技術(shù)融入教學(xué)領(lǐng)域，精準(zhǔn)化、智能化高效提升育人水平，成為時(shí)代發(fā)展的必然選擇。2019年國務(wù)院發(fā)布《中國教育現(xiàn)代化2035》提出智能化校園建設(shè)，各級學(xué)校應(yīng)充分利用自身優(yōu)勢，將教學(xué)融入智慧校園建設(shè)中，為學(xué)生綜合素質(zhì)及學(xué)科水平提升打造優(yōu)良的智能育人環(huán)境。相關(guān)政策規(guī)劃的陸續(xù)出臺助推了人工智能技術(shù)與教學(xué)的融合，為改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式提供了新的契機(jī)。

（二）大數(shù)據(jù)及智能技術(shù)發(fā)展的必然選擇

大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，為人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了必要支撐。尤其是我國基于5G 技術(shù)的人工智能產(chǎn)業(yè)日趨完善，智能產(chǎn)業(yè)、智慧教育迎來迅速發(fā)展的新契機(jī)，為教學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了必要條件。大數(shù)據(jù)及人工智能助推教學(xué)技術(shù)變革。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）、網(wǎng)真技術(shù)、全息投影等數(shù)字媒體智能技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域逐步推廣與深化，促使通識性、實(shí)踐性教學(xué)與學(xué)生的自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)、移動在線學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式深度融合，逐步形成因材施教與終身化隨時(shí)隨地可學(xué)的泛在化教學(xué)體系，教學(xué)將更好地服務(wù)于學(xué)生和社會大眾。人工智能背景下，教師將可通過多模態(tài)數(shù)據(jù)革新教育教學(xué)實(shí)踐。所謂多模態(tài)數(shù)據(jù)是指數(shù)據(jù)來源于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、日志數(shù)據(jù)、圖片、視頻、語音、文本[1]，甚至是生物數(shù)據(jù)，通過人工智能技術(shù)深度挖掘這些模態(tài)的數(shù)據(jù)。

（三）新時(shí)代教學(xué)評價(jià)的必由路徑

《深化新時(shí)代教育評價(jià)改革總體方案》對教育評價(jià)做出了具體部署，利用大數(shù)據(jù)信息智能技術(shù)，加強(qiáng)過程性增值評價(jià)，提升評價(jià)的科學(xué)準(zhǔn)確性成為教學(xué)評價(jià)的必然選擇。在人工智能技術(shù)支持下，基于多維數(shù)據(jù)分析實(shí)現(xiàn)教學(xué)全面評價(jià)。通過多維動態(tài)與靜態(tài)數(shù)據(jù)采集，整合并標(biāo)準(zhǔn)化采集的多源數(shù)據(jù)與信息，建立各類教學(xué)分析模型，對教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容、理念、策略、過程、能力、水平、態(tài)度、心智水平等要素進(jìn)行智能化采集和評析，對教學(xué)進(jìn)行全方位、立體化評價(jià)。智能驅(qū)動教學(xué)評價(jià)，各類智能測評技術(shù)的介入持續(xù)提升數(shù)據(jù)采集與評析水平，教學(xué)全息數(shù)據(jù)被智能化收集與存儲，并進(jìn)行全面、深度、精準(zhǔn)地評價(jià)教與學(xué)的成效。通過對教學(xué)縱向與橫向評價(jià)，測算增值水平，為精準(zhǔn)評價(jià)學(xué)生的成長提供科學(xué)依據(jù)，發(fā)揮過程評價(jià)與增值評價(jià)的激勵(lì)與導(dǎo)向作用，為新時(shí)代教學(xué)科學(xué)評價(jià)提供必要支撐。

二、人工智能背景下教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

人工智能將改變教學(xué)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和存在方式，同時(shí)也將對教學(xué)自身理念、目標(biāo)與模式產(chǎn)生重大影響，甚至引發(fā)顛覆性的變革，并引領(lǐng)人才培養(yǎng)的結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)智能教育領(lǐng)域需求，培養(yǎng)學(xué)生高尚思想道德、塑造其健全人格品質(zhì)、堅(jiān)定其正確政治方向。

（一）人工智能背景下教學(xué)定位及育人方式協(xié)同改進(jìn)

