人工智能课堂范文10篇

时间:2024-05-19 18:50:16

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人工智能课堂

中学数学课堂教学效益提升策略

摘要:人工智能的飞速发展,为数学教育的改革带来新机会。通过分析传统中学数学课堂教学存在的问题,探索利用人工智能提升中学数学课堂教学效益的策略,以期得到新时代下富有实效的教学思路,对于提高教学质量与提升教学效益,具有借鉴意义和参考价值。

关键词:“人工智能+”时代;中学数学;课堂效益;高效课堂;信息技术

2017年,国家《新一代人工智能发展规划》,提出加快人工智能高端人才培养,建设人工智能学科,发展智能教育[1]。数据驱动的智能革命已经广泛渗透进了教育领域,使得教育的管理面临着智能化时代带来的机遇和挑战。数字化转型的时代带来的是科技的浪潮和行业的颠覆[2]。人工智能深刻影响着中小学教育的改革方向,教师的角色和作用是什么呢?如何把智能与我们的教育融合在一起,使我们的教学更有温度、更加丰富多彩,需要我们认真思考。

1传统课堂存在的问题

新课程改革已经开始实施,但数学的传统课堂教学模式基本上还是教师讲、学生被动接受,使用的是统一的教学大纲、统一的评价标准,体现不出学生的个性差异。如何使课堂教学更好地服务于我国实际情况的教育路线?2020年12月19日-20日在珠海举行了“智能时代的中小学数学教育变革研讨会”,会上,汤涛校长认为目前的数学教育培养了好胜心,但没有带来激发兴趣的好奇心。对于中小学教师和家长来说,要培养有后劲的学生,关键是要培养孩子的好奇心。葛军校长认为,随着新课程新高考进程的推进,数学教育应以“立德树人”为目标,用“生长教育”的理念引导学生。

2“人工智能+教育”时代对课堂的影响

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人工智能与卫生化学教学改革探讨

摘要:人工智能是计算机学科的一项重要分支,目的在于研究、模拟并应用人的思维、学习、知识储存过程。随着互联网及大数据的不断发展,人工智能在当今时代起到更为重要的作用。卫生化学是预防医学专业必修的专业基础课。文章基于人工智能的发展,从理论教学、实验教学、教学评价、教学反思四个方面对卫生化学进行学习方式及教学方式的改革,培养全方位、高层次的公共卫生人才。

关键词:卫生化学;人工智能;教学改革

21世纪以来,全世界开始进入信息化与大数据时代,人工智能在医疗、计算机科学、金融贸易、通讯、法律、游戏及周边产品开发等诸多方面应用广泛[1-3]。由于教育本身的独特性,人工智能在教育中的应用尚处于起步阶段。然而课程改革必须要适应时代潮流,将先进的信息技术与教学紧密结合,进而培养时代所需的高科技全方位人才。应急型公共卫生人才极度缺乏,因此加快培养高水平应急型公共卫生人才十分必要。卫生化学是预防医学专业学生必修的专业基础课,主要教授分析化学相关知识与实验技能。时代在不断变化,预防医学要求不断更新研究手段及新兴技术,为及时迅速的发现、控制和预防疾病流行提供科学可靠的数据、信息和方法。因此,卫生化学课程的不断更新发展是十分必要的。人工智能时代的到来,卫生化学课程随之变革,这样方能培养时代所需的人才。本文基于当今人工智能的发展趋势,从理论教学、实验教学、教学评价、教学反思四个方面对卫生化学课程进行改革,顺应时代变革,改变学生的学习方式及教师的教学方法,培养应急型、全方位、高层次的公共卫生人才,助力“互联网+”全民预防新时代的到来。

