人工智能时代高校思政理论课精准教学实施路径

●邱 叶

人工智能这一变革性技术力量对教育教学产生深刻影响，不断融入教育流程的各个环节，《2021地平线报告：教与学版》指出人工智能是对高等教育教学产生重大影响的关键技术之一。教育部提出推动智能教育应用示范，“探索人工智能技术与教育环境、教学模式、教学内容、教学方法、教育管理、教育评价、教育科研等的融合路径和方法，发展智能化教育云平台，鼓励人工智能支撑下的教育新业态，全面推动教育现代化。”[1]教学是学校教育和人才培养的重要组成部分，人工智能赋能思政理论课精准教学，促进关键要素的关系调整和创新实践，充分且有效地发挥其作用，实现教学系统的组织完善、运行流畅和功能优化，激活教学生命力。

一、 人工智能在思政理论课教学中的应用场景

新时代学校思政理论课要不断创新教学方法，在改进中加强，在创新中提高，运用多模态信息分析、人机交互、智适应学习、虚拟现实/增强现实等关键技术，根据思政课的课程要求、教学目标和认知特点，推进课堂教学与智能技术的进一步融合。

(一)多模态信息分析

多模态信息分析指利用计算机视觉、机器学习、模式识别和跨媒体推理技术等采集并分析多模态数据。物联网的迅速发展和智能教学平台的广泛使用形成了一个开放共享的教学环境，教师和学生依托各类智能平台进行教学活动并产生大量、分布式的多维信息，如文本、语音、图像、视频等。通过实时监测系统跟踪教学过程，获取声音、表情、姿势、生理等数据，利用自然语言处理、模式识别、图像处理等技术进行预处理和提取，根据深度学习算法和数据分析方法从中寻找有价值的内容信息。这些内容信息包括课堂对话、情绪状态、互动效果等，虽然分散于不同的媒介平台，但高度关联，有着复杂的依赖关系。一直以来思政课教学主要通过组织学生评教来了解课堂效果，存在局部性、主观性、情绪化等局限。利用多模态信息分析可以综合收集和协同处理跨媒体数据，从不同侧面记录课堂变化，准确把握教学中的师生表现、情感投入、关注程度、参与情况和交流氛围，利用这些高度交叉融合的信息开展客观全面的教学评价。

(二)人机交互

《人工智能标准化白皮书》(2021版)将人机交互列为关键领域技术之一，指人通过语音、眼动、手写、姿势、触觉等与信息系统展开多通道交互的技术。“新一代人机交互技术所形成的自然用户界面的发展与应用，将为学习环境的‘智慧化’提供全面支持，促使智慧教育更加形象化、情境化、多元化、智能化”“具有自然、直观、接近人类行为方式等特点，能够减轻认知负荷，并为学习者创造身临其境的学习体验，从而促进学习者轻松、投入和有效地学习。”[2]人机交互应用于思政课教学主要有智能问答系统、智能语音助手、虚拟助理等，为思政课堂教学提供有益补充。一方面，能够调动课堂氛围，传统思政课堂以教师讲授为主，形式单调沉闷，借助人机交互的智能终端和云端共享开展知识搜索、现场投票、问题抢答等，这些实时互动能够激发学生的积极性和主动性。另一方面，增强课后辅导交流，通过知识图谱和专家系统建立思政教学资源库，汇集学科知识点、章节题库、案例选编和拓展思考，以智能问答形式及时为学生答疑解惑，提供多样化的学习服务。

(三)智适应学习

智适应学习技术以知识空间理论、贝叶斯网络算法为基础，被视为教育领域最具突破性的技术。“智适应学习不仅能够实现学习者的相关数据分析、学习支持与服务提供，而且具有深度理解学习者学习行为的智能性能力。智适应学习系统能够实时地对学习者的学习行为和学习结果进行精准测评以及知识薄弱点的准确定位，规划学习者的学习路径，使他们的学习效率最大化。”[3]思政理论课是面向全校学生的公共课，学习者思考方式和认知模式不同，知识背景和学习偏好也迥然各异。新时代思政课教学要以学生为中心，围绕学生的学习需求开展教学设计，充分考虑学生的心理状态、性格类型和知识盲点。当前，大部分思政课堂是一样的教学内容和教学设计，缺乏针对不同学生群体的灵活性和适应性，智适应技术为解决这个疑难问题提供技术支持，进一步推进思政课的个性化教学。智适应学习系统通过模考测试建立学习者模型，包括知识状态和学习档案，在此基础上引导学生制订思政课的学习目标、规划方案和完成进度，根据细分的知识点推荐相关资源、教学视频、测试习题等，让学生自主完成每一阶段的学习任务，从而满足他们的兴趣和需求。

