智慧教学环境下的学生能力获得策略研究

任丽君 李丙春

[摘要]信息技术的飞速发展为学习模式的智慧性变革提供了进步的阶梯，智能化是其顺应发展的必然选择。在教学环境创新发展的背景下，信息的聚集与共享、教学的个性化、教学过程的互动性以及知识的意义建构成为其显著特征，然而作为学习主体的学生，在这技术变革过程中以信息素养为载体所获得的能力并未取得预期成效。基于此，文章通过分析智慧教学环境的发展、演变，充分发挥智慧教学环境的作用，着眼于学生能力的获得和信息素养的提升，从教师、智慧校园建设、评价体系等方面提出对策，以实现教学最优化的目标。

[关键词]智慧教学;学生能力获得;创新发展;策略

2019年5月16日，国际人工智能与教育大会在北京召开[1]。习近平总书记向大会致贺信并提出，中国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深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育[2]。信息技术的飞速发展，智能终端设备的普及率直线攀升，无线网络和4G通信的常态化，加之5G时代正逐渐来临，人工智能已应用到各个领域，教育领域也迫切需要技术加持，传统的教学环境、教学模式发生了改变。我国逐步满足人民日益增长的接受高质量教育的需要，这对学生能力获得有重要意义。当下，教与学智能识别技术、学习者学习分析技术以及基于个性化学习等人工智能技术的新应用正促使教与学发生变迁[3]。“教育+技术”成为建设高质量教育体系这一改革目标的动能。因此，本文基于人工智能环境，从智慧学习视角来研究学生能力获得策略具有前瞻性和創新性。

一、教学环境的创新发展

技术原始创新是转型发展的重要杠杆[4]。人工智能既是学习的科学，又是教育的技术。分布式认知的交互关系模型中的各要素协调联动，耦合发展，即各自之间独立发展，又交互发展，共同发挥作用。在人工智能时代，教育环境要植根现实需求来创新教育技术，致力于教育领域的技术原始创新，推进技术与教育双向深度的有效融合，切实发挥信息技术变革教育的革命性力量。值得关注的是，学生解决问题的能力不仅来源于教师和家长所传授的直接经验，更为直接有效的是来自高能力的同伴的影响。我们需要关注学生微观层面和宏观层面的相互作用，即个体构建和社会文化相互作用所产生的公共建构。

（一）教育技术学视野中的智慧教育

教育信息化中的智慧教育主要表现为以下五个方面：环境氛围的智慧化，如智慧校园、智慧教室、智慧实验室、智慧图书馆、智慧办公室、智慧场馆等;媒体的智慧化，如智慧电视、智慧黑板、智慧机器人、智慧摄像机、智慧手机等;技术的智慧化，如云计算、大数据、物联网、人工智能、机器人等技术的迅速发展，极大地提升了硬件和软件的“智慧”程度;资源的智慧化，如智慧课程、智慧微课、智慧课堂等;手段和方法的智慧化，如智慧教学、智慧学习、智慧教研、智慧创新方法等。

（二）教学平台

教学平台通过3DMAX创建系统模型以及系统主界面设计，利用C#语言进行脚本设计，借助Unity3D平台进行整合，达到虚拟仿真物理中的天体运动、电子实验效果，并模拟化学实验中物质之间发生化学反应的过程和反应所带来的微观变化。教学平台因节能环保、生动还原实验过程且交互性强等优势深受学生和教师欢迎。基于Unity3D虚拟现实技术的实验室为学生提供了个性化、互动性强的学习体验，通过模拟让理化实验形象化，达到体验式学习的效果。有意义的教学情境会加深学生融入知识学习过程的程度，从而进行意义构建，激发学生的学习兴趣，调动其学习积极性，学生领会知识的学习过程被赋予积极的情感体验。

（三）教学软件

众多教育类App已实现师生互联，教学资源在其中呈现，课程中会设置相应的师生互动环节，有利于学生注意力的保持，并且有助于其理清学习重点并加深记忆。教师通过线上提交、批改作业，形成数据分析的精准反馈，根据每个学生的学习结果进行有针对性的个性化辅导。另外，教学软件的上课时间也相对灵活，教师可根据学生的知识点掌握情况进行灵活点播。

二、信息时代教学方式的发展与演变

教育教学的信息化不等于PPT、校园网、慕课（MOOC）的简单相加，其要向各类教育信息的更高境界融合发展发力，发挥技术的价值，以提高教学质量，促进学生的全面发展为落脚点。“创新是引领发展的第一动力，科技是战胜困难的有力武器。”我们要不断加强教育和科技融合，加强教育科技创新，促进教育教学方式创新，提高学生的创新能力。