1理论教学

1.1教学资料

在新时代科技迅速发展的背景之下,预防医学专业学生不再要求只学习理论知识,还要求掌握新兴科学技术与高科技信息。为推进现代化高科技复合型人才的培养进程,教师必须在卫生化学教材中增添人工智能相关知识,如在分析数据处理与分析工作质量保证章节中加入人工智能知识。当今时代人工智能主要包括图像识别、语言识别等新型科学技术。该技术可更高效、智能地进行样品及数据处理工作,将该方面内容加入教材中,既可填补卫生化学教材中人工智能方面的空白,也为课程改革中教材改革迈出重要一步。教师将其他课外教学材料加入人工智能技术,如微信小程序和在线辅导平台,利用人工智能技术检测教学材料的不足并实时检测学生掌握情况,精确掌握学生的学习与复习情况。比如ContentTech-nologies,Inc(以下简称CTI)是一家根据人工智能技术开发定制教科书的公司,可根据教案及教学大纲的内容,发现更加适合教学的教科书及教学材料。CTI根据这项技术为多个中、高等教育机构提供教学材料。同时,为弥补预防医学学生应急知识及能力的缺乏,课外知识平台精准设置应急处理知识课程,使学生在课外智能平台学习知识,增强专业能力与预防应急能力,成为全方位、高层次的公共卫生人才。

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高等教育人工智能下双师型教学探讨

摘要:近年来,人工智能在各行各业中已经开始应用,对社会生产、人民生活、教育等起到了重要的作用。“双师型”教师要具备高校教师资格,符合高等教育法的规定,在职称之外还需要具备社会实践能力和经验,是双重素质型人才。人工智能对于构建高等教育“双师型”教育团队有非常重要的现实意义,符合我国当前教育改革的要求,结合互联网信息技术提高教学效率,更有利于培养应用型人才。“双师型”型教育兼具理论和实践教育,使用人工智能技术是未来教育的发展趋势。基于此,该文首先对高等教育人工智能下“双师型”教学的重要性进行了明晰,深入分析了“双师型”教师教学创新团队建设的现实困境,最后提出了高等教育“双师型”教学完善建议。

关键词:高等教育;人工智能;双师型;教学研究

人工智能技术是先进的科技,随着人工智能技术在各个行业的应用,对社会的发展起到了重要的作用,使人民的生活越来越便利。当前我国人工智能技术主要在以下行业中被广泛的应用,例如:医疗、农业、工业、交通、金融、效应及物流等,这些行业都与人民的生活息息相关。通过人工智能技术和互联网技术的有效结合,能够使高校教师拓宽信息获取渠道、转变自身的教学理念、学习更加科学合理的教学方法、促进校企合作、深化人机协同,对于构建“双师型”高校教师队伍可以发挥重要作用[1]。因此,高等教育开展过程中就需要利用先进的科学技术,积极地寻找科学有效的教学改革途径,从而能够改变高校教学的僵化模式,全面推进“双师型”教学的发展。基于此,该文着重对高等教育人工智能下“双师型”教学进行了深入的研究。

1高等教育人工智能下“双师型”教学的重要性

近年来,我国高等院校已经逐渐成为信息化校园,信息化技术、互联网技术可以与人工智能技术进行良好的融合,无论是对高等院校的教学管理还是教育水平都起到了促进的作用。虽然上述高新科技已经在高等院校中发挥了很强的作用,但是在实施的过程中仍然遇到了很多阻碍,导致高等院校的教学理念、内容、方法与高新科技之间融合程度不高,没有充分发挥出高新科技的应有作用。构建“双师型”教学体系需要结合高新科技,只有这样才能够对理论教学与实践教学共同推进[2]。“双师型”教学对于高校发展具有以下两方面重要意义。第一,提高高校教师对于高新科技的掌握程度,满足高校培养创新型人才的需求。人工智能技术的飞速发展,使其成为高等教育发展与创新的重要基础。基于新时代背景下,高校教师只有具备较强的人工智能教育能力,才能为国家培养创新人才、促进人工智能发展提供必要保障。第二,提高高校教师人工智能教育能力是高校教师专业发展的根本需要。在高校教师专业技能发展备受关注的同时,高校教师人工智能教育能力的提升也备受关注。自2018年4月教育部公布《教育人工智能2.0行动计划》以来,高校教师人工智能教育能力提升的改进目标和措施也越来越明确,但其成效甚微[3]。在此背景下,加快提升高校教师人工智能教育能力成为高校教师专业发展的必然要求。第三,提高高校教师在人工智能方面的教育能力是适应多样化教育环境的选择。在这个人工智能时代,传统的教学方式和内容已经不能满足高校学生的个性化需求。在日益多元化的教育环境中,高校教师只有具备强大的人工智能教学能力,才能保证教育质量,从而为企业输送先进的技能型和实践型人才。利用人工智能加强高校“双师型”师资建设,不仅是顺应教育现代化的趋势,而且对教师的个人成长也有重大影响。人工智能是当前我国高等教育改革中的重中之重,教育质量、教育资源质量和教育队伍素质是我国人工智能发展改革的主要任务[4]。从观念转变、制度健全、个人素质这3个方面探索建立“双师型”评价标准,提出利用网络人工智能促进“双师型”教师建设的建议,符合条件者则可认定为是学校“双师型”教师。学校应该从专业技术资格方面对教师进行审查,审查是否具有技术资格、专业和职业资格是否一致、获得的相关证书是否与职业资格相匹配,确保能加强高校“双师型”师资队伍建设。