(四)虚拟现实/增强现实

虚拟现实/增强现实技术应用于教育教学最大的优势在于打造了三维立体、虚实结合的模拟环境。“有利于网络教学系统中缩小师生间的交互影响距离，在深层次融合人的认知世界与感知世界，成为实现在线信息技术与教学内容无缝交融的理想技术形态”“虚拟现实在重塑学习资源结构、教学组织模式和系统平台架构等方面应用效益显著、发展潜力巨大。”[4]思政课教师对虚拟现实和思政课教学的融合进行积极探索和有益尝试，一是有利于获得直观生动的课堂体验，将VR技术引入课件模板、微课系统和在线课程，围绕不同的知识点和教学案例，配以三维动画、动态场景、虚拟漫游等，营造仿真环境，将枯燥抽象的理论知识进行具体形象、活泼有趣的展现，促进学生理解，增强思政课堂的趣味性和感染力。二是有助于拓展全身心沉浸的思政课实践教学，通过环境建模、立体显示和系统集成技术手段，对红色教育展馆、文化遗址、美丽乡村、模拟法庭等进行逼真还原，在身临其境的场景中唤醒学生的情绪共鸣和心灵感悟。

二、人工智能助力高校思政理论课精准教学的可行性和必要性

“精准教学是教育信息化2.0时代背景下以大数据、人工智能技术应用为核心的数据驱动型教学的典型代表，已逐渐形成由精准学情分析、精准目标分析、精准内容分析、精准路径选择和精准教学干预等核心环节构成的一般教学流程。”[5]以核心算法、大数据、云计算为基础的人工智能推动思政课精准教学上了一个新台阶，为思政课的“因材施教”提供现实可能和技术支持。

(一)可行性分析

首先，近年来国家制定并推出一系列关于教育信息化和思政理论课教改的文件纲要，进行顶层设计和战略规划，提供了制度保障。《新一代人工智能发展规划》指出，“开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统。建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。”[6]2018年的《新时代高校思想政治理论课教学工作基本要求》强调“课堂教学方法创新要坚持以学生为主体，以教师为主导，加强生师互动，注重调动学生积极性主动性”[7]。2019年印发的《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》指出“大力推进思政课教学方法改革，提升思政课教师信息化能力素养，推动人工智能等现代信息技术在思政课教学中应用，建设一批国家级虚拟仿真思政课体验教学中心”[8]。其次，智能导师系统、大数据精准教学系统、智慧课堂已在教育领域实现大规模应用，为思政课精准教学提供基础支撑。科技部智慧教育国家新一代人工智能开放创新平台已正式启动，国家、省、市的三级教育资源公共服务平台已初步实现全覆盖，并配套组建区域教育的数据中心、监测中心和评估中心，提供“一站式”教学服务。智能教育类企业和人工智能软件公司设计出符合市场需求的AI教育产品，推动技术落地和普及，如科大讯飞的“双师”课堂、智能语音测评，好未来的云课堂智能教学系统、教研云，极客大数据的一站式精准平台，松鼠AI的虚拟教师和智适应学习系统，等等。最后，受疫情影响高校开启线上教学模式，广大思政课教师有效利用多种形式进行直播教学，熟练运用智能技术改进教学方式，全面提升信息化素养。与此同时，线上授课利用网络平台进行课堂观察和过程化管理，积累了海量数据，全面持续地记录并跟踪学生的学习行为，随后对之做出精确测量和深入分析，可为教师优化教学策略提供决策建议。

(二)必要性分析

传统思政课教学存在方法单一、过程雷同、评价片面等薄弱环节，近年来“精准供给”“精准施教”被视为提升思政理论课育人实效，增强学生获得感的新路径新方法。思政课精准教学指思政课教师准确把握“立德树人”“强化使命担当”的课程目标，根据预期教学目标和学生个体发展，选用合适的教学方法和流程，准确地传递教学内容，提高教学质量。思政课精准教学面临着课堂时空有限性和在线学习无限性、教学模式统一性和学生个体差异性、教学过程单向性和师生活动交互性、教学管理程序化和质量测评复杂性等诸多矛盾，需要充分掌握学情、合理设计方案、科学设置路径、及时进行反馈，现代信息技术风起云涌，智能技术成为其必要的技术手段。

