人工智能背景下的教学变革研究

李瑞群 张 敏

(长沙医学院,长沙 410219)

随着人工智能的飞速发展，深刻变革着社会的方方面面，而这种变革也在呼唤全新的学科教学模式，培养社会和经济发展所需要的理想信念坚定的创新型人才。这意味着人工智能带来的新局面，需要我们从新的视角审视教育变革：转变了学科教学的基本理念，变革了教学资源的呈现方式，创新了教师教学的实施模式，改变了学生的学习方法，创生了学科教学的评价方式。

一、人工智能转变了学科教学理念

“教育理念是教育思想家乃至整个民族长期蕴蓄和形成的教育价值取向的反映、体现和追求，是关于教育发展的一种理想性、前瞻性、规范性的特征”[1]，它对教育活动的效果起着至关重要的作用。随着人工智能技术在教育领域的应用，学科教学的基本理念也随之发生变革，即传统教育中以“教师为中心”的教与传授为主的理念转变为以“既充分发挥教师主导作用、又能突出体现学生认知主体地位‘主导-主体相结合’”[2]为主的学科教学理念。

(一)由信息源向信息平台转变

课程教学中融合人工智能，给学生提供了一个开放、便捷、动态的信息平台，由原来仅充当信息源载体的资源，转变为可以使学生与教师、校外专家或相关研究者、同伴建立快速有效的联系，实现师生、生生、学生与知识的交互。在这种平台上，学习者可根据自身的学习需求，获得更广泛、更优秀的指导，进而凸显学生主体性的理念，充分调动学生学习的积极性、主动性、创造性。基于此，教育者的角色也发生了一定的转变，“不仅是学习者的学伴、指导者、咨询者、组织者，而且也不一定是传统意义上的专职教师，一切有意参与指导或共同探究的专家、学者、研究者(也不排除学习者)，均可充当教师的角色。”[3]教育者和学生根据教学目标，共同探讨创设感兴趣的、值得探索的问题，选择在真实开放或虚拟仿真的情境，在教育者的引导与监督下，学生自发自主地探求解决问题的途径、方法、策略，获得自我解决问题、突破问题的体验，培养批判问题、独立思考、协调合作的能力。

(二)由教本教学向数据驱动教学理念转变

在课程教学中深度融入人工智能技术，扬显学习者以“学”为主的理念，在教师的规划与组织下，根据学生的知识结构、认知水平、年龄特点等差异，由传统的教本教学向基于网络大数据驱动教学理念转变。使之充分利用好大数据的特征、优势与功能，有针对性地调动学习者的主动性、积极性与创造性，引导学生在学习过程中对自己的学习方法、学习情感和学习意志进行反思、归纳与总结，达到自我训练、自我教育与自我提高之目的。换言之，人工智能背景下的学科教学，克服时空的限制，充分利用虚拟或仿真的网络平台记载的大数据，使学习者在教师的协助、指导下，及时跟踪、动态分析学情，既注重发挥教师的主导作用，不能“放任自流”，也注重引领学生用好信息平台自觉探索、主动实践，不完全被动依赖教师、教材或盲目无效的自学、摸索。引导学生自主探究、解决疑难、获得提高，掌握知识的本质、领悟生命的内涵、树立爱国的信念。

(三)从知识灌输教育向注重核心素养转变

通过人工智能辅助平台深度融入到各学科教学的过程中，营造一种信息化教学环境。在教与学的过程中，引导学生就某一个问题(新观念、新命题、新问题)，由传统课堂教学中以教师讲授、灌输知识为主，学生被动接受，转变为教师主导，学生自主学习、自主探究、自主研究，自觉利用网络互动平台进行广泛而深入的探讨交流，注重学习内容的丰富性与探究方法的多样性。这种自主性学习注重学生核心素养的提高，对学生提出了更高的要求，需要具有信息的获取、判断、加工、处理、生成、管理、创新和评价的能力，以及渊博的信息知识、敏锐的信息意识、批判的信息观念和良好的信息道德。在此过程中，教师成了学生学习的伙伴，教师从传授者变为引导者、咨询者和资料的提供者；学生则以内省为主，在潜移默化的学习中唤醒其对学问、哲学、生活的热爱，自由生成哲学思辨、问题意识、批判精神，不断认识自我、超越自我、成全自我。

