摘要：人工智能正逐步滲透并深刻改變著教育領(lǐng)域，人工智能賦能教育成為必然趨勢并推動基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展。本文展示了重慶師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)小學(xué)利用人工智能賦能高效課堂教學(xué)，通過人工智能促成從“離境”到“在境”的學(xué)習(xí)環(huán)境蛻變，重塑“師-機(jī)-生”協(xié)同共生的新型學(xué)習(xí)生態(tài)，強(qiáng)化“教-學(xué)-評”一體化學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模因材施教背景下的個性化學(xué)習(xí)，從而有效提升課堂教學(xué)的效率與質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能；課堂教學(xué)；高效

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2024）21-0007-03

人工智能（Artificial Intelligence，AI）已成為21世紀(jì)最具挑戰(zhàn)性、最具催化力、最具賦能特征的戰(zhàn)略性技術(shù)，在眾多領(lǐng)域表現(xiàn)出廣泛的賦能作用。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》在“教師隊(duì)伍培養(yǎng)”“智能化校園建設(shè)”與“新型教學(xué)方式探索”等內(nèi)容中多次強(qiáng)調(diào)人工智能的實(shí)施與應(yīng)用?！叭斯ぶ悄?教育”正從人工智能教育向教育人工智能轉(zhuǎn)化，人工智能的深度融入正引領(lǐng)教育領(lǐng)域的深刻變革，從學(xué)習(xí)方式的個性化到教學(xué)模式的多元化，從資源的高效整合到評價的精準(zhǔn)科學(xué)，人工智能為教育的各個環(huán)節(jié)注入了新的活力。人工智能不僅重塑了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，而且為教師提供了前所未有的教學(xué)支持。通過大數(shù)據(jù)分析，它能精準(zhǔn)描繪學(xué)生畫像，助力教師實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的個性化定制與課后輔導(dǎo)的精準(zhǔn)推送。通過模擬人類智能的某些功能，如學(xué)習(xí)、推理、決策等，人工智能能夠優(yōu)化教學(xué)流程，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的精準(zhǔn)推送與個性化教學(xué)，從而有效提升課堂教學(xué)的效率與質(zhì)量。

促成從“離境”到“在境”的學(xué)習(xí)環(huán)境蛻變

互聯(lián)網(wǎng)作為核心驅(qū)動力，催生了第三種空間——信息空間，它與物理空間、社會空間相互交織，共同構(gòu)成了我們生活的多維世界。在這一背景下，人工智能賦能課堂，不僅打破了物理空間的限制，更開創(chuàng)了一系列線上線下無縫銜接的個性化學(xué)習(xí)模式。統(tǒng)一的信息空間，以其靈活性、多模態(tài)、數(shù)據(jù)聯(lián)動、資源共建、高速網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)互通等特性，為教育人工智能構(gòu)建的虛實(shí)融合課堂提供了廣闊的舞臺。

例如，筆者所在的重慶師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)小學(xué)校（以下簡稱“重師附小”）就將物理課堂從固定沉悶的傳統(tǒng)布局轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活多變的融合空間。學(xué)生中心的可移動、可調(diào)節(jié)桌椅設(shè)計(jì)，以及跨區(qū)域、跨年度、跨班級、跨學(xué)科的教學(xué)模式，打破了傳統(tǒng)班級組織的束縛，讓學(xué)習(xí)不再受時間和空間的限制。

又如，針對美術(shù)課的《恐龍世界》主題，教師利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)為學(xué)生營造了一個充滿想象力和互動性的恐龍世界虛擬情境。學(xué)生借助AR眼鏡或VR頭盔，通過手勢控制或語音指令與恐龍進(jìn)行互動，輕輕觸碰屏幕上的恐龍，觀察它們的皮膚紋理、肌肉結(jié)構(gòu)和運(yùn)動方式；也可以向恐龍發(fā)出指令，讓它們做出特定的動作，如奔跑、跳躍、咆哮等。這種沉浸式的體驗(yàn)讓學(xué)生仿佛成了史前世界的探險家，與恐龍共同生活在同一個時代。在觀察完恐龍后，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)意繪畫。人工智能實(shí)現(xiàn)了學(xué)生從無源之水、無本之木的“離境”狀態(tài)到近在咫尺的可觀可感的“在境”學(xué)習(xí)，學(xué)生的創(chuàng)作興趣、創(chuàng)作熱情和藝術(shù)表現(xiàn)力在人工智能的加持下大大提升。

