人工智能：學(xué)校教育智能化創(chuàng)建的實踐與思考

【摘要】

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，以人工智能為代表的智能化教學(xué)為教育現(xiàn)代化提供了機遇。人工智能技術(shù)形成比較完整的教學(xué)與管理系統(tǒng)，構(gòu)建以校園網(wǎng)、辦公平臺、教育教學(xué)管理系統(tǒng)、云海在線、教育博客等信息化、智能化的教育空間，擴展校園的教育功能，提高教育管理和教學(xué)效率，促進教師專業(yè)成長，推進教育教學(xué)的變革。

【關(guān)鍵詞】

人工智能

學(xué)習(xí)教育

智能化

思考

實踐

隨著數(shù)字技術(shù)和通訊技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能（AI)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活的方方面面。智能技術(shù)驅(qū)動下的智慧教育已經(jīng)成為教育現(xiàn)代化發(fā)展的眾望所歸，確立為教育信息化時代發(fā)展的“方向標”。人工智能技術(shù)服務(wù)于學(xué)校管理、變革于課堂教學(xué)已經(jīng)成為教育現(xiàn)代化發(fā)展的“新常態(tài)”。

一、當前學(xué)校教育智能化應(yīng)用的分析

當前教育主要矛盾是人民群眾的需求遠遠超于教育發(fā)展的速度?，F(xiàn)實需要解決的是班級學(xué)生人數(shù)太多與個性化因材施教學(xué)習(xí)的矛盾?！苯逃?AI“就能切實解決這些問題。人工智能教育能夠有效完成數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)從數(shù)字化到數(shù)據(jù)化的轉(zhuǎn)變，為學(xué)校課堂教學(xué)提供大數(shù)據(jù)分析決策，為學(xué)校的現(xiàn)代化管理提供支撐。人工智能技術(shù)會讓“因材施教”的教育理念真正實現(xiàn)。隨著同步互動

課堂的廣泛應(yīng)用，智能教育背景下的學(xué)習(xí)打破了時空限制，實現(xiàn)泛在化的自主學(xué)習(xí)。智能系統(tǒng)通過學(xué)生課堂上的表情可以判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過教學(xué)機器人實現(xiàn)對學(xué)生面對面輔導(dǎo)。通過3D建模打印、VR技術(shù)構(gòu)建學(xué)習(xí)場景，通過大數(shù)據(jù)分析提供適

合學(xué)生的學(xué)習(xí)途徑，從而構(gòu)建新型的課堂評價方式。中國古代教育的“傳道”“授業(yè)”“解惑”大部分的功能可以由人工智能來替代，真正達到培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目的。

筆者立足于學(xué)校的實際，經(jīng)過多少探索實踐，充分利用創(chuàng)建智慧化校園的契機，積極探索智能技術(shù)在學(xué)校管理與課堂教學(xué)中的實踐應(yīng)用，學(xué)校添置了智能識別、3D建模打印、機器人巡防、同步課堂互動、物聯(lián)網(wǎng)體驗等基礎(chǔ)硬件，搭建了教研一體化系統(tǒng)、師生綜合評價系統(tǒng)、學(xué)生自主化學(xué)習(xí)系統(tǒng)等管理平臺，充分運用人工智能技術(shù)探索現(xiàn)代化的教育之路。

二、人工智能在學(xué)校教育智能化創(chuàng)建中的內(nèi)涵及價值

智能技術(shù)的發(fā)展為教育提供了便捷，為課堂教學(xué)帶來了新的活力。那人工智能究竟是什么？如何來理解人工智能的內(nèi)涵是教育者必須明白的內(nèi)容。

（一）人工智能的概念

人工智能（AI）是研究人類智能活動的規(guī)律，構(gòu)建具有一定智能的人工系統(tǒng)，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應(yīng)用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術(shù)。人工智能是人們根據(jù)對環(huán)境的感知，做出合理的行動，并取得最大收益的應(yīng)用技術(shù)程序，主要體現(xiàn)在模擬、延伸、擴展人的智能應(yīng)用。加快人工智能創(chuàng)新應(yīng)用，利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建智能化的新型教育體系。這給智能教育提出了新的要求。人工智能的語音識別技術(shù)可以幫助教師進行語言測評，人機交互可以幫助教師為學(xué)生提供在線答疑。個性化教學(xué)、智能化反思、數(shù)據(jù)化的評價也被廣泛應(yīng)用到課堂教學(xué)當中。