隨著人工智能的跨界發(fā)展，教學(xué)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)跨界、協(xié)同、開放、融合態(tài)勢，人工智能背景下，協(xié)同跨界合作將成為主流，在合作共贏的理念指引下，借助人工智能開拓教育新領(lǐng)域。智能開發(fā)、敢于創(chuàng)造、智能學(xué)習(xí)等綜合能力和品質(zhì)將成為應(yīng)對未來智能發(fā)展的關(guān)鍵要素。政府及教育教學(xué)相關(guān)部門要及時(shí)分析預(yù)測相關(guān)需求的發(fā)展變化，轉(zhuǎn)變培養(yǎng)理念和培養(yǎng)方式，及時(shí)更新課程，提升智慧育人精準(zhǔn)有效水平。

人工智能背景下，對于可遷移的工作，如課程編排、開發(fā)與設(shè)計(jì)等可部分轉(zhuǎn)移到人工智能領(lǐng)域，對于不可遷移的工作，如育人、情感熏陶、創(chuàng)意激發(fā)等，將主要由教師來完成。研究表明對于無規(guī)律的、不可追蹤的、隱形的、情感的、客觀的、直覺的、跨學(xué)科的領(lǐng)域，人類智慧更具有優(yōu)勢，[2]在此背景下，人才的個(gè)性化培養(yǎng)與成長將備受推崇。尤其是適應(yīng)智能產(chǎn)業(yè)的具有創(chuàng)造性和凌駕于智能機(jī)器之上的復(fù)合型人才。因此，教學(xué)更加注重學(xué)生的開拓進(jìn)取意識、創(chuàng)新精神、人文理念與全球意識的培養(yǎng)，既要育成新時(shí)代學(xué)生應(yīng)具備的智能技術(shù)，更要培養(yǎng)兼具人文素質(zhì)與奉獻(xiàn)精神的高尚品質(zhì)，以便教育更好地服務(wù)于智能社會。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)助推智慧教學(xué)創(chuàng)新發(fā)展

人工智能及信息技術(shù)的應(yīng)用為教學(xué)場景的智能化、無縫化和虛擬融合化發(fā)展提供了契機(jī)?；趯?shí)境教學(xué)，以無縫學(xué)習(xí)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)走向虛擬現(xiàn)實(shí)的常態(tài)化學(xué)習(xí)模式。在人工智能時(shí)代，人機(jī)耦合型教學(xué)需要虛擬與真實(shí)兼具、超強(qiáng)的智能學(xué)習(xí)體驗(yàn)、智能化方案個(gè)性定制以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。利用VR輔助教學(xué)，將現(xiàn)實(shí)場景逼真地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，而AR 技術(shù)可充分融合現(xiàn)實(shí)場景和虛構(gòu)的場景，呈現(xiàn)豐富立體的實(shí)踐場景，既可以解決實(shí)踐困境，亦可以充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生主動創(chuàng)造、大膽創(chuàng)新的內(nèi)生動力。建立在人工智能技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)字孿生系統(tǒng)，能夠真實(shí)還原現(xiàn)實(shí)學(xué)科實(shí)訓(xùn)場景，能夠達(dá)到身臨真實(shí)場景學(xué)習(xí)的效果，實(shí)現(xiàn)具身理論指導(dǎo)下的沉浸式教學(xué)，有利于學(xué)生空間思維與能力的培養(yǎng)。[3]學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)時(shí)、協(xié)作、共享、高效，學(xué)校從基礎(chǔ)平臺到算法決策，乃至應(yīng)用場景均應(yīng)深度融合、全面賦能、多維創(chuàng)新，建設(shè)全方位教育數(shù)字化智慧校園新生態(tài)。[4]

（三）數(shù)據(jù)智能平臺助力學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)