重塑“師-機(jī)-生”協(xié)同共生的新型學(xué)習(xí)生態(tài)

在人機(jī)協(xié)同教育的探索中，“師-機(jī)-生”三者的深度融合與共生，成為前沿的教學(xué)創(chuàng)新模式。

大模型具備卓越的語言解析力、邏輯推理能力以及跨模態(tài)內(nèi)容創(chuàng)造能力。教師利用大模型并結(jié)合學(xué)科大單元教學(xué)設(shè)計(jì)資料庫與資源庫，能夠輕松地制訂既科學(xué)又系統(tǒng)的大單元教學(xué)計(jì)劃，并創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)方案。另外，人工智能還能夠有效提高教師的工作效率。

例如，教師在批改大量作文時，難以做到細(xì)致入微的個性化指導(dǎo)，而人工智能的引入為這一問題提供了創(chuàng)新解決方案。重師附小的教師會將學(xué)生作文上傳至生成式人工智能系統(tǒng)（教育軟件內(nèi)置的AI模塊），讓系統(tǒng)進(jìn)行自動批改，系統(tǒng)不僅能識別語法錯誤、拼寫錯誤，還能評估作文的邏輯性、連貫性和創(chuàng)新性，給出初步的評價和修改建議?；谙到y(tǒng)的批改結(jié)果，教師可以快速了解每位學(xué)生的作文優(yōu)勢和不足，從而在課堂上進(jìn)行更有針對性的講解和指導(dǎo)。同時，系統(tǒng)還能根據(jù)每位學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，推薦適合他們各自的閱讀材料和寫作練習(xí)，以進(jìn)一步提升其寫作能力。

同時，生成式人工智能并非單向的智能供給者，而是在“師-機(jī)”與“生-機(jī)”的雙邊互動中不斷學(xué)習(xí)進(jìn)化。它通過分析教師與學(xué)生的交流內(nèi)容，捕捉教學(xué)需求與反饋，進(jìn)而在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)模型的自我優(yōu)化與迭代，形成一個持續(xù)進(jìn)化的“人機(jī)共生循環(huán)”，共同推動教育生態(tài)的智能化、個性化發(fā)展。

強(qiáng)化“教-學(xué)-評”一體化學(xué)習(xí)流程設(shè)計(jì)

“教-學(xué)-評”的深度融合旨在確保學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)活動與評估標(biāo)準(zhǔn)的高度一致性，其核心在于通過評價機(jī)制促進(jìn)教與學(xué)的無縫對接。在課堂教學(xué)中，及時的教育評價具有多元價值，包括診斷、導(dǎo)向、教育、反饋及評判功能，激發(fā)學(xué)生定期自我反思并推動即時改進(jìn)。

例如，在重師附小的英語課堂上，教師常會先借助人工智能技術(shù)創(chuàng)設(shè)虛擬的英語學(xué)習(xí)情境，如模擬國際交流場景、英語角等，為學(xué)生提供真實(shí)的語言學(xué)習(xí)環(huán)境。人工智能系統(tǒng)則根據(jù)學(xué)生的語言水平和興趣愛好，智能推薦適合的英語學(xué)習(xí)材料和活動。接著，學(xué)生利用人工智能聽說設(shè)備進(jìn)行語音朗讀，設(shè)備會對學(xué)生的發(fā)音進(jìn)行及時有效的評級，同時后臺能生成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。教師還可以在教學(xué)中利用人工智能聽說設(shè)備進(jìn)行口語測評、朗讀PK等活動，這樣不僅能夠鍛煉學(xué)生的口語能力，還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后，基于多樣化數(shù)據(jù)的發(fā)展性評價機(jī)制，可以為教師提供豐富的學(xué)習(xí)成效反饋，助力其不斷優(yōu)化教學(xué)策略，推動個性化教學(xué)的發(fā)展；同時，這一機(jī)制也鼓勵學(xué)生運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行自我審視，培養(yǎng)以證據(jù)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)反思習(xí)慣，從而構(gòu)建一個“教-學(xué)-評”緊密相連、相互促進(jìn)的一體化學(xué)習(xí)循環(huán)。