（二）智慧教学

随着“互联网+”时代的到来以及人工智能的快速发展，众多开放式、智能化的教学平台迅速得到发展。在新高考改革背景下，教师需要从单一的关注分数变化转向关注学生全面而有个性的发展。如何更精准地了解学生的学业情况，在不增加学生学习负担的前提下，进一步帮助学生实现能力提升，成为智慧教学改进的焦点。

“人工智能+教育”打造精准的教与学方式，大数据精准教学系统可以个性化反馈学生的真实学情，家校联合互动也更加科学化、精确化。这一教学环境的创新性发展极大地提高了教师的工作效率，也提升了教学质量。精准教学，教师可以准确“把脉”学生，并通过周期性的专题讲座进行指导，让学生了解自我，达到“让每个学生都来有所学，学有所得，得有所长”的效果。

三、智慧教学环境下学生的能力发展

智慧教育有助于实现人的尊严、自由和权利的内在价值，使人类的本质力量得以延伸。而实现智慧教育的关键，是如何借助智慧的理念、技术和方法等激发学生的求知欲和创造力。笔者认为，这应把发力点放在信息素养的提高上，以信息化催生智能化，助力教育发展。

（一）学生信息素养现状

信息素养具有普遍性、层次性、实践性[5]。信息素养是每个社会公民生活在信息社会不可或缺的一种广泛的素质。信息领域的开放性为学生自我获取信息、掌握信息技能、了解信息道德提供了便利。信息素养的层次性随着个体知识与能力的发展不断变化。信息素养的实践性表明操作能力的强弱是衡量个体信息素养的重要尺度，其次是信息意识情感，理论的价值往往只能通过正确指导实践才可以充分彰显。

近年来，论文抄袭等学术不端现象作为头条热点充斥大众的视野，这不仅使学术环境受到负面影响，而且贬低学术研究的价值......学生是未来社会进步的后备高素质力量，发生类似的事件无疑是社会的损失。笔者由此得出思考：教育能否让人更智慧？笔者认为，从学生内部发力是解决问题的有效途径之一。相关部门在实施教育教学的过程中将注意力向学生信息化素养、心理抗压等能力的获得方面倾斜，有效降低这类风险发生的概率。

（二）提升学生信息素养的对策与建议

1.教师层面

教师是智慧教育的首要实践者，是智慧校园的“核心人力”[6]。学生感知的教师行为、策略支持可以增强学生的自我效能感。首先，教师要提高自身信息素养，加强“信息素养教育”培训。其次，教师应该积极转变教育观念，把培养学生的信息素养和创造力融入专业课程教学，同时兼顾情感支持对学生学习的重要作用，在互动中关心并支持学生，激励学生克服焦虑与学习倦怠感，增加行为、认知、情感的投入，引导学生智慧创新。最后，教师应当遵循“思维互动是核心，情感互动为基础、行为互动为表现”的指导[7]。

教师的教学方式要随着教育教学中信息技术的有效整合而改变，使用信息技术创造合适的學习环境，立足“循证实践”。教师要注重教学过程的证据收集，提高自身分析能力和洞察力，兼顾不同主体的学习风格，增强学生的学习力，课程设计要“滋养整个大脑”，注重提高每节课的质量。在知识深化和知识创造阶段，现代化教学工具扮演的是加强任务和提高学习成效的角色，旨在营造有利的学习环境为学生发展服务。因为人的精力有限，而机器也有其专长，教师可引导学生把一些非生产性的认知载荷转到制品上，把精力投入在能力获得上。在这个过程中，教与学形成一种以创造性思维为核心的现代化教学模式，基于问题而不仅基于知识点，从而达成知识与技能、能力咬合的效果。

2.智慧校园建设

我们把智慧校园建设作为实现智慧教育的着力点，让智慧教育的实施有所依托。数字校园建设聚焦“云资源、云课堂与云端学校”，“云”服务保障了后疫情时代在线教学的有序开展，打破了时间和空间的限制，资源共享的实时性在一定程度上促进了教育公平。数据表明，在新冠肺炎疫情突发的情况下，2020年春季线上教学过程中，慕课（MOOC）占据所有线上教学资源的40%，由于互联网的普及，以往网络难以触达地区的学生也可以享受到优越的在线教育资源，实现了“停课不停学”的目标，线上、线下相结合的教学模式也得到了充分实践。如何让“教育插上技术的翅膀”成为教育技术需要考虑的一大问题，从而做到从“教育技术化到能力提升”的跨越发展，培养智慧型创新人才。全场景录播、全生态互动的理念助力高校构建智慧云端教育新视界，其中，教考融合教室、4K录播教室、轻录播教室、协作互动教室，有利于打造“教学考评管”的资源整合闭环模式，生动地呈现教学的过程和细节，录播可深度还原教学过程，有助于师生反思教学和意义反馈，助力双向减负。而空中课堂的搭建拓展了教学空间，丰富了教学资源，改进了教学模式，助力我国高质量复合型人才的培养。此外，智慧校园建设不能忽视特色的形成与发展，我们要以校园文化、特色项目为着眼点，积极创办特色学校，从而形成影响力，实现智慧校园健康平稳发展。

