构筑“人工智能+教育”的双师生态系统教学模式

◆刘岳山

构筑“人工智能+教育”的双师生态系统教学模式

◆刘岳山

（山东省北镇中学 山东 256600）

随着信息技术的飞速发展，人工智能AI（Artificial Intelligence）得到了迅猛的发展，对我国的基础生产业与高端行业都带来了新的远景与发展道路。同时人工智能的逐渐成熟也能从根本上改变人类的思维模式，大力提高科技生产力。本文从教学模式的角度出发，从教育的人工智能发展角度出发，探索构筑“人工智能+教育”的双师生态系统教学模式在如今的高中教育的运用，以及如何促进人工智能在教育模式的深化改革。

人工智能；人工智能+教育；“双师生态”教学模式

1 “人工智能+教育”的现状

人工智能指的是赋予机器人以人类的智能。人工智能可以提升科技生产力、提高国家经济推动力，同时人工智能够借助机械模拟出拟人化甚至更加超越人类的思维。通过人工智能的快速发展，不仅能够发挥如计算机一般的程序既定的功能，还能通过自主学习丰富功能，更加地拟人化、智能化、个性化。人工智能构建在一定的生理结构与神经网络，通过一些计算机算法，建立神经元网络，模拟人类神经信号的传递。人工智能不仅涉及计算机科学，也涉及生物学、数学、硬件、外部环境等，人工智能的算法与硬件芯片等需要共同进步，才能管理好整个模块促进人工智能技术的发展。而且人工智能对于人类社会伦理、道德法律法规也存在挑战，在实际的运行过程中，也不得不考虑到社会舆论公序良俗等。在与生产力结合大力发展经济的同时，也要注重其对人们生活的影响、社会的深远融合。

“阿尔法狗”先后战胜二位世界围棋冠军李世石、柯洁，掀起了全球性人工智能发展的新一轮热潮。2019年10月，网易科技联合网易智能、乌镇智库发布了《乌镇指数：全球人工智能发展报告（2016）》综述篇，指出人工智能应用于教育领域的主要形式有：智能评测、个性化辅导、儿童陪伴等。在现在这样一个智能化时代，到底教育模式应当如今紧跟当下、紧握时代力量呢？[1]近年来，国内一些学者纷纷展开了相关研究。如，闫志明等提出教育人工智能（EAI），界定了教育人工智能的内涵；马玉慧等引入了智慧教育时代，在我国教育领域的新型应用路径。可见，教育作为人工智能的主要应用领域之一，正向“人工智能+教育”的新阶段迈进[2]。

2 “人工智能+教育”的研究与支持

当前中国人工智能聚焦于生物识别、图像识别以及视频识别领域，市场规模一般聚集在语音、自然语言处理，硬件和算法等细分行业。人工智能行业在2019年和2020年保持着良好的上升势头，但是增速在逐步放缓。人工智能教育指的就是将人工智能与现今的教育模式充分融合，现在在这一块领域的发展已经进入了理论成熟而实际运用仍在探索深化的阶段。“人工智能+教育”在微观上来说不仅能提高教师批改作业的效率，也能增加教师与学生交流的频率，能针对不同的学生展开个性化的定制作业，提供更加精准的教育服务[3]。

（1）技术支持

“人工智能+教育”需要迅猛发展，必然需要以技术为基础，不管是计算智能、感知智能还是认知智能，人工智能从智能存储计算到能听会说，最终到能理解会思考并能自主学习修正错误，人工智能自身与人类越来越类似，能提供一定的向外输出的功能，这就与教育这一建立在人的智慧上的工种是息息相关的，因此只有人工智能技术的成熟发展才能为“人工智能+教育”的运用发挥出更智能化精准化的动力[4]。

（2）理论指导

目前我国立足于人工智能+教育的研究较多，根据SATI 3.0 生成“人工智能教育”高频关键词“共词矩阵”[5]，然后将“共词矩阵”导入社会网络分析软件UCINET 中，通过相关操作生成“人工智能+教育”高频关键词“共词矩阵”网络图，如图1所示。

如图1可知，我国现今在人工智能与教育方面的联结较多，主要是从人力资源角度、成人高等教育、学生模型、教学设计、教学方法、智慧教育、个性化学习等角度进行研究。这些学术成果，对于人工智能+教学的发展提供了许多理论指导[6]。