實(shí)現(xiàn)大規(guī)模因材施教背景下的個性化學(xué)習(xí)

如今的時代，虛擬與現(xiàn)實(shí)的界限日益模糊，實(shí)現(xiàn)了跨地域、跨學(xué)科的深度融合教育，為人才培養(yǎng)開辟了全新路徑。構(gòu)建國家層面的個性化學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)，需政府、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)與學(xué)校三者攜手并進(jìn)，最重要的是學(xué)校需積極擁抱變革，將智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)融入日常教學(xué)，關(guān)注學(xué)生的個性化成長，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型升級。

例如，重師附小建構(gòu)了智慧作業(yè)平臺助力小學(xué)語文個性化學(xué)習(xí)。面對學(xué)生數(shù)量多、個性化需求差異大的挑戰(zhàn)，學(xué)校引入了智慧作業(yè)平臺，旨在通過人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的因材施教。智慧作業(yè)平臺收集學(xué)生的日常作業(yè)、測試數(shù)據(jù)以及學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，并利用算法對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別每位學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)和知識掌握情況。之后，再基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，為每位學(xué)生生成個性化的作業(yè)推薦。作業(yè)難度和內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的能力水平和學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，確保作業(yè)的針對性和有效性。

教師通過平臺獲取學(xué)生的作業(yè)完成情況和學(xué)習(xí)報告，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和困難點(diǎn)。根據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)和建議，教師能夠制訂更精準(zhǔn)的教學(xué)計(jì)劃和輔導(dǎo)策略，實(shí)現(xiàn)因材施教。家長可以通過平臺查看孩子的作業(yè)情況和學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時了解孩子的學(xué)習(xí)狀態(tài)。平臺還提供微課資源和“舉一反三”的練習(xí)，幫助家長更好地輔導(dǎo)孩子，減輕家長的負(fù)擔(dān)。

例如，在數(shù)學(xué)課堂的課前測上，教師可定時定點(diǎn)給學(xué)生投送課前測問題，及時精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)學(xué)生完成任務(wù)需要的時間、正確率，發(fā)現(xiàn)需要集體指導(dǎo)的問題和個別學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)困難，以便在教學(xué)中和課后精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的指導(dǎo)。人工智能的賦能，讓教師在有限的時間內(nèi)能給予學(xué)生更多有針對性、個性化的關(guān)照，真正讓大班額下的因材施教成為可能，滿足了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。

人工智能技術(shù)正以前所未有的速度改變著教育的面貌，為高效課堂教學(xué)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。通過個性化學(xué)習(xí)、智能輔助教學(xué)、教學(xué)數(shù)據(jù)分析等手段，人工智能技術(shù)不僅能夠提升教學(xué)質(zhì)量與效率，還能夠促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。面對挑戰(zhàn)，教師應(yīng)積極應(yīng)對，加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)，推動技術(shù)普及與師資培訓(xùn)，促進(jìn)教育理念的轉(zhuǎn)變與教學(xué)模式的創(chuàng)新。

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本文系重慶師范大學(xué)2023年基礎(chǔ)教育研究專項(xiàng)教改項(xiàng)目“大中小學(xué)創(chuàng)新人才一體化培養(yǎng)研究”（課題編號：202305JJ）階段性研究成果。