人工智能时代高等院校教学创新探索

朱金龙

（长春师范大学，吉林 长春 130031）

随着人工智能时代的来临，人工智能与教育的深度融合使教师角色被赋予了新的时代内涵。在现阶段，人工智能并不能取代教师完成教育教学工作，它只能在某些方面辅助教学或者提高教学质量。将人工智能技术引进教学，可以帮助教师提高教学的效果和质量，甚至可以让教师从繁重的知识传授中解放出来，从事更具创造性的德育和能力培养等工作。从现在教学中引入的人工智能技术使用情况来看，人工智能主要从以下三个方面改变着教育行业：教学模式、学习效率、学习体验。

在高校教学工作中，教师需要做很多教学管理工作，如考核学生的课堂出勤情况，监督和掌握学生的听课状态及学习效果，根据学生个体差异采取针对性的教学手段，以及了解学生的思想状况和心理状态等。然而，教学班级人数过百，教师教学任务繁重，很难在课堂上兼顾所有学生的听课状态和学习效果，很难在课后掌握学生的学习情况并针对每个学生采取针对性的教学手段，很难及时关注学生的思想和心理状况及学习困难等。如今，随着人工智能技术的引入，这些问题都可以迎刃而解。人工智能技术可以帮助教师提高教学的时间利用率和授课效果，让教师有更多时间和精力关心学生的思想和心理状况，缓解学生的情绪和压力，给学生做心理辅导，增强学生的学习动力等。本文将对现有的人工智能技术在教育领域的应用场景进行介绍。

一、AI 辅助高校教学技术切入点

（1）通过知识图谱对课程内容进行分析，以尽可能少的题目囊括所有知识点。这一方法可以最简单的方式来检测学生的知识薄弱点，并根据测试结果进行针对性训练，从而提高学生的学习效果。（2）根据学生学习的效果，结合平时训练、测试的结果，评估学生的接受能力，针对不同学生的接受能力，为每一个学生精准地选择最适合他的学习路径。（3）通过预先制定学习策略，根据学生学习的动态效果，为其动态变换学习目标。（4）针对问题，系统追根溯源，按照知识的衔接性，找到前序知识盲点，并针对知识盲点进行强化训练，从而循序渐进地解决问题。

二、AI 教学应用场景

高等院校在教学工作中引入人工智能技术，可以丰富教学内容，增强教学效果。高等院校教学融入人工智能技术，可以重构教学体系，促进教学创新，是未来教育的一种必然趋势。

（1）自动批改作业：传统的作业批改系统只能对选择题、判断题和填空题进行审核，但是随着人工智能技术的应用，自然语言处理（NLP）技术的进步，人工智能技术可以针对文字段进行分析解读，甚至提出修改意见，这将会大大提高教师的教学效率。（2）拍照搜题搜索答案：人工智能技术中计算机视觉（CV）是人工智能技术中发展最好的一个领域，其通过图片文字识别（QQ）技术支持学生上传问题照片，系统可以自动回馈答案，并根据学生的需求提供解题思路，为学生提供便利的学习渠道。这类软件不仅能识别机打题目，而且对手写题目的识别正确率也越来越高，目前已达到70%以上，大大提高了学生的学习效率。（3）课堂学习状态跟踪：在高校的课堂上，学生人数一般少则30 人左右，多则200 人左右。针对一个大型阶梯教室，教师很难兼顾到各个角落里的学生的学习状态。而智能图像识别技术可以在后台预先录入课堂应到学生名单，现场通过摄像头对教室内学生进行“刷脸”匹配，从而完成考勤。课堂上，它可以根据学生的头部及五官的活动状态、肢体的行为等分析学生的学习状态，如学生阅读、书写、听讲、起立、举手和趴桌子6 种行为，以及高兴、反感、难过、害怕、惊讶、愤怒和中性7 种表情。智能图像识别技术通过对这些信息的分析和总结，可以评估每位学生的听课情况，并在每节课的相应时间会向设置在讲台上的显示屏推送提醒，帮助教师及时掌握学生的听课状态。（4）教学体系反馈和评测：当学生查询自己的成绩时，系统会附上一份“诊断报告单”。学生可以通过这份报告了解自己对学科板块知识点和能力点的掌握情况，还能查看对自己的优势、劣势的学科分析。这些数据可以对学生的学习成长过程与成效做出统计分析，诊断出学生知识结构、能力结构和学习需求的不同，从而帮助学生和教师获取真实有效的诊断数据，找到提升学生成绩的方法。（5）智能解答系统：在高校教学过程中，教师由于承担多门课程，并且有科研、教研等诸多非教学任务，很难像高中、初中、小学那样，可以随时解答学生提出的问题。然而，随着人工智能技术引入教学，学生可以在线进行咨询，系统将会根据学生的问题自动为其解答，及时为学生答疑解惑，成为一个24 小时在线的答疑教师。

除此之外，个性化学习、智能学习反馈、机器人远程支教等人工智能的教育应用也被看好。虽然目前人工智能技术在教育中的应用尚处于起步阶段，但随着人工智能技术的发展与进步，未来其在教育领域的应用程度或将加深，应用空间或许会更大。

三、结语

总之，随着人工智能时代的来临，人们的生活发生了巨大改变。在教育领域人工智能正引领一场伟大的变革风暴，让教育从传统的方式向一个新时代转变，为高等教育增添了新的活力，为学生实现个性化学习和培养创新思维提供了动力。人工智能时代的教育教学，将根据学生特定的学习需求生成个性化、定制化的学习方案，并提供沉浸式的学习体验和高度智能化的学习过程跟踪服务，淘汰以往千篇一律的教学方式，真正地充分发挥每个学生的潜能。并且，在教学过程中它还可以提供智能分析、智能监管、智能策划等服务，成为教师教学过程中的军师、帮手。智能化教学的全面普及，可以大大提升教学环境的个性化服务水平，为实现泛在学习提供良好支持。