浅析人工智能技术环境下教育新模式

严妍　何风

摘 要：随着人工智能技术在认知智能方向的不断深入和提升，给传统教育带来了更多的发展空间，驱动着教育在信息化方向上的变革。而人工智能与教育产生深度结合，让教育实现从内容到知识的转化，传统的教育模式正在被颠覆。

关键词：人工智能技术 教学新模式 大数据 管理

人工智能已经渗入到我们生活的各个方面，如搜索引擎、实时在线地图、手机语音助手、智能家居等都运用了人工智能技术。它已经或正在颠覆性地改变着许多行业和领域，而教育是人工智能最有可能颠覆的知识密集型领域。

一、 人工智能的发展与突破

人工智能（AI）是计算机科学的一个分支，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的技术科学。研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能可分为计算智能、感知智能和认知智能三个层次。在前两个层次上人工智能已经超越了人类，最近几年，人工智能已经向第三层次迈进，它在深度学习上取得了一些突破性进展，人工智能技术也从“能听会说”开始走向“能理解会思考”。2016年3月的人机围棋之战证明了人工智能围棋程序可以通过练习和学习积累经验具备学习能力。

二、 人工智能是教育信息化成功的前提

1.使教师和学生容易接受，愿意去用

师生要以人工智能为主要教学媒体和工具进行教与学的活动，要求人工智能能够扮演教师、学习伙伴、助手等多个角色，发挥相应的作用。让老师能很容易地应用，减轻教学的负担，如更方便地讲解一些知识点，帮助其用更少的时间却能更高效地批改作业；能降低学生的学习负担，同时提高学习的效率。

2.教育大数据的采集

人工智能技术离不开数据，教育数据的采集首先需要一个能把所有教学、学习行为数字化的教学环境，它应该包括云端、班级网端和教学移动终端，也就是我们通常所说的智慧教室。其次需要将这些已经形成的数字化信息进行个性分析整理，进一步数据化，最终形成有效数据，这也是教育数据采集最困难的地方。

3.数据能够支撑学习，将教学活动结构化

人工智能能够轻易地优化和处理结构化的知识，通过层次结构和映射关系为学生提供最优的学习路径。但对于非结构化的职业教育体系来说，知识隐藏着不同的维度，这需要人工智能挖掘内在关系，把海量教师长期形成的优质教学过程数据化，再通过算法对数据进行挖掘，确定教学决策过程中的哪些环节或教师教学的行为能够被结构化，形成在数字环境中教学活动需要的数据，进行机器学习，形成各种模型，以构建学习智能系统的底层，指导学生学习，提升教学。

4.优质的教学资源收集，构建知识图谱

优质资源的收集主要来自于互联网上教育云平台中已经累积的各种资源：制作精良、讲解透彻的微课和動画资源以及题库。这些资源筑建起强大的后台保障，构建成知识图谱，在教师授课时，可以实现资源的智能推送。

三、 人工智能环境下教育模式的改变

人工智能技术的日趋成熟，使人担心它以后会替代人类，其实不然，人工智能技术是辅助我们更好更高效完成工作的工具。对于职业教育来说，它就是安在教育这只“虎”上的一双翅膀。

1.高效应用于教学管理中，对教学进行综合测评

图像识别和语音识别是人工智能技术在教育应用中主要体现的两个方面。语音识别和语义分析技术的进步，使人工智能可以自动批改作业，帮助教师从“机械劳动”中解脱出来，让教师有更多的时间和精力关注教与学的过程。科研机构研发的机器阅卷技术，通过扫描阅卷和执笔阅卷等方式，实现阅卷过程的数据化和自动化，并形成一个即时的评价报告帮助教师和学生分析，对薄弱知识环节进行精准定位，不同的学习素材有针对性的推送，使学生节约有效的时间去做一些创新性的培训。

2.个性化的学习，实现精准教学

人工智能将传统课堂“从原理到应用”的教学方法转变为“从案例到原理”教学方法。而这种转变依赖于数据，通过大数据的收集，积累超千万学生的做题案例。同时通过每个学生在学习过程中呈现出的不同特点如科目的强弱项、学习知识和接受知识的能力、学习专注力的时间长度、对学习节奏的适应力等，对他们的学习特性进行个性描述分析。基于此为每个学生创建各自适应的学习体验，推送一对一教学，真正实现因人施教。如当学生阅读材料并回答问题时，根据其对知识的掌握给出相应资料，通过人工智能，明确什么方式学生更容易接受。而这种个性化的学习还可以为学生的专业选择提供高效服务，避免学生和家长在专业选择上的盲目性。

3.智能辅导系统和互动学习环境

研究者通过对智能辅导系统（ITS）、课堂一对多教学和一对一的教师辅导三者进行对比，发现ITS的效果比课堂教学好很多，和教师一对一辅导的效果相当。

而人工智能构造的互动学习环境相比传统授课能给予更多的建设性学习，让学生自己决定学习课题，这使得学生在课堂的表现更主动、体现更多个性化、收到更多学生反馈。如在一些专业课课堂上，开展 “弹幕教学”，在整个教学过程中，学生利用手机或平板电脑，通过网络随时发表疑问、提出自己的看法，这些内容会实时显示在大屏幕上。而授课的教师可以根据学生的反馈，随时调整授课内容和方式。

4.通过仿真场景学习

人的能力包括分析能力、实践能力和创建能力。实践能力只能在生活中培养，而今天的这种课堂教学模式使实践的机会减少，学校开设的实训类课程跟企业真实技能生产有一定的差距，这种情况使得学生的实践能力变得越来越弱，而仿真可以弥补这种缺陷。它利用各种模拟手段，再现真实的工作场景，为学生提供一个无风险的学习专业知识和技能的环境和条件。医学模拟教育走到今天，他们的载体己经从最初的基础解剖模型、局部功能训练模型到了后来的计算机辅助模型，尤其是目前利用的最为前沿的触觉感知技术虚拟培训系统和生理驱动型综合模拟模型。

人工智能已经不再是一个概念，将先进的人工智能和大数据技术应用于教育信息化，通过人工智能技术，整合学校的优质学习资源，精准化、个性化地推送给每个学生，以实现因材施教、个性化教学的效果，必将改变教育行业的未来。

（作者单位：湖南工贸技师学院）endprint