（二）人工智能在學(xué)校教育智能化創(chuàng)建中的價值

人工智能的快速發(fā)展為學(xué)校的管理提供了契機，為課堂教學(xué)的發(fā)展帶來了變革。尤其是智能技術(shù)提供的場景變化與大數(shù)據(jù)分析為教學(xué)改革提供可能。

1.智能技術(shù)是捕捉學(xué)生課堂專注度的利器

人工智能技術(shù)的微表情識別系統(tǒng)，可以直觀捕捉學(xué)生課堂表現(xiàn)，呈現(xiàn)出學(xué)生在課堂中的專注程度，形成學(xué)生課堂表現(xiàn)“心電圖”。學(xué)生在課堂上，不同的表情代表著內(nèi)心的不同情緒，肢體語言變化隱藏著大腦的思維活動，這些都能呈現(xiàn)出學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。隨著數(shù)據(jù)積累逐漸增多，智能數(shù)據(jù)越來越“聰明”，把握學(xué)生學(xué)習(xí)效度也就越精準，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率越來越高，學(xué)生的學(xué)習(xí)信心也隨之增強。

2.智能技術(shù)實施個性化教學(xué)的好助手

在課堂教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)模式是很難適應(yīng)每個孩子的學(xué)習(xí)，隨著技術(shù)的發(fā)展，科技機構(gòu)研發(fā)出了基于人工智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，幫助教師提供個性化的教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。人工智能機器人具備甄別功能和行動自主功能，同樣具備聽覺、視覺和觸覺等感覺能力。機器人集數(shù)字技術(shù)和傳感技術(shù)為一身，綜合了眾多領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)，滿足學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)的需求。

3.智能技術(shù)助力學(xué)生全面成長

學(xué)習(xí)評價是激勵學(xué)生的重要途徑。利用智能技術(shù)改善學(xué)生評價方式，是全面提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率的重要途徑。智能平臺隨時主動收集、自動抓取學(xué)生學(xué)習(xí)的各個數(shù)據(jù)點，形成診斷評估報告，并給予個性化的發(fā)展建議。目前學(xué)校實施的綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的單一評價變?yōu)榫C合評價，評價的主體也有教師擴展到同學(xué)、家長等群體。

4.智能創(chuàng)客激發(fā)學(xué)生想象力

隨著3D建模打印、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、可視化編程設(shè)計等普及，創(chuàng)客教育已經(jīng)成為學(xué)校創(chuàng)新教育的主要內(nèi)容。學(xué)生可以根據(jù)自己的構(gòu)想設(shè)計并打印自已的3D產(chǎn)品，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建資源回收系統(tǒng)，借助scratch進行機器人物流設(shè)計……智能教育不但培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，而且在過程中展示了學(xué)生的勞動成果，體驗了創(chuàng)新的樂趣，培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.智能技術(shù)增強感官觸角的場景式教育

智能技術(shù)將虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）運用在教育中，課堂不再局限于小小的教室、白板和PPT，而是整個宇宙空

間。當學(xué)生帶上VR設(shè)備，就可以身臨其境地體驗宇宙的奧秘。當學(xué)生掃描一下AR的二維碼，就可以感受到增加現(xiàn)實帶來的意境。清楚了解生物的組成結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生理解。智能技術(shù)的普及與應(yīng)用變革了課堂教學(xué)的模式，也提升了課堂教學(xué)的效率。

三、人工智能在學(xué)校教育智能化創(chuàng)建中的實踐策略

隨著智能技術(shù)的逐步普及，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到學(xué)校管理的各個層面，涉及于教育教學(xué)的各個角落。尤其在學(xué)校的精細化管理及智慧課堂上的應(yīng)用更為突出，大大地提升了課堂教學(xué)效率。

（一）利用人工智能信息平臺，提高教育管理和教學(xué)效率

根據(jù)學(xué)校教育現(xiàn)代化創(chuàng)建需求，我們把數(shù)字化校園作為學(xué)校內(nèi)涵發(fā)展的主方向，將人工智能應(yīng)用于學(xué)校的各項教學(xué)與管理活動之中，提高學(xué)校教學(xué)與管理智能化的效率，促進學(xué)校在各方面都能實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

