徐亞婷 何小倩

摘要：本文在介紹AI技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，分析AI技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及趨勢(shì)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)AI技術(shù)支持的智能教學(xué)平臺(tái)，并對(duì)教師端、學(xué)生端及后臺(tái)管理端三個(gè)核心模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹，以解決教育教學(xué)中的現(xiàn)存問題，同時(shí)為后續(xù)研究者提供借鑒。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；平臺(tái)設(shè)計(jì)；人工智能

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）15-0088-04

引言

人工智能技術(shù)推動(dòng)了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變升級(jí)，也促進(jìn)了精準(zhǔn)教學(xué)的開展，引發(fā)了新一代教學(xué)變革。[1]本文重點(diǎn)研究基于人工智能技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)搭建，以AI技術(shù)為基礎(chǔ)，從課堂教學(xué)入手，設(shè)計(jì)并開發(fā)了涵蓋整個(gè)教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以期為真實(shí)的課堂教學(xué)情境提供支持并為后續(xù)研究者提供借鑒。

AI技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

1.AI技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人工智能技術(shù)突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式開展、教學(xué)行為分析等的局限，實(shí)現(xiàn)了教育教學(xué)過程性數(shù)據(jù)的自動(dòng)化、智能化分析，使得分析結(jié)果更加迅速、準(zhǔn)確、真實(shí)。[2]目前，人工智能技術(shù)主要有四種應(yīng)用形態(tài)，即智能導(dǎo)師系統(tǒng)、自動(dòng)化測(cè)評(píng)系統(tǒng)、教育游戲以及教育機(jī)器人。[3]此外，如智慧系列產(chǎn)品—微課工具、紙筆課堂、作業(yè)平臺(tái)、組卷工具等也是與教育教學(xué)融合的體現(xiàn)，能夠改善教育教學(xué)中存在的問題。[4]

2.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)屬于遠(yuǎn)程教育平臺(tái)的一種，它是指利用相關(guān)的軟件技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與教育教學(xué)相結(jié)合的系統(tǒng)平臺(tái)，主要面向教師、學(xué)生、教學(xué)管理者等，包含課程資源開發(fā)管理、教學(xué)支持服務(wù)、教學(xué)活動(dòng)開展等功能。[5]網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的搭建能為教師、學(xué)生學(xué)習(xí)提供良好的基礎(chǔ)，也能打破教學(xué)活動(dòng)的時(shí)間、空間限制，以解決教學(xué)資源分配不合理問題。因此，大力開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用對(duì)提高教育水平有著重要意義。

3.AI技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）取代煩瑣勞動(dòng)，提高教學(xué)效率

AI技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是高效率的系統(tǒng)，可用于課上、課下多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，使課堂實(shí)施變得方便快捷，提高教學(xué)效率，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的靈活性。

（2）開設(shè)資源課程，提供學(xué)習(xí)需求

平臺(tái)專設(shè)資源課程模塊，可供教師與學(xué)生參考學(xué)習(xí)，模塊匯集了多個(gè)領(lǐng)域知識(shí)，能夠拓寬教師與學(xué)生的知識(shí)面。

（3）數(shù)據(jù)獲取分析，精準(zhǔn)定位教育

在技術(shù)的支持下，教師和學(xué)生的課堂行為都能夠以數(shù)字量化的形式被采集分析，如全面構(gòu)建學(xué)生個(gè)人檔案，為實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

（4）智能評(píng)估

AI技術(shù)可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行智能評(píng)估，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題和困難，為教師提供更好的教學(xué)反饋。

（5）智能輔助教學(xué)

AI技術(shù)可以為教師提供智能輔助教學(xué)工具，如智能題庫、智能組卷等，以提高教師的教學(xué)效率和質(zhì)量。

（6）互動(dòng)式教學(xué)

AI技術(shù)可以為網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)提供更多的互動(dòng)式教學(xué)方式，如虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬仿真等，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

AI技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)

依托課堂特征及AI技術(shù)的支持，筆者構(gòu)建了一個(gè)集教師端、學(xué)生端、作業(yè)管理端、考試管理端及后臺(tái)管理端為一體的智能教學(xué)平臺(tái)。其中，教師端模塊包括資源課程、個(gè)人空間、學(xué)生信息及評(píng)價(jià)反思四個(gè)主要功能區(qū)；學(xué)生端模塊包括學(xué)習(xí)課程、個(gè)人空間、班級(jí)活動(dòng)及小組協(xié)作四個(gè)功能區(qū)；作業(yè)管理端支撐學(xué)生的測(cè)驗(yàn)、練習(xí)等；考試管理端則支持學(xué)生的期中、期末考試；后臺(tái)管理端支撐整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行和教育大數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、分析及決策。此外，還有相關(guān)的智能管理助手、多媒體設(shè)備等，平臺(tái)框架如圖1所示。

