人工智能已经从科幻电影中走向了现实生活,从虚拟助手、推荐系统走到了自动驾驶汽车、先进的医学诊断,正在飞速改变着人们生产方式、生活方式以及认知方式。教育理念和教育实践面临着前所未有的挑战,重新思考教育,已经成为时代之需,形势所迫。

传统的教学内容,是基于课程标准与教材的学习内容。人工智能时代,教学内容应基于海量精准的知识信息,为学生提供最新的学习资源和优化的教学方案,以满足学生的个性化学习需求。传统的教学方式,教师是知识的传授者,技能的培养者,学生通过教师的讲解和传授获取知识,增长才干。人工智能时代,学生可以随时随地获取各种知识信息,教师在知识传授上的绝对主导地位将会被削弱,教师将成为知识引导者、学习促进者、思维培育者、情感陪伴者、技术应用指导者。传统的课堂模式,是教师教和学生学的二元结构,教师处于主导地位。人工智能时代,机器将成为智能助教、学伴或导师,课堂模式将会被人工智能支持下的互动式、个性化学习模式冲击,形成“教师-人工智能-学生”三元教学结构,让学生学的主动性和教师教的引导性更好地融合。传统的教学评价,多采用纸笔测试、课堂提问等方式,按照标准答案来判定学生答题的对错,对于学生独特的思考、创新的解法等可能关注不够,具有明显的滞后性。人工智能时代,可实现对学习过程多主体、多维度评价,精准化嵌入式评价,基于数据可视化评价,评价更加全面,更加及时,更加准确,更加个性。

未来已来,只是尚未流行。如果你仍在用昨天的方式教学生,那你将剥夺学生的未来。面对人工智能,我们必须要重新审视并调整其传统教育实践,变革已经成为一种必然,如何变革则需要不断探索。笔者认为,人工智能必将会引发教育教学以下方面的变革。

一、课程设计方面的变革

(一)促进课程内容生成与更新

人工智能可以根据课程标准,快速生成课程内容、教学计划和课程材料,可以持续分析教育领域的最新研究成果、学科教学的最新动态等信息,及时更新课程内容,使学生学到最前沿的知识。教师可以利用智能课程设计软件,输入课程主题、目标、学生水平等信息,系统就能自动生成相应的教案、讲义和学习资料。这不仅节省了教师的备课时间,还能确保课程内容的系统性和科学性。

基于学生的学习数据和兴趣偏好,人工智能可以为学生定制个性化的课程内容。比如,对于数学基础较好、对数学建模感兴趣的学生,系统可以推送更多相关的高级课程内容和案例分析;对于语文阅读能力较弱的学生,推送适合其阅读水平的文章和阅读训练材料。

(二)促进课程结构与组织形式变化

人工智能会促进课程模块化,每个模块都有明确的学习目标和知识点。学生可以根据自己的学习进度和需求,自由选择学习模块,灵活组成适合自己的课程体系。利用在线学习平台推出微课程、短视频课程等模块化学习资源,学生可以根据自己的时间和兴趣进行选择。同时,课程的弹性化也使学生可以在不同的学习阶段随时调整学习计划,更好地适应个人的学习节奏。

人工智能技术可以帮助学生,打破学科之间的界限,促进跨学科课程的设计与实施。例如,通过人工智能分析不同学科之间的关联点和融合点,设计出融合科学、技术、工程、艺术和数学的STEAM课程项目,在完成项目的过程中,学生需要综合运用多个学科的知识和技能,以培养跨学科思维和解决实际问题的能力。

(三)促进实践教学与项目式学习变化

人工智能可以为实践教学提供虚拟实验环境和模拟教学场景,学生在虚拟环境中进行实验操作、制作设计、劳动实践等,避免了实际操作中的安全风险和设备限制。例如,在化学实验教学中,学生可以通过虚拟实验室软件进行各种化学反应的模拟实验,观察实验现象和结果;在制作设计教学中,学生可以利用虚拟现实技术构建制作模型,体验制作的设计效果。

人工智能可以协助教师设计和管理项目式学习活动,教师可以利用人工智能平台发布项目任务、提供项目资源和指导,学生通过平台组成团队、开展项目研究和实践。人工智能还可以对学生的项目进展进行实时监测和评估,为教师提供反馈和建议,帮助教师更好地指导学生完成项目。

二、教育教学模式方面的变革

(一)促进教学方式的转变

人工智能可以精准分析学生的学习特点、优势和不足,为学生提供个性化的学习方案和指导。智能学习系统根据学生的学习记录和测试结果,会为学生推荐适合的学习内容、学习方法和学习计划。基于系统分析报告,教师也可对学生个体化需求进行针对性教学。