1.建設(shè)智能化管理系統(tǒng)。我們通過建設(shè)辦公平臺、教師業(yè)務(wù)、備課管理系統(tǒng)、學(xué)生學(xué)籍管理系統(tǒng)、教師簽到系統(tǒng)等數(shù)字化平臺，將學(xué)校各部門的基本信息管理納入信息化管理，通過數(shù)字化平臺，完整、便捷地為學(xué)校管理、行政辦公、校內(nèi)外交流等提供服務(wù)。

2.營造智能化育人環(huán)境。環(huán)境的熏陶具有很強的教育感染力，實施“校園文化建設(shè)工程”，當然也不能忽視數(shù)字化校園文化建

設(shè)。由于學(xué)生正處于人生觀、價值觀尚未定型的關(guān)鍵時期，所有的校園文化資源都會對學(xué)生產(chǎn)生十分深刻的影響，通過“一網(wǎng)、一屏、一臺”的教育功能來提高學(xué)生德智體等方面的素質(zhì)，要讓我們的學(xué)生既要成人,還要成才，成為品行端正、具有社會責任感和一定技能的合格的現(xiàn)代人?！耙痪W(wǎng)”即校園網(wǎng)。積極開發(fā)和利用學(xué)校教育網(wǎng)站，使教育資源、教育信息利用的效能最大化。我校網(wǎng)站主要有校園新聞、學(xué)校管理、教學(xué)科研、學(xué)生天地、家?；ヂ?lián)、行知文化、電子備課、電子圖書等欄目，學(xué)生、家長和社會都可以登錄學(xué)校網(wǎng)站，瀏覽信息，分享資源。除此之外，學(xué)校還要配備多媒體教學(xué)平臺、電腦室、電子閱覽室，各功能室與辦公室形成局域網(wǎng)絡(luò)?！耙黄痢笔侵感@的電子顯示屏。學(xué)校大型活動信息、公告通知、重要新聞資訊等可以通過電子顯示屏發(fā)

布和傳播。校園電子顯示屏必要時播放廣播電視新聞及其他電視節(jié)目，既活躍校園氣氛，又可更加快捷、安全地實施環(huán)境育人。“一臺”即校園廣播臺。由學(xué)校行知村學(xué)生負責，適時播放校園新聞、校內(nèi)外重要動態(tài)、通訊報道、音樂欣賞等，讓校園廣播

臺成為學(xué)生文明習(xí)慣的監(jiān)督崗，成為學(xué)生才藝特長的展示舞臺，充分發(fā)揮校園廣播臺在校園文化中的示范功能和育人功能。

（二）利用人工智能信息平臺，創(chuàng)新教育教學(xué)形式

人工智能技術(shù)的導(dǎo)入將全面改變教室呈現(xiàn)形態(tài)，可大大增強教學(xué)環(huán)境的個性化服務(wù)水平，促進學(xué)生的自主化學(xué)習(xí)。

1.人工智能加速了學(xué)生個性化學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。

每一個學(xué)生都有獨特的思維特點和學(xué)習(xí)方式。有的人喜歡傾聽討論，有的人喜歡獨自學(xué)習(xí)。選擇適合自己的學(xué)習(xí)方式，不僅效率會很高，而且會使學(xué)習(xí)者保持長時間的興趣。通過人工智能的大數(shù)據(jù)可以收集和分析學(xué)生日常學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的現(xiàn)象，準確地體現(xiàn)出學(xué)生對知識掌握程度，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況針對性地進行輔導(dǎo)與布置任務(wù)，從而真正達到因材施教的目的。

筆者經(jīng)過多年的實踐，結(jié)合學(xué)生的認知特點，歸納總結(jié)了數(shù)字化課堂的呈現(xiàn)模式--慧學(xué)課堂。通過預(yù)學(xué)匯報---合作探究--拓展延伸等環(huán)節(jié)，通過精彩三分鐘，思維導(dǎo)圖等模塊進行自主化應(yīng)用。讓學(xué)生通過預(yù)學(xué)，自主學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，通過匯報與大家分享。教師運用思維導(dǎo)圖進行歸納，讓學(xué)生拓展所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，繼而達到提高技能的目的。