1.教師端模塊

教師端是智能教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與開發(fā)的基礎(chǔ)，為教師提供了多種服務(wù)，其中包括資源課程、個(gè)人空間、學(xué)生信息及評(píng)價(jià)反思四個(gè)子模塊。資源課程模塊可以為教師提供合適的學(xué)習(xí)資源，以滿足教師的日常學(xué)習(xí)要求；個(gè)人空間子模塊主要包括教師的個(gè)人基本信息、學(xué)習(xí)課程、管理班級(jí)等；學(xué)生信息子模塊包括學(xué)生的基本信息、學(xué)業(yè)成績(jī)、學(xué)習(xí)狀態(tài)、成績(jī)分析表等；評(píng)價(jià)反思子模塊能展示學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)信息表以及教師的自我反思表，教師可根據(jù)反思記錄調(diào)整教學(xué)方式、教學(xué)策略等，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

教師端的功能實(shí)現(xiàn)可體現(xiàn)在真實(shí)的課堂環(huán)境中，其中包括識(shí)別、點(diǎn)贊、點(diǎn)名、測(cè)驗(yàn)、互動(dòng)等區(qū)域，具體功能及相應(yīng)體現(xiàn)如表1所示。

教師端模塊能夠獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的各種過程性數(shù)據(jù)，而利用AI技術(shù)能夠分析學(xué)生的任務(wù)完成情況、學(xué)業(yè)成績(jī)等，并生成學(xué)生學(xué)習(xí)報(bào)告。教師根據(jù)該學(xué)習(xí)報(bào)告可以掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，以達(dá)到因材施教的目的。

2.學(xué)生端模塊

智能教學(xué)平臺(tái)學(xué)生端模塊涵蓋學(xué)習(xí)課程、個(gè)人空間、班級(jí)活動(dòng)以及小組協(xié)作四個(gè)子模塊。學(xué)習(xí)課程子模塊包含個(gè)性化推薦、課程基本信息、學(xué)習(xí)興趣選擇等，學(xué)生能夠自主選擇合適的課程來學(xué)習(xí)；個(gè)人空間子模塊包含學(xué)生的學(xué)習(xí)信息、收藏、相關(guān)資料、成績(jī)等內(nèi)容；班級(jí)活動(dòng)子模塊包含學(xué)生參與的集體活動(dòng)、項(xiàng)目等，能夠多人在線編輯，完成任務(wù)；小組協(xié)作子模塊是指學(xué)生能夠相互查看學(xué)習(xí)筆記、錯(cuò)題記錄、分組情況等，能夠有效提升學(xué)生之間的互動(dòng)水平以及協(xié)作學(xué)習(xí)效果。

學(xué)生端的功能實(shí)現(xiàn)可體現(xiàn)在真實(shí)的課堂教學(xué)環(huán)境中，其中包括錄像、簽到、答題、評(píng)價(jià)等區(qū)域，具體功能及相應(yīng)體現(xiàn)如表2所示。

學(xué)生端的功能模塊是整個(gè)智能教學(xué)平臺(tái)的關(guān)鍵部分，學(xué)生可根據(jù)平臺(tái)中的各種功能部件輔助自己的學(xué)習(xí)，以達(dá)到與教師良性互動(dòng)、與學(xué)生和諧交流的目的，并且能夠提高個(gè)人學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)自我效能感及學(xué)業(yè)成績(jī)等。

3.作業(yè)管理端

作業(yè)管理端的構(gòu)成包括作業(yè)發(fā)布、作業(yè)提交、作業(yè)批改、作業(yè)評(píng)分等模塊。

①作業(yè)發(fā)布模塊：教師可以在該模塊中發(fā)布作業(yè)，設(shè)置作業(yè)的截止時(shí)間、作業(yè)的提交方式、作業(yè)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)等。

②作業(yè)提交模塊：學(xué)生可以在該模塊中提交作業(yè)。

③作業(yè)批改模塊：教師可以在該模塊中對(duì)學(xué)生提交的作品進(jìn)行批改。

④作業(yè)評(píng)分模塊：教師可以在該模塊中對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)分。

