生成式人工智能融入課程教學(xué)的實施路徑研究

王林生

【摘? 要】 近年來，人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，呈現(xiàn)出智能化、規(guī)模化、個性化的發(fā)展趨勢，為教育變革帶來了新機(jī)遇。然而，將人工智能融入課程教學(xué)面臨著技術(shù)與課程深度融合不足、“智能+”教育實踐有待提升和教學(xué)評價體系亟待優(yōu)化等問題。基于此，文章以國開學(xué)習(xí)網(wǎng)為例，提出了人工智能融入課程教學(xué)的實施路徑，即“以學(xué)定教”的人工智能課程體系建設(shè)、“以用定教”的人工智能學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)、“以評定教”的人工智能智能評價體系建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】 人工智能；課程教學(xué)；路徑分析

生成式人工智能是一種面向未來的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它基于學(xué)習(xí)者的需求和經(jīng)驗，基于知識圖譜和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，依據(jù)數(shù)據(jù)驅(qū)動的規(guī)律、邏輯、知識構(gòu)建、評估等模型，形成個性化學(xué)習(xí)路徑。在當(dāng)前技術(shù)支撐下，生成式人工智能與課程教學(xué)融合是未來教育發(fā)展的必然趨勢。為加快生成式人工智能與課程的深度融合，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)可探索以“人工智能+”課程教學(xué)為載體，通過課程教學(xué)改革、人工智能與課程教學(xué)融合方式創(chuàng)新，以及教師教育思維變革，在人工智能助力下形成了“智能導(dǎo)學(xué)—智能答疑—智能測評”的閉環(huán)學(xué)習(xí)過程。通過這一實施路徑，提升了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率和效果。

一、對生成式人工智能的簡要介紹

生成式人工智能是近年來人工智能領(lǐng)域備受關(guān)注的一個分支，它利用深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、計算機(jī)視覺等技術(shù)，通過學(xué)習(xí)大量數(shù)據(jù)并模擬人類的思維方式和創(chuàng)造力，能夠生成全新的、有創(chuàng)造性的內(nèi)容。與傳統(tǒng)的分析型人工智能不同，生成式人工智能更加注重創(chuàng)造性和創(chuàng)新性，它可以應(yīng)用于文本、圖像、音頻等多種媒體形式，具有廣泛的應(yīng)用前景。生成式人工智能的核心技術(shù)包括深度學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然語言處理等。其中，深度學(xué)習(xí)是生成式人工智能得以實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它通過構(gòu)建多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，模擬人腦神經(jīng)元之間的連接和傳遞過程，實現(xiàn)對復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理和分析。

二、生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用潛力

（一）個性化教學(xué)資源的創(chuàng)造

生成式人工智能的崛起為教育領(lǐng)域帶來了前所未有的個性化教學(xué)資源。這一技術(shù)的核心優(yōu)勢在于其能夠深度理解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求、風(fēng)格和能力，進(jìn)而生成與之高度匹配的教學(xué)資源。傳統(tǒng)的教育模式往往采用“一刀切”的教學(xué)方法，忽略了學(xué)生之間的個體差異。然而，每個學(xué)生都是獨一無二的，他們有著不同的學(xué)習(xí)速度、興趣點和擅長的學(xué)習(xí)方式。生成式AI技術(shù)的引入，使得為每個學(xué)生量身定制教學(xué)資源成為可能。這意味著，無論是對學(xué)習(xí)速度較快的學(xué)生，還是對需要更多時間和耐心來掌握知識的學(xué)生，都可以獲得符合其個性化需求的教學(xué)材料。例如，對愛好數(shù)學(xué)的學(xué)生，生成式AI可以生成與其興趣相關(guān)的數(shù)學(xué)問題和應(yīng)用場景，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣；對語言學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，AI可以生成帶有詳細(xì)解釋和例子的學(xué)習(xí)資源，幫助他們更好地理解和掌握知識點。此外，生成式AI還能夠根據(jù)學(xué)生的實時反饋和學(xué)習(xí)進(jìn)度，動態(tài)調(diào)整教學(xué)資源的難度和內(nèi)容，確保其始終在適合自己的學(xué)習(xí)路徑上前行。這種個性化的學(xué)習(xí)方式不僅有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還能夠培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。更為值得一提的是，對特殊需求的學(xué)生群體，如視障、聽障學(xué)生，生成式AI技術(shù)能夠生成符合他們特殊需求的教學(xué)內(nèi)容，如音頻描述、手語視頻等。這不僅體現(xiàn)了技術(shù)的包容性，還極大地促進(jìn)了教育的公平性和普及性。

（二）互動式與沉浸式教學(xué)體驗的增強(qiáng)