2“双师型”教师教学创新团队建设的现实困境

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人工智能教师何以重塑学校文化

[摘要] “人工智能教师”有望协助或替代人类教师完成诸多种类的教育教学任务,对未来学校教育将产生重大影响。研究从技术—文化视角出发,认为人工智能教师对学校教育的变革性作用是通过推动学校文化重塑得以实现的。在人工智能教师的参与下,学校文化将会发生重要转变,实现结构性重塑:师生关系文化从知识传递的“外围”走向文化育人的“内核”;课堂文化将呈现文化反哺并突出个性化关怀;教师文化将丰富“人—机”合作内涵与“人—人”合作新目标。展望未来,需构建起彰显人的能动性的技术文化生态,迎接和拥抱智能时代学校教育的文化新图景。

[关键词]人工智能;学校文化;人工智能教师;学校教育变革

一、引言

“人工智能对社会的冲击是全方位的,但对行业的冲击首当教育[1]。”尽管有研究预测,智能时代小学和中学教师职业的可替代率仅为0.44%和17%[2],但随着深度融合了计算、感知、认知等多元智能的人工智能技术走向成熟,“人工智能教师”也有望从“幕后”走到“台前”,与人类教师协作分工,形成双向赋能的教育生态支持机制[3]。智能时代已至,人—机智能各取所长,将打造出更强的教育合力[4],学校教育变革必将接踵而来。而现代技术进步究竟将如何与学校教育变革建立起动力机制———我们亟待寻找可行视角理解这一核心问题,以应答当今智能时代的吁求和现代教育的必然。面对徐徐展开的智能时代学校教育新图景,从技术与文化的关系视角出发,能够进一步廓清技术发展推动下的社会变革机制,理解教育技术与教育文化之间的联动性。审视将与我们展开密切协作的“人工智能教师”如何参与和推动学校文化重塑,将进一步在思想和行动层面启发我们如何在学校教育实践中迎接一个与人工智能“共享”的未来。