5G、物联网、移动互联、区块链等新兴技术营造了人机共生的生存图景，智能技术不断融入教育领域，助力解决瓶颈问题，为教学改革提供广阔空间。思政课精准教学要“因事而化、因时而进、因势而新”，充分认识教育信息化带来的机遇和挑战，综合利用先进的技术手段和方法，改造传统课堂教学，创设有效的教学情境，丰富学生的认知体验，提炼出更具表现力和吸引力的教学模式。“运用大数据、云计算、人工智能等技术助力思想政治理论课增强针对性”“大数据技术的预测性与思想政治理论课的‘教学准度’要求高度契合，应当更为有效地发挥大数据优势，助力思想政治理论课提升‘教学准度’”。[9]智能技术赋能思政课精准教学，覆盖整个教学流程重塑智能化教育环境，通过机器学习、深度学习、搜索引擎和各种算法，处理现有数据并提炼重要信息，反映在线教学的状态和效果，形成指导性决策，识别和判断学习者的需求和兴趣，从中掌握规律和特点，定向提供定制化教育内容和自适应支持服务，促进精准教学的推广应用。

三、人工智能时代高校思政理论课精准教学的实施路径

(一)虚拟现实双向融合，营造线上线下一体的精准教学空间

教学空间是展开教学活动，承载教学行为的特定场所，同时影响着社会关系的再生产和重塑，“各种社会关系与各种空间关系具有辩证的交互作用，并且相互依存；社会的各种生产关系既能形成空间，又受制于空间。”[10]人工智能作为新兴教育技术介入思政课教学，营造了线上线下一体、虚拟现实融合的崭新教学空间，突破传统思政课的物理空间和集体授课，构建起双向平等、自由轻松、直接生动的教学关系，即时开展热点讨论、疑难问答和情感交流，满足学生多样性需求，为精准教学提供全新的空间支撑。智能技术无缝连接现实课堂教室和虚拟网络环境，技术力量不断渗入并从三个层面打造互联互通的智能教学空间。宏观上，依托物联网、云平台、感知网、传感器、触发器、射频识别技术等形成泛在化、自组织的网络教学空间，消除学校课堂和社会生活的壁垒。形成一个建立在网络覆盖基础上的数字教育动态空间，实现人际联系、信息传播和资源分享，随时随地为接入的学生提供跨越时空的教学服务，存储并共享大量教育数据。中观上，利用蜂窝移动网、人机交互技术、多媒体设备、用户终端、智能教学软件、协同办公系统，在日常正式教学基础上积极拓展灵活开放的非正式教学空间。支持同步直播、课程录播、教学研讨、同伴交流和回放学习等各种教学活动和任务，时间弹性，方式自由，让学习者在自我探索和多元选择中完成知识建构，开展各类教学模式和学习模式的创新实践。微观上，采用虚拟现实、增强现实、识别合成技术、云图效果模拟技术、仿真显示系统和自由度交互系统等，搭建高度参与、全息沉浸的虚拟教学空间，转换教学观念和教学范式，让学生在模拟环境中进行角色扮演、操作训练、演练学习，收获真真切切的感官体验。

