随着数字科技的飞速发展,智能技术已经悄然融入人们生活的各个领域,新一轮科技革命和产业变革正在加速各行各业的数字化转型,引发世界范围的教育数字化转型浪潮。以ChatGPT、讯飞星火认知大模型、文心一言等为代表的生成式人工智能的快速发展,深刻影响着教育的理念重塑和形态变革,为教学场景创新、教学模式重构、教学流程再造带来新的机遇和挑战。
国家主席习近平指出,人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式,推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。随着生成式人工智能等技术的快速发展,人工智能将成为促进教育事业高质量发展的重要引擎,人机协同时代正在到来。人机协同的“机”不单纯是指手机或者计算机等终端,而应是一切先进的数字技术资源的代名词。随着5G、人工智能、大数据、物联网、区块链、生成式人工智能等新技术悄然融入教育领域,智能技术催生的教育新形态,对教育变革和教师素养提出更新、更高的要求,教育变革迎来前所未有的机遇和挑战,尤其是随着新一代生成式人工智能对教育领域的重要颠覆,“人机协同”推动传统的“师—生”二元结构向“师—生—机”三元结构转化,为智能技术融入教学全过程赋予全新的内涵与路径。教育领域正面临着前所未有的挑战和机遇,以学生为中心的教学理念将随着智能技术在教、学、评全方位融入得到充分体现,使教学变得更加个性化、灵活和高效。智能时代的教学将凸显精准化、智能化、个性化特征。
随着生成式人工智能为代表的新兴技术不断融入教育教学系统,世界各国正在积极探索利用新技术实施个性化的学业诊断和辅导、改进学习评价,促进教育教学场景创新,推动学习方式从标准化、统一化走向个性化、多样化[4]。教学过程智能化作为教育数字化的重要组成部分,已成为教育改革的重要方向。然而,如何有效评估教学过程智能化的发展水平,以确保其质量和效果,仍是一个亟待解决的难题。教学过程智能化发展评估研究逐渐受到学术界的关注,研究者从不同角度对教学过程智能化进行探讨,包括智能教学系统的设计与实现、教师与学生在智能教学中的角色转变、智能教学对学生学习成果的影响等。然而,这些研究大多关注于技术层面和应用层面,对于教学过程智能化发展的评估问题缺乏系统性研究。
针对这一问题,本研究在借鉴国内外相关文献报告、实践案例的基础上,结合人工智能技术和教育评价改革发展的最新要求,旨在探讨教学过程智能化发展评估的新方向、实践教学过程智能化发展评估的新思路,以便更好地促进技术赋能教育教学的融合创新,推动智能技术融入教学全过程,为数字教学改革发展与评价提供有益的启示。
一、教学过程智能化发展的内涵、特征及评价
1.教学过程智能化发展内涵
2023年,教育部办公厅印发的《基础教育课程教学改革深化行动方案》明确提出,推进“数字化赋能教学质量提升”行动,强调构建数字化背景下的新型教与学模式,助力提高教学效率和质量。人工智能将从学习方式、教学模式、资源供给等方面重塑教育,促成教学过程智能化。教学过程智能化是指利用人工智能、大数据、机器学习等新兴技术手段,对教学过程进行自动化、个性化和智能化的改进和优化。通过全流程收集、分析和挖掘学生学习数据,智能系统能够根据学生的学习特点和需求,提供个性化的学习内容和指导,帮助学生更高效地学习和掌握知识。同时,智能系统还能够实时监测学生的学习进展和困难,并根据反馈信息调整教学策略,提供针对性的辅导和支持。
教学过程智能化是当前教育领域的重要研究课题,主要体现在数字化、网络化、大数据、人工智能等技术在教学全流程的应用上,凸显了数字时代“教师—资源—学生”协同互动的特征。智能教学场景促使教学环节更加科学化,遵循“精准识别—精准诊断—精准干预”的操作流程,抽取、识别、记录学习者的过程性数据,并经过数据中台进行精准分析,据此建构“以学定教—因材施教—以评促教”的智适应教育生态圈。
随着人工智能技术的广泛应用,课程内容、教学方法和师生关系都在发生着变化。利用人工智能可以实现更加开放灵活的教学体系。然而,技术驱动的混合式教学过程虽然愈加智能化,但机器的介入可能会隔离师生的情感交互,教师情感支持的缺失可能会导致学生的心智发展需求得不到充分满足。此外,在现实的混合式教学中,线上学习部分的监督评价机制尚不完善,可能会导致线上学习效果不佳,以及线上学习不能与线下教学无缝衔接。教师队伍建设是影响教育智能化发展的关键因素。教师需要适应系统变化和加强信息技术能力,这也是推进教育智能化建设的基础。总的来说,教学过程智能化的发展不仅改变了教学方法和技术,也对教育理念和体制带来深远影响。2.教学过程智能化发展特征