數(shù)據(jù)智能平臺實(shí)現(xiàn)規(guī)?；膶?shí)體與虛擬教學(xué)場景下學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。針對不同學(xué)生智能化學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)診斷與智能干預(yù)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)。人工智能平臺將實(shí)現(xiàn)知識圖譜技術(shù)與深度學(xué)習(xí)技術(shù)有效融合，協(xié)助教師精準(zhǔn)分析每一名學(xué)生學(xué)情，對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行智能干預(yù)。知識圖譜技術(shù)可以追溯分析學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱點(diǎn)及行為路徑，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)診斷與學(xué)習(xí)行為序列的智能分析，借此為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)資源與人-機(jī)協(xié)同干預(yù)，為基于數(shù)據(jù)的教學(xué)范式轉(zhuǎn)型提供支撐。通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集與交換標(biāo)準(zhǔn)在智能化數(shù)據(jù)平臺中實(shí)現(xiàn)融通，通過數(shù)據(jù)分析既能實(shí)現(xiàn)對全體學(xué)生的智能分析，同時(shí)對不同發(fā)展水平的學(xué)生進(jìn)行聚類，針對不同群體進(jìn)行智能干預(yù)，在全量精細(xì)化數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)個(gè)性問題，對個(gè)體進(jìn)行精準(zhǔn)干預(yù)。人機(jī)協(xié)同智能平臺可實(shí)現(xiàn)教學(xué)個(gè)性化的陪練、答疑、差異化的學(xué)習(xí)方案制定等，持續(xù)提升學(xué)生個(gè)性化教學(xué)效能。同時(shí)，加強(qiáng)教學(xué)資源個(gè)性化推薦，學(xué)習(xí)者建模與學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)，助推個(gè)性化教學(xué)，不斷提升對教育服務(wù)智能平臺的場景化、個(gè)性化、智能化需求。[5]

三、新時(shí)代教學(xué)智能化發(fā)展面臨的困境

（一）資源與技術(shù)困境

人工智能的發(fā)展為教學(xué)智能化帶來了重大發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也為相關(guān)教育實(shí)踐帶來了一定的挑戰(zhàn)。伴隨智慧教育的蓬勃發(fā)展，人工智能及信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)場景，學(xué)科教學(xué)亦呈現(xiàn)多樣化教學(xué)樣態(tài)，尤其體現(xiàn)在智能教學(xué)領(lǐng)域。教學(xué)智能化深入發(fā)展，為學(xué)校資源建設(shè)、技術(shù)更新?lián)Q代、課程開發(fā)、資金投入等環(huán)節(jié)均帶來一定的挑戰(zhàn)。由于相關(guān)環(huán)節(jié)未能及時(shí)跟進(jìn)，阻礙了教學(xué)遠(yuǎn)程現(xiàn)代化智能發(fā)展。基于實(shí)境教學(xué)，以無縫學(xué)習(xí)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)走向虛擬現(xiàn)實(shí)的常態(tài)化學(xué)習(xí)模式需要相關(guān)技術(shù)及資源的支撐。在人工智能時(shí)代，人機(jī)耦合型教學(xué)需要高端技術(shù)和智能設(shè)備與之匹配，由于資源限制，尚不能因材施教，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。利用VR輔助教學(xué)和AR 技術(shù)充分融合現(xiàn)實(shí)場景和虛構(gòu)的場景，呈現(xiàn)豐富立體的實(shí)踐場景，由于不同院校和培育機(jī)構(gòu)的資源差異，尚不能完全解決智能化教學(xué)的需求。建立在人工智能技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)字孿生系統(tǒng)尚未普及，不能滿足學(xué)生沉浸式教學(xué)。由于校際間資源差距巨大，課堂智能教學(xué)不但面臨硬件資源的短缺，也同時(shí)遭遇人工智能、大數(shù)據(jù)等相關(guān)技術(shù)困境。此外，人工智能技術(shù)與教學(xué)的有機(jī)深度融合，也是教學(xué)智能化發(fā)展的關(guān)鍵，部分學(xué)校依然面臨教學(xué)智能化的重重挑戰(zhàn)。[6]

