人工智能时代混合教学模式发展方向探索

丁红 陈波

摘要：人工智能技术被称为“第四次工业革命”，将引起各个行业的变革和发展。人工智能技术将会带动各级各类学校教学手段和教学模式的变革，课堂教学模式将由“互联网+教学”的混合教学模式向“人工智能+教学”的混合教学模式转变。本文对混合教学模式和人工智能的概念和发展进行了介绍，对人工智能技术在混合教学模式中的作用、教师的角色转变等内容进行了探索。

关键词：人工智能;混合教学模式;课堂教学

中图分类号：TP3      文獻标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）34-0072-02

近年来人工智能技术迅猛发展，人工智能技术和各行各业紧密结合，改变了各个行业的形态。“互联网+”将逐渐升级为“人工智能+”，让人工智能和各个行业进行深度融合，促进各个行业的转型和发展。

教育行业和人工智能关系紧密，“人工智能+教育”不但将会引起很多专业教学内容的变化、教学管理手段的变革，也会引起教学模式的变革。人工智能将改变传统教学环境、教学方法、教学手段，引起教与学的革命，带来新的混合教学模式。智能教育将逐渐成为未来教育的基本特征，基于人工智能的混合教学模式将在未来课堂教学中占据重要地位[1]。

1混合教学模式的发展历程

混合教学模式就是将最新的信息技术手段和传统的教学方式相结合，改革创新教学方法和教学手段，实现资源共享，提高教学效果，提升课堂效率，发挥学生的主体作用，实现主动、独立、探究、合作的新型教学模式[1]。

近二十年来，随着网络的普及和互联网技术的发展，传统教学模式在悄然发生改变，信息技术开始融入教学，不知不觉地改变了传统教学模式，形成了各种各样的混合教学模式。

2005年左右，很多高校开始建立精品课程网站，将课程资源从线下传到线上，实现了资源共享，学生可以通过网络获取课程资源，教师和学生可以通过网站在线讨论和交流。这是“网站+教学”的混合教学模式。

2010年以后，微课开始流行，教师将教学中的重点、难点内容录制成微视频的形式供学生课前预习、课后复习。微课视频短小精悍，特别适合学生在碎片时间用手机观看，方便快捷，受到学生的欢迎。微课和课堂教学的结合形成了“微课+教学”的混合教学模式，有的老师使用微课作为教学手段，实现翻转课堂，形成具有特色的翻转课堂教学模式。

最近几年，MOOC开始风靡。和微课相比，MOOC的课程资源完整。对那些希望在网上完整学习一门课程的人来说，MOOC更加合适。MOOC的出现让那些优质的课程通过网络走向世界，打破了大学之间的围墙，实现了优质资源的共享，可以在网络上学习顶级学者、知名教授的课程。

智能手机的功能越来越强大，4G、5G网络覆盖面越来越广，各种App不断涌现，这时候出现了很多辅助教学的手机端软件，比如学习通、蓝墨云班课等。教师可以使用教学App实现课堂签到、调查问卷、发布习题、选人答题、课堂抢答、在线考试，学生可以通过App在线学习电子教材、教学视频、完成习题，和老师在线交流和讨论，教学App可以记录下学生的学习记录，统计学生的学习成绩，汇总学生的考试结果，给教学带来了极大的便捷。这种将最先进的信息化技术和教学进行融合、丰富了课堂教学的手段、提高了教学效果的方式，就是“手机App+教学”的混合教学模式。

随着互联网的发展和技术手段的更新，混合教学模式的呈现形式在不断地变化着，越来越方便、高效。随着人工智能技术的快速发展，人工智能对教育教学开始产生影响。

2人工智能和教育

人工智能，英文全称是（Artificial Intelligence），简称AI，是研究如何用机器模拟人的意识和思维，主要研究方向包括：机器视觉、语音识别、自然语言处理、机器人学等等。

人工智能技术作为新的技术驱动力正在引发第四次工业革命，将推动各个行业的智能变革，包括教育行业，不但会引起高校各个专业教学内容的变更，会引起教学管理的革命，也会引起教学模式的变革，“人工智能+教学”将构建新的混合教学模式。