21世紀(jì)的教育領(lǐng)域，技術(shù)的快速發(fā)展為教學(xué)方式帶來了革命性的變革。其中，生成式人工智能結(jié)合虛擬現(xiàn)實（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)，為學(xué)生和教師提供了一個互動式與沉浸式教學(xué)的平臺。以國開學(xué)習(xí)網(wǎng)為例，這一在線教育平臺正積極探索如何利用這些技術(shù)來增強(qiáng)其課程教學(xué)的吸引力和有效性。在國開學(xué)習(xí)網(wǎng)的許多在線課程中，可根據(jù)課程內(nèi)容探索生成式AI與VR和AR技術(shù)進(jìn)行深度融合，為學(xué)生創(chuàng)造一個三維、可交互的學(xué)習(xí)場景。例如，在歷史課程中，學(xué)生不再僅僅是通過文字和圖片來了解歷史事件，而是可以“穿越”到古代，親自體驗當(dāng)時的生活和文化。這種沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境不僅使學(xué)生能夠更加直觀地理解抽象的概念，還大幅提高了他們的學(xué)習(xí)興趣和參與度。此外，生成式AI在國開學(xué)習(xí)網(wǎng)中還可以為學(xué)生和教師提供實時的反饋和建議。通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為模式，系統(tǒng)可以即時識別學(xué)生的學(xué)習(xí)難點和興趣點，并為其提供個性化的學(xué)習(xí)建議和方法。這種實時的反饋機(jī)制不僅有助于學(xué)生及時發(fā)現(xiàn)并解決問題，還能夠讓教師更加準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，從而調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。

三、生成式人工智能融入課程教學(xué)的實施路徑——以國開學(xué)習(xí)網(wǎng)為例

（一）“以學(xué)定教”的人工智能智能課程體系建設(shè)

1. 以學(xué)習(xí)者為中心，定制個性化學(xué)習(xí)路徑

在21世紀(jì)的教育發(fā)展中，生成式人工智能已成為推動教學(xué)創(chuàng)新的重要動力。國開學(xué)習(xí)網(wǎng)作為國內(nèi)知名的在線教育平臺，應(yīng)積極探索如何將生成式AI技術(shù)融入課程體系，以學(xué)習(xí)者為中心，打造更個性化、智能化的學(xué)習(xí)體驗。目前，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)可以嘗試建立一種“以學(xué)定教”的人工智能智能課程體系，旨在通過深度分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，挖掘其潛在的學(xué)習(xí)需求和興趣點，為每位學(xué)習(xí)者量身定制獨特的學(xué)習(xí)路徑和資源推薦。該體系建設(shè)需要對現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行整合和優(yōu)化，并利用先進(jìn)的人工智能技術(shù)對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為、能力和風(fēng)格進(jìn)行全面、深入地分析。通過這樣的分析，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)能更準(zhǔn)確地了解學(xué)習(xí)者的需求，為其提供更精準(zhǔn)、個性化的學(xué)習(xí)支持。同時，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)還可以探索將個性化學(xué)習(xí)路徑與課程內(nèi)容、教學(xué)模式等方面有機(jī)融合。通過這種融合，不僅能提升課程的實用性和針對性，還能激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性，最大化利用教學(xué)資源。國開學(xué)習(xí)網(wǎng)積極探索建立以學(xué)習(xí)者為中心的“以學(xué)定教”人工智能智能課程體系，為廣大學(xué)習(xí)者提供更智能化、個性化的學(xué)習(xí)體驗。這一探索不僅體現(xiàn)了平臺對教育創(chuàng)新的追求，還為未來的教育變革提供了新的思路和方向。

2. “智能導(dǎo)學(xué)—智能答疑—智能測評”的閉環(huán)學(xué)習(xí)過程

要實現(xiàn)真正個性化的學(xué)習(xí)體驗，必須打破傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，建立起“智能導(dǎo)學(xué)—智能答疑—智能測評”的閉環(huán)學(xué)習(xí)過程。目前，這一功能正在積極探索與建設(shè)中，力求為每位學(xué)習(xí)者帶來前所未有的學(xué)習(xí)支持。在“以學(xué)定教”的人工智能課程體系中，智能導(dǎo)學(xué)、智能答疑和智能測評三個教學(xué)環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。

國開學(xué)習(xí)網(wǎng)可以探索研發(fā)智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠基于學(xué)習(xí)者的歷史數(shù)據(jù)和實時反饋，利用生成式AI技術(shù)為其規(guī)劃出最優(yōu)的學(xué)習(xí)路徑。這不僅僅是一條知識點串聯(lián)的線路，更是一條根據(jù)學(xué)習(xí)者的能力、興趣和學(xué)習(xí)風(fēng)格量身定制的個性化學(xué)習(xí)之路。智能導(dǎo)學(xué)結(jié)合了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和“人工智能+”課程教學(xué)改革，引入基于學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡的數(shù)據(jù)分析技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力特征，為每個學(xué)習(xí)者量身定制個性化導(dǎo)學(xué)方案，并生成個性化導(dǎo)學(xué)報告。在此基礎(chǔ)上，形成“智能導(dǎo)學(xué)—智能答疑—智能測評”的閉環(huán)學(xué)習(xí)過程。