（二）師資困境

人工智能背景下，教師雖然可以通過智能教學(xué)工具成為學(xué)生智慧學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和研究者，但是對于智能教學(xué)工具及相關(guān)技術(shù)的熟練掌握依然是對相關(guān)教師提出的基本要求，由于一些教師未能及時(shí)跟進(jìn)現(xiàn)代教育技術(shù)的更新步伐因此無法勝任相關(guān)的教學(xué)工作，教師的數(shù)字教學(xué)能力有待進(jìn)一步提升。人工智能背景下，教師將更加注重教學(xué)過程設(shè)計(jì)，教學(xué)過程設(shè)計(jì)要針對教育智能化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，防止學(xué)生出現(xiàn)學(xué)習(xí)偏差，因此不但需要教師自身的責(zé)任心意識，更要重視培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)和主動處理問題的能力培養(yǎng)，這需要教師將相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容在豐富動態(tài)的基礎(chǔ)上，持續(xù)提升其所教內(nèi)容的吸引力，這樣才能保障按照學(xué)生認(rèn)知方式在教師引導(dǎo)下學(xué)生自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，教育才能真正走入學(xué)生的心里，因此對教師的教學(xué)智能化帶來了巨大的挑戰(zhàn)。教師雖然可以通過虛擬仿真技術(shù)立體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，相關(guān)技術(shù)的持續(xù)升級也為教師適應(yīng)教學(xué)的新樣態(tài)帶來巨大挑戰(zhàn)，許多教師將面臨人工智能技術(shù)與專業(yè)素養(yǎng)的雙重考驗(yàn)，尤其是在強(qiáng)調(diào)智慧學(xué)習(xí)的大背景下，一些教師感覺無所適從，很難將學(xué)科知識有效融入智慧課堂。此外，部分教師由于惰性思維，依然沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，不愿做出改變，因此若想更好地將人工智能技術(shù)融入教學(xué)，必須讓教師意識到傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)的弊端，充分運(yùn)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，積極探索，持續(xù)跟進(jìn)，推進(jìn)學(xué)生深度沉浸式學(xué)習(xí)，不斷提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，探索適合學(xué)生教育的新型教學(xué)模式。這些對教師智能素養(yǎng)的培養(yǎng)與提升均提出了新的要求，教師只有持續(xù)完善自身智能素養(yǎng)，構(gòu)建起人網(wǎng)融合的智慧教學(xué)新樣態(tài)，才能實(shí)現(xiàn)有效智能化教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

（三）外部環(huán)境困境

學(xué)生教育既受到教與學(xué)的內(nèi)部因素影響，也受到教育外部環(huán)境的影響。當(dāng)前，手機(jī)、電腦等終端設(shè)備成為學(xué)生獲取信息的主要途徑，這為學(xué)生獲取知識帶來便捷的同時(shí)，也帶來一定的隱患。由于一些信息源的根服務(wù)器往往位于西方發(fā)達(dá)國家，因此他們掌握著主動權(quán)，其算法技術(shù)通常能夠掌控他國信息獲取特點(diǎn)及偏好，進(jìn)而通過人工智能技術(shù)進(jìn)行有針對性的智能推送與滲透。在大量繁雜的網(wǎng)絡(luò)信息紛紛涌來時(shí)，一些年輕的學(xué)生很難做出正確選擇和辨別，這將對學(xué)生的思想認(rèn)知、人生觀和價(jià)值觀造成一定的負(fù)面影響?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+智能教學(xué)”背景下，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主選擇機(jī)會越來越多，面對繁雜的不良信息和思潮，一些學(xué)生往往迷失了方向，做出了錯(cuò)誤選擇。尤其是一些西方敵對國家通過網(wǎng)絡(luò)信息滲透，故意抹黑中國，滲透所謂的“自由平等”價(jià)值觀，誤導(dǎo)我國學(xué)生思想價(jià)值觀，從而導(dǎo)致學(xué)生的認(rèn)知偏差。因此，面對開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，網(wǎng)絡(luò)信息的開放性、隱匿性特征極易弱化學(xué)生的道德責(zé)任，尤其對于自控能力差易受外部影響的學(xué)生，部分惡俗和有害的網(wǎng)絡(luò)信息對其人生觀、價(jià)值觀將產(chǎn)生一定的不良效應(yīng)。

四、人工智能背景下新時(shí)代教學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑

（一）學(xué)習(xí)方式注重差異化、精準(zhǔn)化

長期的功利主義和實(shí)用主義導(dǎo)向?qū)е陆虒W(xué)偏重規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和效率化，阻滯了學(xué)生開拓進(jìn)取意識和創(chuàng)造能力的發(fā)揮。人工智能提供了人機(jī)物聯(lián)的多維互動，定制化制造與服務(wù)將日益盛行，與此相對應(yīng)的是個(gè)性化、差異化的新時(shí)代人才培養(yǎng)。智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)即依托人工智能技術(shù)的在線智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)[7]，可實(shí)現(xiàn)超精細(xì)操作流程分解。依托人工智能的智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)特征及現(xiàn)有水平等指標(biāo)為學(xué)習(xí)者提供動態(tài)、個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)可模擬乃至超越教師，為學(xué)生提供精準(zhǔn)支持。通過將復(fù)雜隱晦的操作流程分解為可操作、可量化和可傳授的知識，并生成知識圖譜，形成清晰可視化系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖。智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過智能分析，精準(zhǔn)把控學(xué)生現(xiàn)有水平及優(yōu)劣勢領(lǐng)域，自動匹配個(gè)性化適應(yīng)性學(xué)習(xí)內(nèi)容，提升學(xué)科知識的學(xué)習(xí)效率。在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)上，通過人臉識別技術(shù)采集學(xué)生的注意力、情緒、行為等表征數(shù)據(jù)，通過智能解析，對學(xué)習(xí)者做出精準(zhǔn)判斷。此外，還可通過學(xué)習(xí)分析技術(shù)與機(jī)器學(xué)習(xí)生成學(xué)習(xí)預(yù)測模型，作為差異化、個(gè)性化學(xué)習(xí)的重要依據(jù)，學(xué)生可基于個(gè)性化智能網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺獲取差異化的個(gè)性學(xué)習(xí)體驗(yàn)。[8]