（3）应用推广

我国在应用层分布最为广泛，华为、百度等大企业为主，小米，海尔等终端制造业，都有人工智能的身影，中国正在迅速地完善人工智能发展的领域与产业链，丰富基础层与技术层的子领域。国内外一些著名科技公司也致力于开发、推广和应用与教育相关的智能产品，这也是“人工智能+教育”发展的源泉[7]。这方面产品主要有科大讯飞公司的畅言智慧校园、上海易教公司的智慧课堂系统，构建了以信息技术为生产环境，以“人工智能+教育”双师为构建原则的智慧校园、学习、考试为一体化的教育智能产品体系[8]。针对此次疫情限制了实地的面对面教学，智慧课堂系统的发展必然迎来一个爆发期。

图1 人工智能“共词矩阵”网络图

3 “人工智能+教育”驱动力

（1）创新驱动

目前，关于“人工智能+教育”的驱动力主要是以创新为主，基于教育资源的整合开发，为了开发基于语音识别的语音教学系统、智能评分统计系统，共同掀起了一场教育模式的变革风潮，也推进了新型教育模式的开展[9]。

（2）重塑结构

应用人工智能，能够将广大教师从烦琐重复的教学任务、评分、统计等工作中解放出来，能够更多地关注学生的个性化教育、立足于更高层次的教育目标，构建以学生为主体的“人工智能+教育”双师辅助教学模式，各司其职，共同促进学生的身心发展。

（3）尊重个性

“人工智能+教育”，不仅能够更加为学生提供定制化的学习服务，也能通过人工智能自身的算法与学习能力，不断地推送适合当前学习的学习计划、内容，检验方式，评价指标等，基于各类反馈形成知识库，充分尊重学习的个性化。同时对于教师而言，也能起到辅助教学，更直观掌握学习情况的模式优势[10]。

（4）自治演进

“人工智能+教育”系统是一个独立、公正、自治的系统，它的一切行为只受数据模型构建编码的限制，不受到教师行为与学生个体的影响，因此它的运行更加客观公正，在评阅环节更加高效、科学，提供一条龙评测、分析服务，能快速掌握学生的不足，给出下一步方案，而这些都是人工智能自治演进的结果。

因此，“人工智能+教育”必然是对于传统教学模式，教学方法、评测手段的新变革，新型的教育模式构建“以人工智能为主的服务模式”，立足于高速发展中的信息技术，旨在充分利用互联网的拓展性与互联性，大数据关联能力，旨在打造“人人皆学、处处能学、时时可学”的智能化教育环境，为师生提供更加智能化、个性化、科学性的教学模式，“人工智能+教育”从人工智能的应用形态出发，以期技术架构为基础，业务发展趋势为动力，改变传统的师生关系，构建更加科学有效的教学模式。

[1]吴永和，刘博文，马晓玲. 构筑“人工智能+教育”的生态系统[J]. 远程教育杂志，2017，35（05）：27-39.

[2]周建华，李作林，赵新超. 中小学校如何开展人工智能教育——以人大附中人工智能课程建设为例[J]. 人民教育，2018（22）：72-75.

[3]兰国帅，郭倩，魏家财，杨喜玲，于亚萌，陈静静. 5G+智能技术：构筑“智能+”时代的智能教育新生态系统[J]. 远程教育杂志，2019，37（03）：3-16.

[4]冷静，路晓旭，肖兆萍. 教育大数据驱动下的关键科学问题和应用实践研究[J]. 开放学习研究，2019，24（03）：16-20.

[5]袁利平，陈川南. 美国人工智能战略中的教育蓝图——基于三份国家级人工智能战略的文本分析[J]. 比较教育研究，2020，42（02）：9-15.

[6]汝绪华. 加拿大人工智能人才教育何以兴盛——人才生态系统视角的审视与思考[J]. 比较教育研究，2020，42（02）：16-23.

[7]沈光辉. “互联网+”背景下推进社区教育信息化的思考与探索[J]. 高等继续教育学报，2018，31（01）：34-38.

[8]曹晓明. “智能+”校园：教育信息化2.0视域下的学校发展新样态[J]. 远程教育杂志，2018，36（04）：57-68.

[9]马方，王文娟. 构筑“人工智能+情报反恐”生态系统[J]. 山东警察学院学报，2018，30（04）：105-112.

[10]李欢冬，樊磊. “可能”与“不可能”：当前人工智能技术教育价值的再探讨——《高等学校人工智能创新行动计划》解读之一[J]. 远程教育杂志，2018，36（05）：38-44.