2.人工智能豐富了教育教學(xué)內(nèi)容。人工智能儲備海量的學(xué)習(xí)資源，這些資源就是博大的數(shù)字圖書館，快速的檢索系統(tǒng)可以便捷提供學(xué)生需要的學(xué)習(xí)資料，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的問題。同樣人工智能可以記錄教師教學(xué)視頻，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求輔助學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。人工智能在課堂教學(xué)中的應(yīng)用，可以轉(zhuǎn)變學(xué)生被動的學(xué)習(xí)方式，扭轉(zhuǎn)教師低效的教學(xué)方式，形成高效的智慧化的生態(tài)課堂。筆者運用VR技術(shù)中的虛擬場景，為學(xué)生構(gòu)建真實的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生通過虛擬場景進行學(xué)習(xí)，加深了對知識點的理解。在教學(xué)實踐中，老師在課堂上運用智能機器人實現(xiàn)一對一的學(xué)習(xí)，智能機器人里豐富的知識點足夠滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，另一方面，小學(xué)生與機器人進行人機對話，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。也提高了學(xué)習(xí)的效率。

3.學(xué)習(xí)評價是激勵學(xué)生的重要途徑。利用智能技術(shù)改善學(xué)生評價方式。智能平臺隨時主動收集、自動抓取學(xué)生學(xué)習(xí)的各個數(shù)據(jù)點，形成診斷評估報告，并給予個性化的發(fā)展建議。目前學(xué)校實施的綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的單一評價變?yōu)榫C合評價，評價的主體也有教師擴展到同學(xué)、家長等群體。學(xué)生的行為表現(xiàn)、個性特長可以通過平臺進行展示。鼓勵學(xué)生自主發(fā)展，對學(xué)生的評價更為科學(xué)、客觀和及時。教師根據(jù)這些數(shù)據(jù)的變化，用智能技術(shù)逐漸勾勒出每個學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和特點，然后自動調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與方法，真正實現(xiàn)因材施教。隨著數(shù)據(jù)積累逐漸增多，智能數(shù)據(jù)越來越“聰明”，把握學(xué)生學(xué)習(xí)效度也就越精準，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率越來越高，學(xué)生的學(xué)習(xí)信心也隨之增強。

在教學(xué)實踐中，我們運用APP綜合素質(zhì)評系統(tǒng)，將學(xué)生的學(xué)業(yè)情況及綜合表現(xiàn)進行數(shù)字化的呈現(xiàn)，評價的客體也由老師個人轉(zhuǎn)變成為老師、家長、同學(xué)等，評價的方式也由單一評價轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合評價，評價的過程也由一次性的評價轉(zhuǎn)化為過程性的綜合評價。家長通過手機端方便將孩子在家的表現(xiàn)情況，所獲得的獎勵及收獲通過個人秀的方式與同學(xué)分享，記錄孩子成長的歷程。家長也可以通過手機方便地查詢孩子在學(xué)校的表現(xiàn)，及時地發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)當中存在的不足。會同老師及時糾正成長中的不足，為孩子的成長打下堅實的基礎(chǔ)。

（三）利用人工智能信息平臺，提高教師專業(yè)水平

人工智能是一個學(xué)習(xí)、反思、探究的過程，也是一個群體之間互動的過程，有利于形成一種學(xué)習(xí)型團隊。人性化、情商高的老師將更受歡迎。雖然人工智能的出現(xiàn)解決了許多教育上的難題，但需要明確的是，性格才是人類獨有的，并且發(fā)揮著重要的作用。作為人類靈魂的工程師，老師們從身心方面帶給孩子的關(guān)心才是優(yōu)勢所在。因此，相對于冰冷的機器，情商高、人性化的老師將更受歡迎！

智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，但也要把握好應(yīng)用的度，在實際教學(xué)中必須結(jié)合學(xué)生的實踐，強化學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。注重學(xué)生個性化發(fā)展的老師更受歡迎。新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，將會確保每個孩子都得到更為精細、更為個性化的教育。作為老師，也應(yīng)當注重學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，并盡可能地因材施教，進行更具針對性的培養(yǎng)。

人工智能只是一項技術(shù)，其目的不是為了取代教師，而是讓教師擁有更多的精力與時間實施創(chuàng)新教育，尋找適合的方法來教育學(xué)生。在學(xué)校教育智能化創(chuàng)建的進程中，我們要注重以教師的需求來引領(lǐng)學(xué)校教育智能化創(chuàng)建，注重學(xué)生在學(xué)校教育智能化創(chuàng)建中的主體地位，加快發(fā)展、與時俱進，在人工智能的帶動下向教育現(xiàn)代化的康莊大道上邁進。

【參考文獻】

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