(二)高效整合信息资源，推送针对学生个性的精准教学内容

长期以来，限于技术手段不足，思政课教师使用统一的教案和课件，使其影响力和吸引力大打折扣。随着人工智能时代的到来，思政课教师借助AI技术、多模态数据处理技术、数字孪生引擎、开放智能平台等，高效整合信息资源，构建优化的数字资源库和完备的学情分析库，进行快速匹配和准确分发，推送针对学生个性的精准教学内容。思政课教学内容以马克思主义理论为核心，包括多学科的科学性理论知识，同时又面向中国现实，涉及政治、党建、经济、文化等各个领域，蕴含不断生成、立体丰富的信息，在教材大纲基础上需要补充更多的素材案例进行充分论证。同时，思政课以促进人的全面自由发展为价值目标，必然要将受教育者的个体现实尤其是思想道德状况作为重要参考依据，遵循个人的成长发展规律，因材施教。一方面，用采集与存储引擎汇总与课堂教学内容对接的时政新闻、焦点动态和前沿信息，收集案例剖析、名人轶事、动漫视频、纪录短片，在智能语义算法、专家系统、智能问答适配基础上自动归类生成知识库系统。通过自动关联、热点追踪和碎片维护快速更新知识内容，对之进行高效管理，自动搜索相关内容，并推荐拓展资料，实现思政资源要素的全方位链接、全流程共享和全自动提取，丰富在线教学内容供给。另一方面，综合学生工作、教务管理、后勤服务、图书借阅等信息建立学情数据库，对学生个体的家庭环境、知识结构、阅读兴趣等数据进行整合处理，分析其实际行为并通过模型完整呈现。同时，结合语音识别、图像识别和多模态信息分析等实现面部表情、语音语调、情绪表现等课堂数据结构化处理，掌握教学过程性数据，勾画学生真实画像，了解真实诉求，明确教学目标。

(三)多元主体深度合作，采取人机交互协同的精准教学方式

“大数据技术、人工智能技术及可视化技术让精准教学焕发出新的活力，使得人机协同在精准教学中逐渐成为一种新形态”“线上的虚拟角色(专家系统、智能导师等)和线下的学习小组构成了共同体，为教与学提供帮助。”[11]传统的思政课教学以教师和学生为主体，因缺乏课后有效的交流渠道和沟通手段，师生之间的关系比较松散疏离，逐渐丧失主动交往的意愿。人工智能协助思政课教师和学生构建人机交互协同的教学情境，教师、学生和机器多元主体展开深度合作，维持亲密和谐、友好融洽的师生关系，从而增强思政课的亲和力和实效性。一方面，智能助教作为虚拟同伴参与教学，打造新型“双师”课堂。思政课教师负责讲解理论知识，智能助教则负责主导师生互动，调整课堂氛围和节奏。智能助教课前利用基于图像分析、模式识别的课程考勤系统支持学生签到和自动化统计，课中组织实时互动，在线教育平台播放图文、音视频等多媒体内容，根据教师需要和学生请求随时切换主讲、讨论和问答模式，直播展示学生发言和辩论情况，提升学习效率和教学质量。另一方面，智能导师协助思政课教师撰写教案、制作讲义、布置作业和整理笔记，对不同水平的学生推送相应的随堂测试和补充习题，并完成作业批改、试卷点评和错因诊断。智能导师为学生提供辅导答疑，课前向学生分享个性学习计划、优质课件材料和重点知识预习。课后则成为学生的指导顾问和学习同伴，结合语料库知识和推荐算法，以语音互动和智能会话的方式进行解答，填补课余空白时间。

(四)及时捕捉动态数据，切实开展真实多维的精准教学测评

2020年10月印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》指出“坚持科学有效，改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价，充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性”。尤其强调“创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术”[12]。人工智能已成为新时代教学评价的有力技术工具，其应用于思政课教学评价的突出优势在于科学性、客观性和精准性。人工智能驱动教学测评从静态走向动态，以往的师生互评或督导评课次数有限，一学期2～3次，依照特定指标体系打分，通过问卷或调研得出的结果相对滞后，效率偏低。智能技术渗透思政课教学全过程，及时捕捉动态数据，包括学业成绩、课堂表现、课后练习等多维度数据，丰富关键指标，并利用可视化技术以图表界面、场景动画等形式予以演示，增强增值评价效果。过去的总结性评价侧重于考察学生的知识熟悉和技能掌握情况，人工智能驱动教学分析从表层进入深层。当前高校人才培养包括知识目标、能力目标和素质目标三个方面，思政课更是聚焦价值塑造和思想引领，是一个包含多重因素的综合体，需要结合定性评价和定量评价展开整体分析。智能技术建立起数据储备和聚合中心，对海量教育大数据进行挖掘和甄别，揭示潜藏的规律和价值，关注学生价值观、道德修养和创新能力的培养。人工智能驱动单向反馈转变为及时干预，思政课教师大多数时候通过课堂发言、作业批改了解学生状况，缺乏畅通便捷的途径指导学生调整学习策略。智适应系统以测促学，帮助学生完成能力测评和问题诊断，提供指导性意见，按照不同水平和进度给出下一步学习任务，通过及时干预形成良性循环。