教学过程智能化发展的特征主要体现在以下四个方面:①技术支持下的新型教与学模式。随着人工智能、大数据等智能信息技术的快速发展,技术与教学的融合不断加强,对教育的赋能正全方位地改变着教育形态,“智慧教+个性学”将成为教学新常态。②人机协同的教学方式。通用人工智能大模型有助于重塑教育知识体系和结构,推进教育数字化转型,构建“师—机—生”协同的教育新模式,赋能教、学、评、研等多场景下的人机协作与创新。③开放互联的学习环境。数字技术能够打破传统知识传递的壁垒,让学生和教师之间的界限变得模糊。学生可以通过互联网获取全球范围内的学习资源,与来自不同地区和背景的学生进行交流和合作。④智慧教育培养高阶思维。智慧教育将聚焦发展素质教育,基于系统化的知识点逻辑关系建立数字化知识图谱,创新内容呈现方式,让学习成为一种美好体验,有利于培养学习者的高阶思维能力、综合创新能力、终身学习能力。
3.教学过程智能化发展评价
评价教学过程智能化发展需从多个方面进行考量:①明确目标。首先要明确评价的目标是为了改进教学方法、提高教学质量,还是为了推广智能技术在教育领域的应用。明确目标有助于制定合适的评价指标和方法。②多维评价。教学过程智能化发展涉及多个方面,如教学内容、教学方法、师生互动等。因此,评价应从多个维度进行,包括教师、学生、课程、教学环境等方面。③数据驱动。利用大数据和人工智能技术收集和分析教学过程中的各种数据,如学生的学习成绩、参与度、满意度等,以便更准确地评估教学效果。④持续改进。评价应该是一个持续的过程,通过定期对教学过程进行评价,从而发现问题并及时调整教学方法和策略,以实现教学过程的持续优化。⑤客观公正。评价应保持客观公正,避免主观臆断和偏见影响评价结果。可采用多种评价方法,如同行评审、专家评审、学生评价等,以提高评价的可信度。⑥关注需求。教学过程智能化发展的最终目的是提高学生的学习效果。因此,评价时应关注学生的需求和反馈,确保教学方法和技术能够满足学生的学习需求。⑦创新实践。鼓励教师在教学过程中尝试新的教学方法和技术,同时关注这些创新在实践中的效果,以便不断优化和完善。⑧政策引导。政府和教育部门应制定相应的政策和措施,支持和引导教学过程智能化发展,为教师提供培训和支持,确保评价工作的顺利进行。
二、教学过程智能化发展评价框架
2017年,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,指出人工智能发展的战略态势,并强调要加强混合增强智能、自主智能系统等基础理论研究,构建开放协同的人工智能科技创新体系。人工智能是引领新一轮科技进步、促进人类社会发展的重要驱动力和战略技术,其在推动教育深层次变革的过程中促进了教育新形态的产生。纵观教育信息化的发展历程,技术及其带来的新方法为教育教学实践带来很多新的可能性。因此在教育数字化转型的浪潮中,课堂教学作为基础教育的重要途径之一,其教学过程中的人工智能应用正面临着数字时代全新发展的挑战。教学过程中的智能化应用是将人工智能技术“注入”教育之中而显现的教育变革现象之一。本研究将人工智能教学过程智能化作为检验人工智能技术“注入”课堂教学发展情况的关键指标。
尽管智能技术在课堂教学中的应用已经取得了一定成效,但在教学实践中,还存在许多需要进一步优化与探索的问题。如在教学实践中,普遍存在着重视技术应用,忽视教学创新的问题;现有的教育资源虽然丰富多样,但资源内容过于固定,难以满足动态多变的教学活动的实际需要。尽管智能教学系统中存在着海量的学习资源,但这些资源多以简单分类的方式堆砌存储在资源库中,教师和学生为检索资源耗费了大量时间,导致资源库中多数资源闲置、利用率低,难以做到为教师和学生精准推荐适合的教学资源,并且普遍缺乏对资源的科学分类和精准推荐的工具。目前绝大多数的精准评价,重在结果评价,更多的是利用智能教学系统实现评价过程的自动和便利,忽视了教与学方式和支撑条件的评价量化模型建立。
从实践论的视角来看,教学过程中的智能化应用是将人工智能技术“注入”教育实践之中,促使教育“怎样变”,即如何驱动教学环境由数字化走向智能化。因此,教育实践环节的智能化发展程度是人工智能促进教育发展的核心特征指标。从方法论的视角来看,人工智能教学过程应用“如何做”,才能够真正实现提升教育效果、效率和收益,从而促进学习者的全面、个性、终身发展。在教学场景中,作为教师的“人”和承担人工智能的“机”,两者都以学习者为中心,共同为学习者服务。两者之间相互增强、相互塑造、相互进化的人机协同模式,正是人工智能教学过程应用应该“如何做”以及“达成什么状态”的答案,也是稳步实现人工智能教育目标的重要保障。因此,教学实践中人机协同的成熟度也必定表征了人工智能教育应用的发展样态。
综上所述,本研究中的教学过程智能化维度由人机协同与具体教学过程应用两个指标构成,且通过专家调查法和层次分析法确定了指标权重,其中具体教学过程应用的权重高于人机协同。
教学过程智能化指标体系权重
(文章摘自中国教育信息化)