具體而言，第一步是基于學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡數(shù)據(jù)分析，為每個學(xué)習(xí)者定制個性化導(dǎo)學(xué)方案，并生成個性化的導(dǎo)學(xué)報告。第二步則是基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)軌跡數(shù)據(jù)分析和知識圖譜技術(shù)，為每個學(xué)習(xí)者生成智能答疑報告。這一階段通過建立學(xué)生的學(xué)習(xí)模型、知識圖譜以及知識邏輯關(guān)系，進(jìn)行智能答疑。第三步是根據(jù)智能答疑結(jié)果和知識圖譜技術(shù)，生成學(xué)習(xí)者智能測評報告。人工智能作為一種工具或技術(shù)手段，其最終目的是讓機(jī)器具有人類一般的智能特征。

（二）“以用定教”的人工智能學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)

隨著科技的飛速發(fā)展，生成式人工智能已成為推動教育領(lǐng)域創(chuàng)新與改革的強(qiáng)大引擎。在這一大背景下，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)緊跟時代步伐，應(yīng)積極致力于構(gòu)建“以用定教”的人工智能學(xué)習(xí)環(huán)境。這意味著將“人工智能+”的理念深度融入課程教學(xué)，以提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗和效果。在課程教學(xué)中，可以建立智能導(dǎo)學(xué)、智能答疑、智能測評等系統(tǒng)，實現(xiàn)課程教學(xué)的智能化改造。

“以用定教”的人工智能學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)以課程教學(xué)需求為導(dǎo)向，根據(jù)學(xué)習(xí)者需求設(shè)計與建設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，并根據(jù)課程內(nèi)容特點和要求進(jìn)行系統(tǒng)功能設(shè)計。例如，系統(tǒng)可以支持教師完成課堂直播、課前預(yù)習(xí)、課堂練習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，同時學(xué)生可以通過智能答疑系統(tǒng)在線回答教師提出的問題。此外，系統(tǒng)還應(yīng)根據(jù)教師和學(xué)生的需求提供個性化的支持，幫助教師優(yōu)化課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，減輕工作負(fù)擔(dān)，提升教學(xué)效果，同時滿足學(xué)生不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格和個性化學(xué)習(xí)需求。

（三）“以評定教”的人工智能智能評價體系建設(shè)

在數(shù)字化和智能化的時代背景下，教育評價方式也正在經(jīng)歷深刻變革。在探索新的評價模式時，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)應(yīng)該致力于構(gòu)建“以評定教”的人工智能智能評價體系。這一體系旨在引入先進(jìn)的人工智能技術(shù)，實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的全面、精準(zhǔn)、個性化評估，從而為教師提供更有針對性的教學(xué)建議，提升教學(xué)效果。

目前，“以評定教”的人工智能智能評價體系正在積極探索和建設(shè)中。傳統(tǒng)的教育評價方式存在主觀性強(qiáng)、效率低下等問題，難以滿足個性化教育的需求。因此，引入人工智能技術(shù)可以打破這些限制，為教育評價帶來革命性的變革。國開學(xué)習(xí)網(wǎng)的智能評價體系應(yīng)該基于先進(jìn)的人工智能技術(shù)構(gòu)建，采用自適應(yīng)、自組織、自學(xué)習(xí)等方式，能夠精準(zhǔn)地評估學(xué)習(xí)者的知識掌握程度、能力水平以及學(xué)習(xí)行為等多個維度。這一體系的建立有望打破傳統(tǒng)教育中“一刀切”的評價模式，為每位學(xué)習(xí)者提供更加個性化、精準(zhǔn)的評價和反饋。

在“以評定教”的評價模式中，國開學(xué)習(xí)網(wǎng)探索出一條以“學(xué)情診斷—個性輔導(dǎo)—精準(zhǔn)反饋”為主線，能夠形成一個閉環(huán)的評價體系（如圖1）。首先，通過采集學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括學(xué)習(xí)者畫像、知識圖譜、學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)等，系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全面診斷，這種診斷不僅能夠揭示學(xué)習(xí)者在知識掌握上的優(yōu)勢和不足，還能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)風(fēng)格、興趣點等方面的個體差異?；趯W(xué)情診斷的結(jié)果，智能評價體系會為學(xué)習(xí)者推薦個性化的課程或?qū)W習(xí)任務(wù)，這些推薦不是隨意的，而是根據(jù)學(xué)習(xí)者的知識基礎(chǔ)、能力水平以及智能測評的結(jié)果等多個維度綜合分析得出。

四、結(jié)語

教育信息化的目的不是為了完成新技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，而是通過新技術(shù)的應(yīng)用為教育提供更多可能性，從而促進(jìn)教育發(fā)展和創(chuàng)新。只有立足于真實的教學(xué)場景，將生成式人工智能融入課程教學(xué)，才能真正為學(xué)習(xí)者帶來高效的學(xué)習(xí)體驗，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。

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*自貢開放大學(xué)教學(xué)改革項目“生成式人工智能融入課程教學(xué)的實施路徑研究——以國開學(xué)習(xí)網(wǎng)為例”。