（二）教學(xué)場景強(qiáng)化虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)協(xié)同

人工智能發(fā)展背景下，學(xué)生可借助智能技術(shù)的優(yōu)勢虛擬真實(shí)教學(xué)場景，并增加啟發(fā)性、分析性智能教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在苦練基本功的同時(shí)提升認(rèn)識問題和解決問題能力，認(rèn)識和思維水平不斷升華，提高解決復(fù)雜問題的綜合素養(yǎng)，以便應(yīng)對未來智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要。

首先，可以充分利用人工智能的虛擬現(xiàn)實(shí)場景的優(yōu)勢，創(chuàng)建完全仿真或虛實(shí)結(jié)合的混合實(shí)踐場景，既可以節(jié)約人力物力，也可為學(xué)生提供實(shí)踐、創(chuàng)新的空間。此外，還能夠有效解決實(shí)踐不足問題，并可通過構(gòu)建不同實(shí)踐場景來培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。這種實(shí)踐模式與傳統(tǒng)實(shí)踐中普遍性的知識與技能體系不同，它是個(gè)體在仿真工作場景中的反復(fù)磨練和主動探究，融入自我經(jīng)驗(yàn)不斷升華的過程，最終演化為具有個(gè)人特質(zhì)的高階思維。同時(shí)，通過數(shù)字虛擬場景實(shí)踐，可以實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、跨專業(yè)情境轉(zhuǎn)移與交融，提高學(xué)生的多學(xué)科交叉和知識遷移應(yīng)用能力，以便更好地適應(yīng)復(fù)合型人才培養(yǎng)需要。此外，還可大力推廣人機(jī)協(xié)同培訓(xùn)模式，對于機(jī)械性和程序性較強(qiáng)的工作任務(wù)可以完全托付給機(jī)器來做，而由學(xué)生來做機(jī)器無法勝任的決策、辨析、組織、構(gòu)建等高階任務(wù)，不斷提升學(xué)生分析解決復(fù)雜問題的能力。面對人工智能帶來的挑戰(zhàn)，教學(xué)須轉(zhuǎn)變原有育人觀念，不斷改進(jìn)人機(jī)協(xié)同教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變學(xué)生實(shí)踐的重心。[9]

（三）借助人工智能提升教師智慧教育能力

人工智能背景下，教學(xué)教師通過智能教學(xué)工具成為智慧學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和研究者，智能教學(xué)工具及相關(guān)技術(shù)支撐將有效提升教師的數(shù)字教學(xué)能力。教師將更加注重學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)，重視培養(yǎng)學(xué)生主動處理問題的能力，以學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)為主，按照學(xué)生認(rèn)知方式在教師引導(dǎo)下自主選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師可通過虛擬仿真立體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生可以身臨其境般地參與互動和觀摩。此外，通過語音文字處理、人機(jī)交互與人臉識別、精準(zhǔn)預(yù)判、自動提醒等智能感知技術(shù)，教師可隨時(shí)隨地感知學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好、情緒及心理變化，提供及時(shí)糾偏與幫扶。此外，人工智能技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)分析，也產(chǎn)生了大量冗余數(shù)據(jù)。合理利用數(shù)據(jù)，分類處理并針對學(xué)生間的差異實(shí)施因材施教將是人工智能背景下教學(xué)成功的關(guān)鍵。只有針對不同個(gè)體開展有效的定制化教學(xué)服務(wù)，才能充分發(fā)揮人工智能的技術(shù)優(yōu)勢。[10]