針對(duì)作業(yè)管理端的防作弊設(shè)計(jì)如下：

①限制作業(yè)時(shí)間和次數(shù)。可以設(shè)置作業(yè)的開始和結(jié)束時(shí)間，以及每個(gè)學(xué)生可以提交的次數(shù)。這樣可以避免學(xué)生在作業(yè)時(shí)間外或者多次提交答案。

②隨機(jī)化題目?？梢詫㈩}目隨機(jī)排列，或者從題庫中隨機(jī)選取一定數(shù)量的題目。這樣可以避免學(xué)生之間抄襲。

③檢測(cè)作弊軟件?？梢允褂脤ｉT的軟件來檢測(cè)學(xué)生是否使用了作弊軟件。

④限制網(wǎng)絡(luò)訪問?？梢韵拗茖W(xué)生在做作業(yè)時(shí)訪問網(wǎng)絡(luò)，避免學(xué)生在網(wǎng)上搜索答案。

⑤人工檢查。可以要求教師或者助教對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行人工檢查，以確保學(xué)生沒有抄襲。

4.考試管理端

考試管理端由考試管理系統(tǒng)、考試安排系統(tǒng)、考試成績(jī)管理系統(tǒng)、考試監(jiān)控系統(tǒng)等組成。

其中，考試管理系統(tǒng)是指對(duì)考試過程中的各項(xiàng)管理工作進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和協(xié)調(diào)，包括考試計(jì)劃、考場(chǎng)安排、監(jiān)考人員安排、考生信息管理等；考試安排系統(tǒng)是指對(duì)考生的報(bào)名、選課、分班、編排等工作進(jìn)行自動(dòng)化處理；考試成績(jī)管理系統(tǒng)是指對(duì)考試成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和管理，包括成績(jī)錄入、成績(jī)查詢、成績(jī)分析等；考試監(jiān)控系統(tǒng)是指對(duì)考場(chǎng)環(huán)境和考生行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證考試的公平公正。

針對(duì)考試管理端的設(shè)計(jì)規(guī)則如下：

①具有完善的權(quán)限管理機(jī)制，確保只有授權(quán)人員才能訪問和操作考試系統(tǒng)。

②具有完善的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制，確保考試數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)橛布收匣蛉藶槠茐亩鴣G失。

③具有完善的安全防護(hù)機(jī)制，包括但不限于防火墻、入侵檢測(cè)、反病毒等，確?？荚囅到y(tǒng)不會(huì)受到黑客攻擊或病毒侵襲。

④具有完善的日志記錄機(jī)制，記錄所有考試操作和異常情況，以便后期審計(jì)和追責(zé)。

⑤具有完善的安全審計(jì)機(jī)制，對(duì)考試系統(tǒng)進(jìn)行定期安全審計(jì)和漏洞掃描，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)安全漏洞。

5.后臺(tái)管理端模塊

后臺(tái)管理端旨在管控整個(gè)平臺(tái)的正常運(yùn)行，以及收集教師端和學(xué)生端產(chǎn)生的各項(xiàng)過程性數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到固定位置，為精準(zhǔn)地教和精準(zhǔn)地學(xué)奠定基礎(chǔ)。因此，后臺(tái)管理端是平臺(tái)的“全局掌控者”，聚焦于平臺(tái)數(shù)據(jù)獲取、分析和融合等環(huán)節(jié)，為整個(gè)教學(xué)過程提供一定的支持服務(wù)。后臺(tái)管理端模塊承擔(dān)著教師端以及學(xué)生端的數(shù)據(jù)的獲取、接收以及存儲(chǔ)，它不僅可以及時(shí)對(duì)教師的教學(xué)提供修改意見，而且能為教學(xué)干預(yù)打下良好的基礎(chǔ)。

總結(jié)

隨著技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人工智能技術(shù)與教育的結(jié)合顯然已經(jīng)成為當(dāng)前的主流趨勢(shì)。目前，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建逐步增多，通過平臺(tái)可收集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行學(xué)情分析，為后期精準(zhǔn)教學(xué)打下良好基礎(chǔ)。需注意的是，在收集、處理和融合平臺(tái)數(shù)據(jù)時(shí)，要確保數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，這樣才能夠更具有說服力。未來，還需要更加關(guān)注AI技術(shù)在教育中的應(yīng)用，通過具體實(shí)踐證實(shí)技術(shù)能夠改善教育教學(xué)效果，即未來還需關(guān)注技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)實(shí)證研究。

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