二、现代技术推动学校文化变革的动力机制

随着科学技术革命及其成果在人类社会生活中的应用不断扩张,技术逐渐成为文化人类学重要的研究议题之一。在人类学的研究视阈中,技术是建构起人类社会生活的一种文化现象[5],彰显着人类对现实世界的能动性改造,映射出人类社会未来发展的潜在图景。于是,在技术—文化的理论视阈下,人工智能这一划时代技术与未来学校文化变革间具有了密切的动力关联。(一)现代技术发展推动文化变革。“生活的技术形式是文化不可分割的重要组成部分,正如文化在人类的意义上不可避免地隐含技术一样。”[6]技术时刻渗透、嵌入在人类社会林林总总的文化脉络之中。在人类社会的早期发展阶段,技术是生命延续和生活得以幸存的条件[7],是人类在“改善生活的外部条件之中”[8]所创造和运用的一切手段与方法的综合。然而,现代科技的发展则是以技术研发为起点的,首先考虑的不是社会的当下需求,而是从技术中所窥见的人类的未来[9]。随着新兴技术对其工具性本质的自我超越,技术发展已然突破生活的现实需要,并着眼于人类发展的未来图景。此时,技术所要解决的往往并非是人类社会现存的问题,而是要对人类文明的未来图景进行预测,并回应潜藏其中的文明存续与发展的主客观条件。这也预示着,现代社会新兴的技术手段不再作为现有文化的产品而被特定文化所准入与规约,而是倾向于以其强大的改造力、再生力推动文化的修正与革新,以文化的重塑实现社会的再造。于是,现代技术本身逾越了其原始意义上的使用价值———不只是现有文化的附着物,而是成为其应用领域乃至整个人类社会文化景观的“加速器”与“转换器”,对人类文化实现超越和再塑造。其理想结果,即是新兴技术对某一群体文化的更新,使其自身纳入新的文化版图中为人们所接受,最终实现从实验室走入日常生活,成为某一群体的文化构成要素,进而发挥对社会发展的整体推进作用。换言之,能够通过某一近现代文化共同体基于公共利益诉求的筛选而得到推广与应用的技术,必然以对原有文化的重塑为实现其最终价值的必要前提,从而为特定文化主体所悦纳。(二)现代技术发展推动学校文化。纵观世界教育变革的演进历程,新兴技术的应用在其中发挥着至关重要的推动作用,在学校教育变革中持续彰显强大的推动力,使之伴随着主流技术的迭代更新而与时俱进。从技术与文化的关系来看,新兴技术带动学校教育变革本质上是通过改造学校教育场域的固有文化特质而实现的。学校文化是学校场域内所有参与主体共同认可,并为其所内化的价值观念与取向和所秉承的行为与交互模式的集合,是学校一切教育实践活动的“神经中枢”。回溯人类科学技术与学校文化相伴而行的发展历程:古代造纸术与印刷术的发明,打破了“口耳相传”“耳提面命”式的早期师徒教化关系,由此大大拓展了知识传递与获取的途径;20世纪90年代末以录音、录像为代表的新型学习资源媒介走进课堂,丰富了课堂的文化样貌,从而为多元化的教学组织形式转变埋下伏笔;21世纪以来依托计算机网络等信息通信技术的在线学习平台层出不穷,激发个性化学习模式创生与师生角色的变迁,于是移动学习、泛在学习等新型学习模式随之应运而生……以往人类不同科技发展阶段所产生的技术在教育活动中的应用案例证明,技术所推动的文化嬗变是学校内学习、教育、管理等方方面面变革的起点。学校文化在技术渗透下是否得以重塑是检验这一技术能否兑现应用潜力的关键指针。当前,人工智能迅猛的发展态势不仅持续改造着各领域的生产劳动方式,更对人类原有文化带来巨大冲击,使之产生结构性变异[10]。能够自主感知、理解、预测、行动的人工智能技术为学习者提供了全新的信息获取通道并成为教学活动发生的新端口。作为一项对现有教和学方式具有颠覆性影响的技术产品,人工智能究竟能否真正“融入”学校教育场域,直接取决于其与学校原有教学活动主体的共生互动,对教师、学生及课堂教学环境之间的交互关系与参与主体的价值判断及行动选择能否产生结构性影响,亦即能否推动学校教育在智能时代背景下发生文化生态重塑———能够推动学校文化重塑的技术将进而诱发学校教育深层次变革;反之,则将为原有文化中所固有的惯习所拒斥。

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高职院校人工智能课程设计研究

摘要:在人工智能技术快速发展的背景下,本文对高职院校信息技术类专业进行人工智能技术方向课程设计进行了研究,分析了高职院校人工智能课程设计面临的挑战,从市场发展、竞赛趋势、专业建设3个方面进行了需求调研和分析,并结合高职院校的人才培养特点,设计了嵌入式的人工智能技术课程方案,希望能够为相关研究提供借鉴。

关键词:人工智能;课程设计;高职院校

《中国新一代人工智能科技产业发展报告2020》指出,我国已成为继美国后拥有人工智能企业数量最多的国家,从技术发展、数据平台到市场,我国的人工智能产业生态逐渐丰富和完善[1]。当前人工智能技术被认为是第四次工业革命的“引擎”[2],在政府工作报告中指出要加快建设制造强国,加快发展先进制造业,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,到2030年在人工智能领域达到世界领先水平[3]。教育是实现这一目标的根本途径,必须大力培养人工智能领域的研发和应用人才。