（四）構(gòu)建協(xié)同互聯(lián)的智能教學(xué)生態(tài)體系

良好的智能育人生態(tài)必須建立學(xué)校間及其與外部利益相關(guān)方的協(xié)同機(jī)制，形成內(nèi)外互聯(lián)、優(yōu)勢互補(bǔ)、資源共享、政策扶持、流程一體的新型教學(xué)發(fā)展體系，以解決資源與技術(shù)困境問題。積極引導(dǎo)多元社會主體參與人工智能與教學(xué)融合建設(shè)體系中來，不斷豐富智能教學(xué)產(chǎn)品和服務(wù)，為教育公益組織提供便捷通道，助力智慧教學(xué)發(fā)展。建立行業(yè)專家、智能應(yīng)用企業(yè)專家駐校制度，加強(qiáng)教學(xué)領(lǐng)域?qū)＜遗c人工智能專業(yè)技術(shù)人員的合作，鼓勵(lì)人工智能行業(yè)專家參與教研和提供專業(yè)化服務(wù)。人工智能相關(guān)企業(yè)作為智慧教育的重要主體，是優(yōu)化教學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展生態(tài)的重要環(huán)節(jié)，企業(yè)應(yīng)更加關(guān)注自由定制款智慧教學(xué)工具的更新與功能拓展，以人工智能技術(shù)提升教學(xué)效率，從而最大化拓展教育成果。此外，通過增加兼職教師，并給予靈活的保障激勵(lì)政策，解決師資不足問題。政府部門應(yīng)加大教學(xué)公共服務(wù)供給，通過財(cái)政支持鼓勵(lì)學(xué)校完善智能教育資源與技術(shù)，購買相關(guān)教育服務(wù)，幫助學(xué)校完善智能課程體系，最大限度地滿足學(xué)生多樣化學(xué)習(xí)需求。[11]

（五）依托人工智能開發(fā)層級清晰的網(wǎng)絡(luò)平臺

完善智能育人體系，需要開發(fā)層級清晰的智能網(wǎng)絡(luò)平臺（如圖1 所示）。教學(xué)的有效開展，離不開科學(xué)高效的智能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺。完善的智能網(wǎng)絡(luò)平臺基本構(gòu)架由頂層、中間層和基層組成。頂層主要關(guān)注用戶及其服務(wù)環(huán)節(jié)，這也是構(gòu)建智能網(wǎng)絡(luò)平臺的宗旨所在；中間層開發(fā)重點(diǎn)為應(yīng)用程序及中間件服務(wù)，主要是系統(tǒng)的軟件層；基層主要包括基礎(chǔ)管理層、虛擬服務(wù)層、物理資源層，這部分主要是依托系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)功能。網(wǎng)絡(luò)平臺的集成主要依托于計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，尤其是結(jié)合人工智能技術(shù)，為教學(xué)智能網(wǎng)絡(luò)平臺提供物理保障與技術(shù)支撐。用戶層通常是面向教學(xué)的廣大師生。服務(wù)層主要承載教學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、教育服務(wù)、實(shí)踐體驗(yàn)、教學(xué)管理、資源管理、師生互動等教學(xué)服務(wù)功能，它是智能教育網(wǎng)絡(luò)平臺與外部用戶交流的通道。應(yīng)用程序?qū)由婕暗姆秶^廣，包括網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)程序、教學(xué)與管理程序、教育資源、教育應(yīng)用市場等，應(yīng)用層通過決策模型、程序設(shè)計(jì)、流程再造實(shí)現(xiàn)人工智能與教學(xué)的有機(jī)整合。[12]通過完善智能平臺，構(gòu)建起人網(wǎng)融合的智慧學(xué)習(xí)新樣態(tài)，實(shí)現(xiàn)潛移默化日積月累的感化育人效果，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。