人工智能的核心技术包括神经网络技术、大数据技术、云计算技术等，这些都可以在一些智能教育应用系统中得到应用，比如很多教育应用系统中的图形识别、语音识别、统计与识别、推理与判断等等。人工智能技术未来将作为老师的教学辅助手段，创新教学方式，提高教学质量，向学习者提供个性化和情境化的学习环境，促进教育的变革，形成具有人工智能时代特点的新型混合教学模式[2]。

《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》文件提出要“构建智能学习、交互式学习的新型教育体系，开发基于大数据的智能在线教育平台，开发智能教育助理，建立智能教学环境等。”因此可以说，未来教育的基本特征之一就是——智能教育、智慧教育，基于人工智能的混合教学模式将在未来课堂教学中占据重要地位[1]。

3人工智能时代混合教学模式发展探索

在“人工智能+教学”的混合教学模式中，强大的人工智能技术不但会替代教师完成一些琐碎重复性的工作，还可以做一些深层次的数据分析统计，有利于教师做更有针对性的教学设计，有利于分层教学、因材施教。基于人工智能技术的虚拟现实、智慧校园、智慧教室等也为教学提供了助力 [3]。

3.1 虚拟智能教学助理协助老师工作

虚拟智能教学助理是基于人工智能技术的辅助教学软件系统，也可称为教学机器人，可以帮助老师完成一些教学日常事务，可智能出题、智能组卷、智能批阅、智能问答等等，从而将教师从繁杂的日常事务中解放出来，将精力投入到教学内容的组织和设计、和学生的交流和谈论、对学生更多的关心和爱护等更重要的事情上[4]。

虚拟智能教学助理还可以做一些教师很难完成的事情，比如给学生“画像”，绘制学生学习计划和轨迹、长处和弱点、学习偏好和活动等，对学生的学习状况进行全方位的汇总，让教师更加了解每个学生的学习兴趣和学习状况，实行更有针对性的个性化指导，有效的提升教学效果[4]。

虚拟智能教学助理还可以对学生学习进行查漏补缺，提出建议和计划，提供更有针对性的学习材料和练习材料。

3.2人工智能技术促进教学公平

人工智能技术的基础是大数据技术，人工智能最擅长数据的分析、统计、判断、预测。在以往的课程教学过程中，和学生有关的数据（包括平时成绩、成绩统计、试卷批改等）大都由老师人工完成，过程烦琐，容易出错，影响了教学公平。在人工智能时代，通过人工智能技术和互联网技术，能够全面自动的获取学生学习各个环节中的数据，包括学习时间、作业完成情况、平时成绩统计、试卷批改和统计等，并能够对这些数据做更客观公平的记录、分析、统计，没有人为干扰因素，对学生的评价更加公平公正[5]。

人工智能技术可以从全网搜索出最适合学生的教学资源，实现优质教学资源共享，打破了学校之间的壁垒，实现了教育公平。

3.3虚拟现实助力课堂教学

虚拟现实（简称VR），就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术进行模拟输出，将现实中的物体或肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象是通过计算机技术模拟出来的，所以称为虚拟现实。

人工智能时代，课堂教学依托于VR技术，可以将虚拟场景带入真实教学场域，将真实场景融入虚拟世界，让学生有更多的机会通过VR技术观察和感知抽象概念，进行模拟实验，使学习变成一种丰富情境下的亲身体验[6]。

未来的课堂可以将虚拟现实、机器视觉等诸多人工智能技术与教学相结合，激发学生学习兴趣，提升学生学习效果[2]。

3.4智慧教室为教与学提供便捷

智慧教室是借助智能技术、物联网技术、云计算技术等构建起来的新型教室，包括有形的物理空间教室和无形的数字空间教室，可以通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，实现情境感知和环境控制和管理功能。

在智慧教室中，不再需要纸质教材，每个学习者都有一台智能移动设备，也就是电子教材，环保方便。电子教材内容多媒体化，重点难点内容链接图片、视频、虚拟现实，学习者根据需要调出多媒体内容学习。电子教材能和学习者的学习进度绑定，能够记录学习过程、智能分析学习成果、给出合理化建议，教师可以根据需要查看每个人的学习进度和学习效果。根据需要提供学习指导和帮助。同时家长也可以随时查看孩子的学习状况，掌握学习进度。