1高职人工智能人才培养的背景

随着人工智能应用的落地,人工智能市场人才需求逐步明朗,高职阶段的人工智能人才培养也逐渐展开,当前诸多职业院校正在积极探索人工智能专业建设。在人工智能时代,众多院校都在谋划与人工智能技术的结合[4]。而与人工智能技术关系最为紧密的信息技术类专业,尤其需要进行课程升级,培养更多人工智能技术应用方向的人才,以满足当前市场对人才的需求。高职信息技术类专业人才该如何在人工智能浪潮中进行定位,如何优化高职信息技术类专业人才培养课程体系设计,使得人才培养能够满足人工智能时代市场对人才的需求,拓宽学生的就业方向,提升学生的未来职业发展水平,是专业发展必须面临和解决的一个问题。

2人工智能课程设计面临的挑战

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人工智能时代大学英语教学机遇分析

摘要:人工智能与教育的融合创新,必然加速教育现代化发展进程。慕课的蓬勃发展、自适应技术以及大数据的运用,为解决大学英语教学改革几十年来的棘手问题提供了可能。挑战与机遇并存,人工智能技术将倒逼大学英语朝着教学目标高阶化、课程体系后现代化、课堂教学智慧化和教师角色精细化方向发展。

关键词:人工智能;大学英语教学;后现代课程观

一、引言

人工智能与各领域的深度融合和创新,正在颠覆我们的生活,改变世界的面貌[1]。世界各大经济强国为抢占人工智能技术发展制高点,争先研制了各种人工智能发展战略和行动方案,试图占住未来科技发展先机。我国在继2016年5月发改委和科技部联合推出《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》后,次年7月国务院印发《新一代人工智能发展规划》(以下简称《规划》)[2],全面部署了我国人工智能发展战略。2017年9月,教育部长陈宝生提出“课堂革命”的信息化时代教育改革新命题,人工智能驱动和赋能的课堂革命序幕从此拉开。2018年4月,教育部了《高等学校人工智能创新行动计划》,明确了高校在培养创新人才及科技创新等领域的目标和任务。人工智能与教育进入了融合创新阶段,正在迅猛地颠覆人类几千年沉淀的教育理念和方式,重构教育生态。智能语音技术、英语语言测评系统、语言翻译、智能口语陪练等技术,以及自适应系统、个性化学习中心和智能导师系统等广泛应用于大学英语教学领域,为大学英语教学带来了前所未有的机遇,为破解大学英语教学领域几十年来教学资源不足、“因材施教”难以践行、课程评估不科学等难题提供解决方案。显而易见,传统的教学目标、课程体系及教学模式、教师的专业知识不足以应对新一代人工智能技术的需求,我们必须积极求变,寻找人工智能与大学英语教育的契合点,方能在这场革命浪潮中幸存。

二、人工智能2.0和教育

人工智能被认为是迄今为止最具有颠覆性的技术[3],它正在加速落地,深刻地改变世界和人类生产、生活方式[1]。人工智能自诞生之日起就与教育休戚相关,对教育的变革也将是彻底的、全方位的。因此,我们必须充分认识它,方能抓住人工智能技术给教育带来的机遇,方能乘风破浪应对挑战。

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传统文化教育理论和模式转换

摘要:高校传统文化教育是显性教育和隐性教育的集合,在人工智能发展的背景下,高校传统文化教育从内容到实践上的改革是必然趋势。异化理论、人的自由全面发展理论、交往实践理论为人工智能时代高校传统文化教育运用新技术的赋能提供了理论支持。高校传统文化教育模式转换实质是实现了教育客体个性化需求、教育主客体融合互动和教育的多样化发展。

关键词:传统文化教育;人工智能;高校教育

随着人工智能技术的发展,人工智能技术在高校传统文化教育中的赋能日益重要,传统文化教育从人这一教育主体与技术工具、教育客体与自我价值实现、教育要素之间的相互关系上都应融合新技术的发展。

一、人工智能赋能高校教育的三个基本理论维度

人工智能赋能高校教育是教育发展的必然趋势,结合人工智能对传统文化教育的实践,可以进行指向性的教育轨迹预判和效果反馈。异化理论、人的自由发展理论、交往实践理论为人工智能时代高校教育工作提供了理论支持。