随着人工智能技术的发展,翻转课堂教学模式有望得到进一步深化。如学生可以在课前通过智能学习平台观看教学视频、阅读学习资料、完成预习任务,课堂上则变成讨论、答疑、合作学习和实践的活动。人工智能可以为学生的课前学习提供智能辅导和答疑服务,帮助学生解决学习中遇到的问题。同时,教师可以利用人工智能分析学生的预习情况,调整课堂教学内容和方法,提高课堂教学的效率和质量。

(二)促进学习环境的变化

学校和教育机构将利用人工智能技术打造智能学习空间,为学生提供更加智能化、舒适化的学习环境。如教室配备智能黑板、智能投影仪、智能桌椅等设备,实现教学内容的智能展示、学生学习状态的实时监测和学习资源的智能推送。智能图书馆可以利用人工智能技术进行图书管理、读者服务和阅读推荐,为学生提供更加便捷的学习资源服务。

人工智能使远程学习和在线教育更加智能化、个性化和高效化。在线学习平台可以利用技术为学生提供智能学习导航、学习进度跟踪、学习效果评估等,帮助学生更好地进行远程学习。同时,人工智能可以支持教师进行在线教学和辅导,如通过直播系统实现教师与学生的实时互动。

(三)促进教育评价的革新

人工智能可以帮助学生建立多元化的教育评价体系,综合评价学生的学习过程和学习结果。除了传统的考试成绩,人工智能可以分析学生的课堂表现、作业完成情况、项目实践成果、小组合作能力等多方面的数据,对学生进行全面、客观的评价。智能学习平台可以通过学生的在线学习行为数据,分析学生的学习态度、学习方法和学习能力,为教师提供评价学生的参考依据。

人工智能可以实现对学生学习的实时评价和反馈,帮助学生及时发现和纠正学习中的问题。作业批改系统可以自动批改作业和试卷,及时给出批改结果和错误分析,帮助学生了解自己的学习情况。智能辅导软件可以根据学生的学习进度和问题,实时提供个性化的学习建议和辅导,帮助学生提高学习效果。

三、教师专业发展方面的变革

(一)促进教育理念的变革

教师要改变传统的教育理念,从单纯知识传授转向培养学生利用人工智能探究知识的能力,更加关注学生思维品质、创造力等人工智能难以替代的素养培养。教师要精通各类人工智能教育工具,像智能辅导软件、作业批改系统等,以便灵活运用于教学各环节,利用人工智能分析学生的学习数据。教师要设计融合人工智能的教学方案,开展线上人工智能辅助预习、线下课堂深度讨论的混合式教学,借助人工智能为学生构建个性化学习路径规划。

(二)促进教学反思的变革

人工智能可分析学生作业完成情况、课堂表现等学习过程中的大量数据,教师能据此精准了解每个学生的学习进度、优势与薄弱点,从而反思教学内容是否契合学生实际,促进教学反思。通过智能教学系统对课堂互动、学生参与度等方面的监测分析,教师能从不同角度审视自己的教学效果,进而调整优化,有针对性地改进教学。借助人工智能对教育领域前沿成果、同类课程优秀教学案例等的推送与分析,教师可以对比自身教学,深入反思自身教学理念是否滞后、教学方法是否新颖等,以此拓宽教学反思视野,推动自身专业成长。

(三)促进成长方式的变革

人工智能可以根据教师的学科、教学阶段推送相关教育理论、前沿成果、优秀教学案例等学习资源,方便教师及时更新知识体系。人工智能通过模拟教学场景、分析教学流程,帮助教师提前预判教学设计可能存在的问题,进而提出优化建议,使教学设计更科学合理。人工智能依据教师的专业水平、教学需求等差异,可以提供个性化的教师培训学习方案,以提升教师专业技能。人工智能通过搭建线上交流平台,让教师与同行、教育专家便捷交流教学经验、探讨人工智能应用,扩大教师知识视野,实现专业快速成长。

总之,人工智能正在推动教育变革和重构教育形态,在这个知识随处能学、随时可学、充满机遇和挑战的时代,我们必须重新思考教育,更加理性地审视人类和人工智能的智慧竞逐,勇敢地迎接变革,拥抱时代变化,与人工智能携手共进,为学生想象不到的未来做准备,让教育成为更加适应以人的全面发展为核心的教育。

作者单位  陕西省教育科学研究院

责任编辑:张言