3.改革评价体系

时代是思想之母，实践是理论之源。因此我们一定要牢牢把握教育的根本目标，以立德树人作为教育的根本任务，把提高学生的综合素质、培养全面发展的人作为长期坚持的指导思想，以提高学生的信息素养和创造力为着力点，在学校这一阵地上把课堂教学作为“树人”的抓手，使教育在实践的过程中不断发展和完善。人工智能时代，人才的培养应当反映智能时代“智能泛在”的特点，时刻要明确的是—教育的主要任务是知识的生产，而不仅是传递与继承，其归根结底是要发展学生的四大核心能力，即批判性思维、协作能力、交流能力和创造力。

评价是所有成功教学的基础。创新思维的真正内化，不应只是简单的“学习—测试”范式，教师要为学生创设可以自动调用思维的真实情景，其可利用智能技术、人工智能大数据等现代化技术有效助推课程教学与学生能力提升的动态评估。按照教育测量与评价的内容，其可以划分为智力测量与评价、能力倾向测量与评价、成就测量与评价、人格测量与评价。学习投入包括三个维度：认知投入、情感投入、行为投入。我们在建设高质量教育体系的过程中应该对学生进行全面精准的评价，注重过程性评价和阶段性评价，挖掘学生多方面的潜能，同时应注意情感领域的“价值复合体形成的性格化”评价，这是因为外部行为反应内部构想。能力水平是重要的教育成效指标，我们通过大数据、多模态赋能教育评价，得到更精准的认知或情感反应，并通过递归算法思想即可实现知识技能短板的探寻，帮助学生认识自身的学习风格和偏好。这是提供个性化学习服务的重要依据。人工智能的目的是让机器可以具备“类人”的能力，学生的学习能力获得是一个动态生成的过程，在发展目标转化决策准则的指导下，人工智能借助人工神经网络的深度学习算法判定学生学习模式存在的问题，并做出适时调整，以朝着使学生更好发展的方向发力。

四、结语

笔者从科技发展的环境和新时代科技发展背景下日益增长的教育领域对科技结合的需要，探讨教育教学环境的创新发展，发现科学技术在教育领域的渗透引发信息时代教学方式的深刻变革，出现了教学方法不协调和教学目标错位等问题，从教师、智慧校园建设、评价体系三方面提出相应的对策与建议，致力于提升学生信息素养和能力获得，力图在智慧教学环境下帮助学生实现从知识获得到能力提升的跨越。在未来的研究中，相关部门可将虚拟仿真技术融入具体的课堂教学实践，让科技的力量通过课堂促进每个学生的成长与进步，激发学生的自主性，提高学生的学习效率，让学生的能力在参与和迁移中自然获得。

[参考文献]

[1]柳栋，马涛，容梅，等.中小学人工智能课程群建设的一种跨领域开放框架[J].中国电化教育，2020（12）：16-21，28.

[2]新华网.习近平向国际人工智能与教育大会致贺信[EB/OL].（2019-05-16）[2021-06-30].http：//www.xinhuanet.com/video/2019-05/16/c_1210135975.htm.

[3]鲍日勤.人工智能时代的教与学变迁与开放大学2.0新探[J].远程教育杂志，2018（03）：25-33.

[4]周子荷.教育领域技术原始创新的历史、逻辑与未来：兼论人工智能的教育意蕴[J].开放教育研究，2021（02）：34-41.

[5]王翠兰.高职院校学生信息化素养培育[J].中国经贸导刊（中），2020（10）：164-165.

[6]王枫.面向2035的中小学智慧学校建设：内涵、特征与实践[J].中国教育学刊，2018（09）：25-33.

[7]胡卫平，王雪微，李亚丹.教育神经科学背景下的思维活动课程研究：从创新思维活动课程到学思维活动课程[J].现代教育技术，2021（05）：28-36.

[作者简介]任丽君（1996—），女，山西交口人，喀什大学教育科学学院硕士研究生;李丙春（1971—），男，四川渠县人，喀什大学计算机科学与技术学院教授。