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人工智能促进高职教育教学发展的路径探究

2020-12-28 11:53:14 电脑常识与技术 2020年31期

姜艳 赵鹏

摘要:当今社会人工智能技术飞速发展,已经广泛应用于装备制造、医疗卫生、物流等各个领域,教育行业自然也不例外。人工智能的快速发展给高职教育带来了新的发展机遇,智能化教育将成为未来学校变革潮流。本文在分析高职院校教学现状的基础上,从教师、学生、教学内容与资源、教学环境与组织形式四个方面探索人工智能促进高职教育教学发展的路径与方式,并提出相关合理性建议,为人工智能推进高职教育教学发展提供思路参考。

关键词:人工智能;高职教育;教学;路径

中图分类号:G642 ? ? ?文献标识码:A

文章编号:1009-3044(2020)31-0181-02

人工智能的英文翻译为Artificial intelligence,简称AI。1956年约翰·麦卡锡首次提出了“人工智能”的概念,从此人工智能正式诞生。随后人工智能的研究经历了诞生(1956~1966年)、复苏(1976~1986年)和发展(2006年至今)三次浪潮[1],现已成为一门涉及计算机科学、信息科学认知神经科学等多学科的新兴交叉科学。近年来,随着机器学习、计算机视觉、机器人等技术的飞速发展,人工智能已经广泛应用于人类生活的方方面面,教育也成为人工智能的重要应用领域之一。

2017年7月,国务院印发了《新一代人工智能发展规划》。规划将智能教育列为重点任务,指出要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革,构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系[2]。2018年4月2日,教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》,从科技创新、人才培养、科技成果转化等方面提出要加快人工智能在教育领域的创新应用,构建人工智能专业教育、职业教育和大学基础教育于一体的高校教育体系[3]。2019年4月,教育部、财政部印发的《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》明确提出要加快智慧校园建设,促进信息技术和智能技术深度融入教育教学和管理服务的全过程,建设智慧课堂和虚拟工厂[4]。由此可见,国家已经开始高度重视人工智能推进教育创新发展。

1国内外相关研究动态

1.1国外相关研究

国外人工智能应用于教育的研究开始较早,研究范围广泛,呈现多元化特点,包括教育人工智能的技术研究,如机器人、人工神经网络等,以及将这些技术应用到教学中的实践研究等等。学者Timms MJ[5]指出,教育人工智能主要指通过计算机、教学平台提高学生参与教学的积极性,促进教师更加有效开展教学,以及越来越多地使用传感器设备监控学习环境和学习行为。Goksel-Canbek[6]等研究提出人工智能可以在学习者与机器人之间搭建良好媒介,学生与机器人展开同伴式互动,激发学生学习兴趣,培养学生独立思考能力。此外,还有一些学者探讨了人工智能应用于教学过程中出现的问题、人工智能在教育中应用正在面临或者将要面临的挑战、教育人工智能的未来发展趋势等。

1.2国内相关研究

国内对人工智能教育应用研究主要从以下两个方面展开。

第一,相关理论探索。闫志明等阐述了教育人工智能的概念与内涵[7];马玉慧等结合我国目前人工智能教育现状,提出了人工智能教育应用的发展建议[8];陈婕在先容人工智能的发展现状的基础上分析了高职教育在人工智能时代下的发展思路[9]。

第二,人工智能教育应用的形式和案例研究。陈丽等认为人工智能为核心的教学系统,可以部分取代教师,直接与学生交互,解决学生的问题[10]。郭汉等基于计算机视觉技术构建了系统完善的现代体育教学虚拟现实技术框架[11]。还有很多微观教学实践案例多集中在高职会计、计算机、物流管理等专业,探索人工智能应用于具体教学实践的方法与作用。

综上所述,目前国内外学者对人工智能与教育融合都予以高度关注。诸多的研究案例表明人工智能可以给学生提供个性化的学习方式,促进教学过程中的多元交互,替代很多教师的机械化劳动,有效提高教学效率,优化教学效果。

2目前我国高职院校教学现状

随着信息技术的快速发展,我国的高等职业教育迈入了迅速发展的快车道,但不可否认的是还存在很多问题。第一,教学模式单一。虽然国家发布了多项人工智能应用教学的文件,但是多数教师因为种种原因依然应用传统教学模式授课,学生处于被动接收状态,无法激发学生的学习兴趣;有些教师完全依赖教材教学,照本宣科,教学目标达不到预期效果,教学成效一般。第二,教学过程缺乏有效监督。目前多数院校都是采取人力督导的方式,由学校领导、教学专家随机听取教师上课,并对课堂教学效果给予一定评价。但由于教学督导人员数量限制,教学督导人员不可能全部听取授课教师的所有课程,平均一个学期能够督导教师1-2次授课,这种监督力度是远远不够的。第三,学生的个性化学习需求得不到有效滿足。很多高职院校学生数量多,教师授课任务重,大部分都是大班授课,课后的有限时间又被备课、批改作业占据,根本没有精力满足学生的个性化需求。