二、人工智能变革了教学资源的呈现方式

人工智能时代，丰富的信息化学科教学资源给学习者提供了超越时空，随时随地可获取信息、资料和知识的渠道，为以教师为主导下学习者独立、自主、探究的学习营造了可行性坏境，同时也为师生提供了快捷便利的协作式交流工具。为此，使教学设计发生了由单一到多元、教学资源从线上到线下、教学内容由抽象概况到立体生动的变革。

(一)教学设计由单一到多元优势互补

人工智能背景下的课程教学，教师不再是知识的单一传授者，学生同样扮演着知识“搭建”的角色。教师根据学生情况、教学规律、课程目标等在信息平台上设计多种教学教案，学生依据自身的思想实际、知识结构、兴趣爱好等提出参考性学科学案，教案和学案相互补充、相辅相成，让教师从一套教学设计到多套教案中优中选优，多种优势互补，实现优质资源利用最大化；让学生进一步明白学什么、怎么学，为教育者的教学设计提供多套方案，使教师和学生都是学科教学资源的提供者。课堂教学的参与者。基于网络学习的课程，具有“交互性、共享性、开放性、协作性和自主性五种基本特征”[4]，便于教育者根据学生的特点选择更多的教学设计，特别是对学生而言，由于其亲自参与课程教学资源创建，又可从网上获取丰富的教学资源，强化了对相关知识点的深度理解与掌握，进而激发了学习的主动性、积极性和创造性，加深知识的保持与迁移，使学生不仅知其然，而且知其所以然。

(二)教学资源从线上到线上线下相融合

网络信息技术的丰富与发展，使教学资源从线上到线上线下相融合，不受地域时空的限制，实现教学资源互鉴共享。网络给教育搭建了一个海量教学资源平台，尽管平台上的教学资源良莠不齐、杂乱无序，单靠网络技术来筛选、甄别，难度大、耗时多、选择难，但人工智能能够从海量的信息中快捷、高效、精准地搜集更有针对性、更有含金量的课程资源，变无序为有序、化复杂为简单。人工智能的开发延伸了线下教学资源的深度、广度与高度，让更多学生看得到、学得到，学生规模由一个班集体变成一个网络群体，课程教学的价值由点扩面，从线下到线上，形成乘数效应，实现无限增量。进而充分“体现学生的主体地位，发挥学生的主观能动性、积极性与创造性，利于学生深入理解与掌握知识技能，完成三个阶段(感性、理性到实践，即感性到理性、理性到实践的飞跃)形成与发展学生的创新意识、创新思维与创新能力，实现教育教学的最终目标——培养担当民族大任的创新性人才”[5]。

(三)教学内容由抽象概况到立体生动

课程教学强调将学科核心元素贯穿学科、专业、教材、课堂、管理等方面，教师在传道授业解惑的基础上引导学生将所学到的知识和技能转化为内在核心素养，把学生培养成品德优良、专业扎实、体魄强健、审美健康、热爱劳动的新时代好青年。为此，学科教学不应是纯粹的道德说教，而应该寓教于乐、寓教于实(生活实践)，将中国情教育和主流价值融入学科教学中。而基于人工智能下的学科教学，能够在课堂上把教学内容由抽象概况的概念、命题、公式、原理通过历史事件回放，将生活场景还原，让虚拟资源变现转化立体、生动、形象，使学生置身其间去感受、去思考、去体悟；教育者在此基础上利用网络资源创设情境、启发思考，加强正面引导、深入解疑释惑，将学科教学的理论性、思想性与教学方式有机结合，不断增强学科教学的亲和力、感染力、影响力，促进理解、开阔视野、协作探究、深化认识(理解)、总结提高、促进迁移，推动学科教学往心里走、往实里走、往深里走。

三、人工智能改变了学生的学习方法

基于人工智能背景下的课程教学，借助信息化技术有效融合于各学科教学的过程中，营造一种信息化学习环境，充分体现以教师为主导——学生为主体的双主体的教学模式，使传统以教师“填鸭式”“灌输式”为主的教学方式发生根本性变革——以学生自主、体验、探究、合作、深度为主的学习方法，即个性化学习、体验式学习、协作式学习、深度学习为主。

(一)探究式学习(Iinquiry Learning)