(一)异化理论

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DOBOT机器人在高中信息技术的应用

高中信息技术新课标要求对学生培养计算思维能力,进行人工智能教育,如何将人工智能落实到信息技术课堂是现阶段高中信息技术教育亟需解决的重要问题。DOBOT机器人对解决高中信息技术课堂中的人工智能教育有重大作用,通过项目式学习,为学生打造人工智能的场景,让学生参与其中动手设计,培养学生的创新思维,提升学生的信息素养。高中信息技术教科版新教材一开篇就说“未来已来”,在科技日新月异的今天,全面提升学生的信息素养是高中信息技术的主要任务。人工智能是学生信息素养的重要组成部分,是未来学生走进社会的重要竞争力,如何将人工智能落实到信息技术课堂是现阶段高中信息技术教育亟需解决的重要问题。

1DOBOT机器人适合高中课堂

人工智能教育必将成为未来信息技术教育的趋势,高中信息技术课堂已经不在满足于“一台计算机走天下”的模式。人工智能在学生的日常生活中已经不陌生了,甚至可以说随处可见,比如商场的人工智能导购、银行的智能服务机器人、智能手机等。那么,这些人工智能是如何运作的将会成为学生在信息技术课堂中最感兴趣的点[1]。DOBOT机器人不仅是硬件,其技术已经发展到K12人工智能教育领域。在课程体系方面,DOBOT机器人已经发展成以人工智能为核心的系统化的知识体系,其教学模式主要是项目式学习(Project-BasedLearning,简称PBL)。DOBOT机器人在教学过程中引导学生思考解决现实生活中的问题,将人工智能应用到实际的生活场景中,模拟搭建人工智能场景让学生在探究中学习,构建知识体系,提升动手能力。高中信息技术新课标倡导项目式教学,设计符合生活实际的人工智能应用场景,引导学生思考解决现实问题,从而实现新课标所提出的培养目标[2]。在软硬件体系方面,DOBOT机器人推出了DOBOTMagicianLite及配套的DobotLab人工智能教学平台。在这个平台中具备了班级管理、实验、教学功能模块,方便学校开设人工智能课程的教学。在资源方面,DOBOT机器人提供教学参考书籍及数据资源、人工智能教室建设、班级管理系统等服务,并且提供教师人工智能教学培训,这些都使普通高中学校开展人工智能课程变为可能。

2DOBOT机器人在高中信息技术课堂的应用实例

本课程案例的从社会生活的真实需求出发,通过创造具体的情景、引导学生分析问题、设计解决方案并动手实践,逐步培养学生的计算思维能力与创新应用能力。下面以“智能货仓”为例详细说明。

2.1教学目标

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大学英语口语教学与实践

摘要:目前人工智能发展态势良好,与此有关的语言服务产品也开始在高校中得到应用,为大学英语口语教学带来了机遇,推动了教学模式的改革和创新。人工智能技术在高校英语口语教学中的应用,能够优化教学方式,凸显学生主体地位,通过教学情境的积极创设,让口语资料从多元化向数字化发展,使传统的教师教学转变为人机合作教学,让口语评价变得个性化和自主化。本文就人工智能背景下大学英语口语教学实践做简要探讨。

[关键词]人工智能;大学英语;口语教学实践

尽管从小学阶段就已经有了英语口语课程,但是绝大部分大学生的口语能力并不突出,甚至无法应对一些日常的简单交流。而目前的《大学生课程教学要求》也明确提出了要将学生的口语表达能力作为英语这一学科的重要培养目标。在人工智能背景下,教师可以积极使用各种技术手段去解决目前教学中存在的问题,改变学生的英语学习观念,优化学生的学习方式,增强学生的口语表达能力,达成口语教学的高质量目标。

1目前大学英语口语教学改革的基本情况

我国的英语口语教学与其他学科一样,一直处于不断的改革与创新中,但是实际的进度比较缓慢,具体原因很复杂,既有固有传统的桎梏,也有人为的因素。传统的英语口语教学与读写教学一样,教师的备课材料一般局限于书本内容,所以学生的英语口语学习跟朗读课文没有太大差别。应试教育下的英语考试内容通常只包含听力、阅读与写作,所以很多学生并不会主动去提高自己的口语能力(胡雪等,2020)。这些现象是英语口语教学的最大误区,而目前英语教学中听说课的边缘化让口语教学变得更加艰难,甚至一些教师也认为英语口语课程并不是太重要。负责大学英语口语教学改革的相关部门,对此做了不断的探索,而互联网的发展和人工智能技术的应用,让目前大学英语口语教学有了新的发展契机。