圖1 智能網(wǎng)絡(luò)平臺層級示意圖

（六）利用人工智能技術(shù)化解外部環(huán)境造成的不良影響

人工智能革新智能育人方式，倡導(dǎo)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理念，自主建構(gòu)、探究與合作，以及明辨是非防腐拒變的能力，減少外部環(huán)境的不良影響，促進(jìn)其綜合能力提升。同時(shí)，課堂內(nèi)外聯(lián)結(jié)互動，借助人工智能技術(shù)更好地了解學(xué)生的思想發(fā)展動態(tài)，將學(xué)生受外界不良影響的可能性降到最低程度。通過智能化、立體化教學(xué)樣態(tài)，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生精準(zhǔn)智能輔導(dǎo)，隨時(shí)關(guān)注學(xué)生的思想異動，注重智適應(yīng)個(gè)性化輔導(dǎo)。機(jī)器學(xué)習(xí)與計(jì)算、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)后，不僅可處理復(fù)雜的動態(tài)教學(xué)數(shù)據(jù)，也具有學(xué)生思想動態(tài)監(jiān)測與自我更新能力。思學(xué)交融與因?qū)W定教是教學(xué)智能化發(fā)展的邏輯指向，智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)具有啟發(fā)思維、超強(qiáng)糾錯(cuò)及個(gè)性化的動態(tài)調(diào)整功能，并依據(jù)學(xué)習(xí)者的困惑和習(xí)慣智推學(xué)習(xí)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)差異化解決學(xué)生發(fā)展中的困擾。此外，慕課與微課，個(gè)性化與精準(zhǔn)化因材施教，均需要人工智能技術(shù)的支撐，相關(guān)實(shí)踐與研究的深入，為學(xué)生針對性輔導(dǎo)提供了必備條件，不斷探索技術(shù)與思想教育的深度融合，是優(yōu)化智能教學(xué)生態(tài)環(huán)境的必然選擇。學(xué)生通過手機(jī)完成思想教育任務(wù)，教師借助智能客戶端程序了解學(xué)生的思想動態(tài)及困惑。人工智能背景下思政教育教學(xué)必然需要人機(jī)結(jié)合，師生共同在網(wǎng)絡(luò)平臺上分享正能量，彼此感化。不斷整合碎片化知識，形成一定的知識與理念體系，并持續(xù)進(jìn)行外部資源的系統(tǒng)化分析，隨時(shí)化解學(xué)生受外部環(huán)境影響產(chǎn)生的不良影響。

（七）利用大數(shù)據(jù)技術(shù)完善教學(xué)體系

人工智能的運(yùn)行基礎(chǔ)是大數(shù)據(jù)，以確保智能化決策系統(tǒng)精準(zhǔn)運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)包含人才需求預(yù)測、理論與實(shí)踐知識體系、培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)、課程與教學(xué)設(shè)計(jì)、教育教學(xué)評價(jià)、學(xué)生思想動態(tài)預(yù)判、師生信息、實(shí)踐、個(gè)人表現(xiàn)等相關(guān)大數(shù)據(jù)。此外，要建立基于大數(shù)據(jù)的智能教育教學(xué)評價(jià)體系，精準(zhǔn)評價(jià)教學(xué)成效?；诖髷?shù)據(jù)的多元化智能測評，不只是進(jìn)行優(yōu)劣評價(jià)，更主要的職能是挖掘某個(gè)領(lǐng)域的人才，發(fā)掘每個(gè)學(xué)生的潛能，激發(fā)學(xué)生深度探究和自我突破的動能。通過打造完整的質(zhì)量評價(jià)反饋體系，并將人工智能分析嵌入教學(xué)的每一環(huán)節(jié)，構(gòu)建完善的教學(xué)生態(tài)體系。利用相關(guān)大數(shù)據(jù)更好地服務(wù)于人工智能教育系統(tǒng)，借助智慧課堂、智能教室、智能場景助力教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展。利用學(xué)校智能云平臺，完善包含學(xué)生素質(zhì)、特長、學(xué)習(xí)狀態(tài)、意識形態(tài)等數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)信息庫，除了對學(xué)生基本素質(zhì)和學(xué)習(xí)狀態(tài)做出精準(zhǔn)判斷，也能夠?qū)W(xué)生受外部環(huán)境不良影響作出科學(xué)預(yù)判和糾偏，更好地為教學(xué)評價(jià)和高質(zhì)量人才培養(yǎng)服務(wù)。[13]

人機(jī)耦合的綜合素養(yǎng)培育將是未來教學(xué)發(fā)展革新的方向。人機(jī)耦合協(xié)同發(fā)展是智慧教育發(fā)展的必要保障。技術(shù)實(shí)踐的智能化、擬人化是教學(xué)發(fā)展的突破口，教學(xué)智能化、擬人化應(yīng)緊跟智能產(chǎn)業(yè)步伐，并具有一定超前意識。學(xué)習(xí)者需要與智能化機(jī)器間深度協(xié)同，交互共生，力促構(gòu)建人機(jī)完美融合的新樣態(tài)，全力助推智能教學(xué)水平，不斷提升學(xué)生綜合智能素養(yǎng)。