这种学习方法指的是“学生在教师的指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。”[6]“其根本目的在于转变学习者的学习方式，让学习者更多地感受、理解知识的产生、发展过程，更好地培养学习者的科学精神和创新思维能力，强调主动探索、积极协作和创新实践，着眼于培养学习者的信息素养、信息能力和终身受用的学习能力。”[7]人工智能背景下学科教学的探究式学习，以网络技术与信息平台为媒介，依据网络的资源共享、交互学习和超文本链接等，在教育者的指导下，从学习生活、社会与自然中选择和确定学习专题，在学习过程中，充分调动学生主动探索、积极协作和创新实践的积极性，通过做中学、学中做来体验、理解和应用科学研究方法，感知知识的本源、内在的本质逻辑关系，以此来获取知识、发展情感与态度，激发学生的探索精神和创造能力。

(二)体验式学习(Experiential learning)

这种学习方法“泛指学习者亲身介入实践活动, 通过认知、体验和感悟,在实践过程中获得新的知识、技能、态度的方法”。其中,“体验指学习者通过实践来认识事物,在亲身经历的学习与探究活动中获得情绪感受 ,融入自身的经验之中,并对原有经验发生影响, 是影响学习者情感、态度和价值观的重要活动。”[8]基于人工智能的开放性、虚拟性、便捷性等特点，教师根据学科教学的教学目标及学生的思想实际，有针对性地选取图文音像并茂的交互式人机界面，创设互动、质疑、交流、活动、逼真(模拟)的情境，让学生在身临其境中调动自己的联想思维与记忆，唤醒已有的知识经验，对新知识进行意义构建，内化为学生的知识体系。在此过程中，“一方面可以培养学习者的学习自我调节能力,另一方面又能让他们更多地体验到学习的自我决定感和自我责任感,从而增强其内在学习动机 ”[9]，更为自发地获取知识、发展技能、体悟成功，促进学习者抽象思维能力的养成和元认知的不断发展,从而不断改善学习者的学习策略,达到学会学习的目的。

(三)合作式学习(Cooperative learning)

这种学习方法指的是“它要求以学生为主体，围绕教学的主题,以合作的学习方式由学生进行合作互助、探索研究，通过学生能动性、主动性的发挥，利用合作性人际交往，促成学生认知、情感和社会性的全面发展，培养学生的创新精神和实践能力”[10]。基于人工智能与“协作”的合作学习，具有团队精神和集体智慧、网络的“超时空、交互性”等特点，不仅可以使不同地域、不同文化背景、不同学习风格、不同知识结构的学生借助网络平台按照自己的意愿快速、有效地建立合作学习小组，小组成员之间进行“毫无顾忌”的思想交流、交锋、交融，共同探究解决学习问题。在学习过程中，教师角色更多的是“监督者”或“协助者”“教师的职责现在已经越来越少地传递知识，而越来越多地激励思考；除了他的正式职能以外，他将越来越成为一位顾问，一位交换意见的参加者，一位帮助发现矛盾论点而不是拿出现成真理的人。他必须集中更多的时间和精力去从事那些有效果的和有创造性的活动：互相影响、讨论、激励、了解、鼓舞”[11]，充分调动小组成员的积极性、协助性与自主性，进而培养学生的合作意识与团队精神，提高分析、解决问题的能力，促进学生“学会共处”“学会做人”[12]。

(四)深度学习(Deep Learning)

这种学习方法“指的是能批判性审视新事实和观点，将它们整合至已有认知结构中，并在观点、事实之间建立无数联系，促进条件性知识和元认知发展的学习。简单地说，深度学习是指基于理解的学习，更为强调过程中方法的运用”[13]。基于人工智能背景下的学科教学，以学生为中心，从技术与知识层面，营造一种仿真的模拟情境，创设线上学习平台，更为广泛地整合资源，收集资料，与不同领域专家、学者、学伴深入研讨，促进学习者在学习过程中不断体验、反思、归纳、总结与提升，对问题深入的剖析、多角度的深思、重构原有知识结构，透彻内化为自己的知识，获得深度学习与理解。深度学习与学习者的自我动机、教学目标、任务设置的程度、活动的方式、教师指导的策略、评价的取向、网络平台技术的运用程度等在一定层面上呈正相关。概而言之，基于网络环境设置的学科教学，指的是教师根据学情、教学规律与课程目标，设置易于激发学生兴趣的问题，在人机、人人、学生与知识之间交互的学习过程中及时跟踪、评价与反馈，进而不断肯定与鼓励学生，提高学生的效能感、成就感，引领学生进行多维度深入的学习活动。在活动中，进一步焕发了学科教学的生命活力，催生客观理性的思辨，深化知识结构，让学生的思想走向丰盈，“引导学生立鸿鹄志，做奋斗者”[14]。