2人工智能背景下大学英语口语教学的特点

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高校智能教育发展脉络及启示

摘要:智能教育是人工智能与教育深度融合的产物,智能教育在世界高校的应用有了长足的发展,并呈现加速发展的态势,主要体现在:智能教育的发展推动自适应学习发展、异步课堂趋于完善,推动协作学习发展;智能内容重塑教科书,实现加速学习;智能辅导系统迈向2.0,促进深度学习。智能教育实现对学生行为的预测,推动教师在“教—学”关系中转向辅助者角色,智能助教进一步发展协助教师更加关注学生;AI助力智能教学设计,保证精准教学开展;学生事务管理智能化,实时监督学生走向。人工智能在提升教学品质、塑造虚拟教学环境、变革智能图书馆等过程中,将学习环境打造为更加开放的学习空间。为应对这样的变化,我国智能教育应树立自适应学习理念、坚持师生需求导向、提高教师智能素养、成立智能教育专业、加强应用效果评估,加速实现我国智能教育在国际范围由跟跑到领跑的转变进程。

关键词:国际比较;智能教育;高等教育

2019年4月23日,美国NMC发表2019地平线报告中指出,未来四到五年将是人工智能变革高等教育的关键节点[1]。2019年3月4日到8日,联合国教科文组织在巴黎教科文组织总部举行了2019年移动学习周,学习周的主题也围绕着人工智能与可持续发展[2]。来自130个国家1500名教育与技术专家围绕“如何利用人工智能来加强教育和学习”“如何确保在教育中包容和公平地使用人工智能”等问题进行了探讨。我们发现,在大多数国家,主要由非国家行为者,特别是私营部门,推动AI蓬勃发展,对AI的发展做出敏锐的反应,教育技术产业的快速扩张尤其引人注目,人工智能学习技术在课堂上的使用越来越多,各国都为教学和学习提供人工智能解决方案[3]。我国高度重视人工智能战略影响,在2019年5月16日的国际人工智能与教育大会的贺信中指出,新时代的中国将高度重视人工智能对教育的深刻影响,积极推动人工智能和教育的深度融合,促进教育变革创新。同时,高等教育肩负着科技创新、人才培养的使命,人工智能在高等教育中的应用不仅能够提高人才培养效率,更能提升人才培养质量。因此,提升人工智能在高等教育中的应用水平是实现我国人工智能从跟跑、并跑到领跑的重要举措。基于此,本文梳理最新国际人工智能在高等教育中实践情况和未来走向,并提出我国智能教育应对策略,为提升人工智能在我国高等教育中的应用水平提供参考。