3.5人工智能构建了“因材施教”的智慧成像模式

因材施教，就是指教师在教学过程中应该根据学生的学习基础和学习能力选择合适的教学内容、制定合适的教学进度、选择合适的教学方法，才能达到理想的教学效果。

在传统教学中，学生的学习基础和学习能力是通过作业、测验、考试、课堂表现判断的。但在人工智能时代，学生在学习过程中会产生大量的数据，大数据挖掘与智能分析技术通过分析学生课业成绩的参数变化、答题记录、学习轨迹等精准描摹不同群体甚至个体的学习状况、学习习惯、爱好和兴趣点、特长和薄弱环节，通过大数据为每一位学生“画像”。

通过对学生的精确画像，人工智能实现了精准学习诊断、定制内容推送、个性化辅导等功能，从而让学生享受与其个体认知结构、接受能力、知识缺陷、身心特点等更加匹配的教育教学内容，提升人才培养质量。每个学生学习的课程、科目、内容都和自身特点匹配，教育将更加补短和扬长[6]。

大数据技术在教学中也将发挥极大作用，具有人工智能技术的学习系统能根据课程的数据、其他有关联的学科数据、与学习内容有关的数据、课程前沿信息、学习重点和难点数据，利用大数据技术和知识计算引擎技术，从大量无序信息中智能筛选出有利于学生个性学习和潜能发展的知识，这样便于教师更加合理的组织教学内容，确定教学内容的层级和次序，明确每次教学的重难点。教师可以根据每位学习者以往学习内容和表现水平数据，精确定制各人的学习内容，以适合不同学生的发展需要[7]。

4结语

人工智能时代的课堂教学手段已经不再仅仅是书本、作业本、黑板和粉笔了，教学对象也不再是等待填鸭式教学的学生了，取而代之的是信息化的工具和手段，智能化的教学环境，已经具有一定信息素养和知识基础的学生。教师这个导演面对的教学工具和教学对象发生了很大变化。那么教师不但需要重新武装自己的知识，也需要精心设计每门课、每节课的教学内容。教师需要利用VR技术根据教学内容需要呈现各种真实的学习场景，激发学生的学习兴趣，增强学生的学习动机，便于学生理解各种知识和内容。教师根据智能学习系统记录的学生预习结果，有针对性的讲解重点和难点。教师通过智能化的课堂应用系统，根据需要方便灵活的控制学习终端，根据学生特点和需求个性化推送各种学習资源。智能化的学习环境还能够提供智慧化的教学设计支持，帮助教师进行课堂教学设计;智慧化的学习系统还能对学生的作业和试卷进行自动批改和自动分析。

新一代人工智能技术和教育的结合将越来越紧密，不断拓展创新学习资源，推动在线教育、移动教育、混合式教育等教学模式的大力变革和实施，极大地促进学生创新思维，促进学生发现问题、创新解决问题能力的提升，实现以学生个性需求发展为中心，以资源技术和智能思维为支撑的教育现代化的变革。学校和教师应直面挑战，探索人工智能技术支持下的差异化教学，推动课堂教学改革，创新各种混合教学模式，推动规模化教育与个性化培养的有机结合[7]。

参考文献：

[1]黄荣怀，周伟.面向智能教育的三个基本计算问题[J].开放教育研究，2019（10）：11-23.

[2]张满.人工智能在混合教学模式中的积极影响探索[J].电脑知识与技术，2019（8）：205-206.

[3]曾辉.人工智能技术在教育领域的应用[J].电子技术与软件工程，2019（10）：241-242.

[4]王佑镁，宛平.科技向善：国际“人工智能+教育”发展新路向[J].开放教育研究，2019（10）：23-33.

[5]刘文茜.论人工智能时代高等教育改革[J].科学大众（科学教），2019（9）：167.

[6]钟海燕.人工智能时代的课堂教学[J].科教文汇，2019（9）：58-59.

[7]赵梦雷.人工智能与教育相融合的特点探析[J].课程教学研究，2019（9）：87-91.

【通联编辑：张薇】