3人工智能促进高职教育教学发展的路径

教学基本要素包括教师、学生、教学内容与资源、教学环境与组织形式等,笔者就从这几个方面分析人工智能促进高职教育教学发展的路径,从而促进人工智能与高职教育深度融合发展。

3.1教师

首先教师的教学理念需要更新,注重与学生展开互动,树立终身学习理念,积极参与人工智能提升培训。人工智能小助手可以更便捷地帮助教师了解每一位学生的学习基本情况,包括常识基础,学习风格等,从而有效促进教学向精准个性化发展。第二,教学过程广泛应用人工智能技术为核心的教学系统平台,可以在备课、授课、作业批改等环节对老师进行辅助,帮助老师完成大量机械化的劳动。第三,改进教师对学生的评价体系。当前主要的评价方式主要还是通过期中、期末考试的终结性评价为主,涉及过程性评价也仅仅纳入平时的作业分数。通过人工智能系统的数据分析可以把包括学生平时的学习态度、实践技能操作水平、创新能力等进行量化计算,从而对学习者进行更加科学系统的评价。第四,人工智能技术的应用需要教师探索新的教学方法、教学模式进行教学。

3.2学生

人工智能时代学生需要加强创新思维能力、常识迁移能力培养,而不再只是死记硬背。人工智能提供的个性化学习环境为学生提供了更多选择。学生可以根据自身的学习习惯和常识掌握情况选择适合自己的学习资源,并通过智能学习小助手随时与教师进行沟通,解决疑难问题。除此之外,不同学科虚拟仿真VR智能学习环境的构建能够给学生带来全景逼真的学习体验,极大激发学生的学习兴趣和积极性。

3.3教学内容与资源

目前高职院校的教学内容以纸质教材为主。随着人工智能技术的引入,教材呈现形式体现出多样化的特点,教材均配套数字化学习资源,并且导入系统学习平台,学生可以通过智能终端随时访问。除此之外,学校要开设《人工智能导论》等相关公共必修课,让学生掌握人工智能的基础常识,提升学生的信息素养。

3.4教学环境与组织形式

目前高职院校的教学形式基本为课堂面授,人工智能技术支撑下的未来教学组织形式要发生变革,传统教室会逐步演化为智慧教室。智慧教室综合了人脸签到、语音评测、动作识别、直播监测等多项智能技术,不同的专业学科配置相关的虚拟仿真教学系统,给学生带来全新的学习体验。整个课堂教学不再是教师从头讲到尾,其中可以设计小组讨论、小组成果展示汇报、头脑风暴等多种形式的教学活动,学生的参与度远远高于传统课堂。

4结语

人工智能的快速发展给高职教育带来了新的发展机遇,人工智能技术可以在教与学活动开展、教学质量监督、教学智能评价等各个领域有效促进教学效果实现最优化。高职教育应该抓住这个机遇,将人工智能与教育教学深度融合发展,开创高职教育新高地。

参考文献:

[1] 刘德建,杜静,姜男,等.人工智能融入学校教育的发展趋势[J].开放教育研究,2018,24(4):33-42.

[2] 新一代人工智能发展规划.http://www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[3] 高等學校人工智能创新行动计划.http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s7062/201804/t20180410_332722.html.

[4] 关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见.http://www.moe.gov.cn/srcsite/A07/moe_737/s3876_qt/201904/t20190402_376471.html.

[5] Timms M J.Letting artificial intelligence in education out of the box:educationalcobots and smart classrooms[J].International Journal of Artificial Intelligence in Education,2016,26(2):701-712.

[6] GokselCanbekN,Mutlu M E.On the track of artificial intelligence:learning with intelligent personal assistants[J].International Journal of Human Sciences,2016,13(1):592.

[7] 闫志明,唐夏夏,秦旋,等.教育人工智能(EAI)的内涵、关键技术与应用趋势——美国《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》报告解析[J].远程教育杂志,2017,35(1):26-35.

[8] 马玉慧,柏茂林,周政.智慧教育时代我国人工智能教育应用的发展路径探究——美国《规划未来,迎接人工智能时代》报告解读及启示[J].电化教育研究,2017,38(3):123-128.

[9] 陈婕.人工智能时代高职教育的思考[J].电脑常识与技术,2018,14(32):126-127.

[10] 陈丽,郭玉娟,高欣峰,等.人机协同的新时代:我国人工智能教育应用的现状与趋势[J].开放学习研究,2019,24(5):1-8.

[11] 郭汉,宋耀伟,张森木.基于计算机视觉的虚拟现实技术在体育教学中的应用研究[J].西北工业大学学报(社会科学版),2016,36(2):92-96.

【通联编辑:光文玲】

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