一、从人工智能到智能教育

(一)人工智能的内涵。英国逻辑学家和计算机先驱艾伦•马西森•图灵最早开启了人工智能的实质性工作,图灵关注的核心问题是计算机如何通过过程启发式问题,从经验中实现学习。1950年,著名的图灵测试问世,测试中涉及计算机、人类陪衬与人类询问者三个参与者,结果发现,在看不到被试(计算机、人类陪衬)的情况下,人类询问者只通过询问无法辨别二者身份,据此揭示出计算机具备与人类智慧相同的潜力。由此可见,人工智能发展的初衷便是最大程度上模仿人类的思维,代替人类做出决策。最早成功的人工智能程序是1951年写成的ChristopherStrachey,该程序通过不断地试错、迭代,完善自身程序,最终能够以合理的速度完成一个完整的跳棋游戏。随后,约翰麦卡锡于1956年的达特茅斯会议上首次创造了人工智能这一术语。随着人工智能关键技术的不断发展,人工智能的内涵也趋于完善。在大英百科全书的定义中,人工智能是指数字计算机或计算机控制的机器人执行与智能生物相关的任务的能力[4]。这个术语经常被应用于所资助的开发系统的项目。具有人类特有的智力过程,如推理、发现意义、概括或从过去经验中学习的能力。由于其跨学科的性质,人工智能的定义难以界定,不同领域的专家有其不同的侧重点,但达成统一意见的是,人工智能具备人性化思考、人性化行动、理性决断以及合理形式四方面特点[5]。人工智能具有“强”“弱”之分,“强人工智能”以复制人类智力能力为目标,开发一个与人类完全相同的系统,“弱人工智能”则只是让系统运行,无需弄清楚人类的推理过程。目前,人工智能的发展介于“强”“弱”之间,虽然实质性进展表明实现强人工智能还存在一定困难,但强人工智能在未来的走向是当前的发展趋势。皮尔森与知识实验室(伦敦大学学院)2016年出版了报告“智能释放:教育中的人工智能论证”,报告将人工智能论述为“一个计算机系统,旨在通过能力(例如视觉感知和语音识别)和智能行为与世界互动(如评估可用消息,然后采取实现目标的既定行动),我们认为这基本上是人类”[6]。人工智能的类人化功能使其能够渗透在人类生活的各个环节中,人们开始探讨人工智能在教育领域中应用的必要性,这也正是智能教育产生的原由。(二)智能教育的诞生。从历史的角度来看,过去两个世纪,世界经历了教育的大规模扩张。教育起源之时,无论东西方教育都可称为“人的智慧”。东方孔子推崇“有教无类”,对不同的学生采取不同的教育手段,传授的内容也不尽相同;同期,西方苏格拉底使用“产婆术”引导学生深入学习,教与学之间是动态的、灵活的关系,学生能够得以个性化、全面的发展。随着工业革命的到来,工业社会对于人才的需求迅猛扩张,班级授课制应运而生。为了整体提高教育效率,将教学、作业计划、评分等全教学过程都框在固定的模式内,对于学生的评价也被局限在固定的标准化描述中,教育体系是静态的、普遍化的,教师无暇顾及每个学生的兴趣、特长或学习风格,学生个人的自我发展被忽视。伴随新一轮技术革命的发展,大规模的个性化教育成为时代的呼唤。“AI融入教育,成为教育发展的新取向,如何利用AI技术支持教育已成为当前需要讨论的课题”[7]。随着近年来人工智能的快速发展,智能教育在国际范围焕发出新的活力。(三)智能教育的技术支持。智能教育自萌芽至今已有30年之久,但国内外关于智能教育的定义尚未形成统一意见。祝智庭提倡智慧教育,他认为智慧教育是通过人机协同作用以优化教学过程与促进学习者美好发展的未来教育范式(智慧教育“祝氏定义”的要义)。在国际上,以AIED(ArtificialIntelligenceinEducation)指代人工智能在教育中的应用,其基础是本身就为跨学科的AI和学习科学(教育、心理学、神经科学以及社会科学等科目)。Pearson报告认为,AIED由三个关键模型组成,分别是教学模型、领域模型和学习者模型。教学模型代表了教学的知识和专长,即如何更好地通过计算机使用教学手段;领域模型又称知识模型,代表如何更好地学习世界知识;学习者模型侧重于对学习者的了解,包括学生的情绪状态以及参与学习的数据等内容。这三个模型的相互作用,就是自适应导师的模型基础,能够根据学习者的能力和需求,选择最合适的内容提供给学习者。在学习实践过程中感知到的数据不断反馈到三个模型中,通过深度学习等算法使得模型更加丰富、更完整,进而使系统更“智能”。人工智能极大地改变着教育生态,在教育领域的应用前景广阔,是克服传统教育不足的有效途径,有助于变革教育模式与教育形式、为学生提供个性化服务、为教师提供精准化教学、为学校提供科学化管理[8]。智能教育中涉及的技术支持包括:(1)人机交互引擎:与用户直接接触的引擎,人机交互引擎实现有趣的智能聊天功能;(2)NLP处理技术:即自然语言处理技术,主要是指通过机器学习手段,对自然语言数据进行切分,编码等过程;(3)实体关系抽取:从自然语言数据中,对特定的关系模式进行识别,从中提取实体关系信息,如(实体、关系、实体)三元组;(4)KG推荐系统:基于知识实体关系,以图论为基础,构建知识实体关系图模型(即有向连通图);(5)对特定场景的细致切分与机器学习相结合:系统细分多个应用场景并融合机器学习算法辅助使用者更好地教学与学习;(6)人脸识别:目前人脸识别技术在国内外发展都非常迅速,如人脸识别、人脸对比等技术已经在多个领域得到运用,但总体而言,各种识别系统对环境的影响都较为敏感。

二、国际高校智能教育的发展脉络

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