四、人工智能创生了新的评价方式

人工智能背景下的学科教学评价方式发生了一系列的变革，相对传统的学科教学评价方式，手段更加丰富，对学生的智力(基本知识与基本技能)与非智力(情感、态度、价值观等)都有一个全方面的评价；评价过程更加科学，对学生的学习过程进行动态评价，实时了解、监控、反馈信息，并将结果收集于学生的档案袋评价中，及时进行动态的教学指导，以此促进学生的学，保证教学质量。评价结果更趋客观，对学生的评价主体从传统的教师，转化为由教师和学生自评、同学互评、家长(大众)参与的综合评价相结合。

(一)评价的手段更加丰富

基于人工智能平台的教与学主要以自主、探究、合作为主，注重体验和感受，注重认知发展，注重能力培养，其评价不再是单纯看成绩、评等级、分优劣的传统测验法，而是基于学生的学习过程表现、运用知识的能力、获得的技能、与人协作的态度、学习研究的策略、资源的获得、解决问题的能力等多元综合评价方法；评价也不再是孤立地、单纯地由学校或教师来进行，而是由学生、教师和社会公众共同来完成；评价的形态和标准不再单一、流于形式，而是在综合评价的过程中客观、全面地记录学生成长的点滴，建立评价档案袋。档案袋评价又称为学习文件夹或评定包，是西方如美国、英国等在教育评价中广泛使用的一种方法。它是按照思政教育目的、教学规律、学习规律等，确定档案袋的主题，可以由教师和学生一起商量确定，力求接近学生的需求与特点。在网络学习过程中，自动生成或记录学生在学科教学中的学习情况、努力情况、进步情况、成就情况，甚至收集学习作品、实习实训产品、评价、调查记录等客观资料，作为综合评价的依据。

(二)评价的过程更加科学

基于网络技术平台的学科教学的教学活动，是一个学生主动探索、协作式学习的过程，重视学生个体发展的差异性和不平衡性，强调他评与自评相结合，评价的过程更为科学有内涵。这个信息评价系统具有高效、智能、多元复合的特点。它的评价主体多样，包括学习者、教师、同辈群体、社会其他成员等，构成他评和自评的主体。其中他评主要以生生互评、师生互评为主，即生生、师生间的相互点评，它是一个很好的交流机会，利于师生感情的建立，形成平等友好的评价机制，促进学生自我反思、自我完整，学会欣赏学伴、尊敬师长，更易接纳和认同评价结果；也利于教师及时调整教学策略，实现教学相长。而自我评价，指的是学生自己在学习的过程中，通过自我反观，自我审视，对学生的学习态度、学习努力程度、学习方式方法、解题思路等进行实时跟踪与判断，促进学习者提高原认知能力，进行深刻的理解与构建。以小组合作学习为例，小组成员围绕学习成果的展示进行探究，采取最佳方案呈现，在老师或同学的引导下，学生之间进行自评与他评相结合，更注重自我评价，进行自我分析、归纳与总结，关注自我完善、自我发展、自我提高，达到“认识自己”“成全自我”的目的。

(三)评价的结果更加客观

人工智能背景下的学科教学评价，坚持终结性评价和形成性评价相结合，既关注学生的学习结果，更注重学生的学习过程和方法。评价活动在对学生的学习效果进行阶段性测试、判断、评价的同时，以事实为依据，客观记录和评价学生成长过程中的发展状况和突出表现，全面评价学生德、智、体、美等方面的发展情况，关注学生成长过程和点滴进步。形成性评价不仅仅停留在只看结果不看过程，而是更加重视学生得出结果的过程与方法。教师根据教学目标、学情、人工智能相关技术等灵活设置个性化题目，对学生的自主学习、收集资料、分析与解决问题的方法、创新意识与思维的能力进行实时监控，作出更为全面、立体、客观的评价结果。这个结果利于教师及时调整教学策略或教学方式，改进对学生的学习指导，提高教学效果；利于学生全面而有个性的发展，在强调学生对基本知识与技能掌握的同时，更强调学生的学习能力、自主意识、合作意识、创新意识与批判思维的培养。

总之，在人工智能时代，学科教学中的课程评价，既是教学、课程设计与实施的终点，又是课程向前发展的起点，可以诊断指导，反馈调节；目标导向，促进学生的发展；评定优劣，激励竞争；提高质量，及时调整教与学的策略，实现教与学的效果最优化。