大数据及人工智能技术驱动下开放教育教学改革探究_席亮.pdf

第 33 卷第 6 期广西广播电视大学学报Vol.33 No.62022 年 11 月JOURNAL OF GUANGXI OPEN UNIVERSITYNov.2022一、研究背景近年来，我国深化教育改革，加快教育现代化，推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，推动产业数字化智能化改造。大数据和人工智能技术正逐渐与各传统产业融合，改变着人们的生产和生活方式。教育部的 教育信息化 2.0 行动计划 提出，以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构 1。首届中国智能教育大会的召开，再次证明了教育领域需要紧跟人工智能的发展趋势。人工智能在深度学习、人机合作、自动控制等方面呈现出独特的优势，为教育行业的发展带来了新的机遇。目前，在基础教育领域，学者着力研究教育教学工作中如何充分发挥大数据和人工智能的技术优势，使新技术与教育实现深度整合。开放教育是成人继续教育的重要组成部分，其借助现代信息技术作为辅助教学工具，并通过互联网技术与传统教学的深度融合来促进自身的发展，主要体现为办学理念和办学模式的创新。由于开放教育的对象为在职成人学习者，这使得开放教育比传统的普通全日制高校更容易受到新技术的影响。开放教育的管理者应该率先主动、自觉研究这种影响与变化，并思考应对策略 2。但是，目前对开放教育的研究，主要还停留于信息技术1.0 时代，更多的集中于对传统广播电视大学的功能和业务进行升级拓展等，较少有研究新技术对开放教育教学模式带来的巨大影响。综上，探究大数据、人工智能技术驱动下开放教育教学模式的变革有着重要意义。二、大数据、人工智能技术的功能优势大数据技术是指通过采集海量数据并进行统计和分析，挖掘出其深层次的潜在规律，辅助管理者做出判断与决策。随着开放教育信息化建设的大力推进，各种信息系统、学习平台、智慧教室等积累了大量的数据资源，教学过程高度数据大数据及人工智能技术驱动下开放教育教学改革探究席亮（上海市普陀区业余大学，上海开放大学普陀分校，上海2 0 0 0 6 2）摘要 伴随大数据和人工智能技术的快速发展，智能教育时代到来，开放教育是成人继续教育模式的组成部分，在大数据及人工智能新技术的驱动下，其教学模式发生了许多变化。智能化在线学习平台的使用，个性化、高质量教学服务的提供，教师和管理人员的角色也发生变化，学员的学习轨迹进入全面数据化。关键词 大数据；人工智能；开放教育；教学改革 中图分类号 G724.8 文献标识码 A 文章编号 1008-7656（2022）06-0033-04 收稿日期 2022-09-3033化的。大数据技术将帮助教育管理者制定更加科学的决策，更加客观地评价教育质量和办学水平，推动区域教育资源的优质化、均衡化发展，提升整体教学质量，实现学生的差异化、个性化发展。通过对教育大数据的挖掘和分析，发现教育教学环节中隐藏的潜在信息，帮助教师客观、全面地了解学习者的学习过程和学习需求，进而有针对性地优化和改进教学方法，满足学习者个性化需求，实现因材施教。大数据技术还可以为教育科研及各级各类教育评估提供重要的量化数据，帮助管理者监控教学过程、优化管理体系、完善考核评价，为学校强化内涵、补齐短板、高质量全面发展提供有效辅助 3。因此，很多高校很重视教育数据的收集和整理，以便更好地服务教育教学管理，从而提高整个学校的核心竞争力。得益于语音识别、图像识别、语言翻译、计算机视觉、大数据、机器人等领域取得的突破性进展，人工智能技术有了实质性的飞跃。人工智能正潜移默化地影响整个社会，这种影响导致人工智能不再仅停留于理论研究层面，而是可以应用于各类具体产品和服务中，改变着每一个普通人的生活方式。目前，人工智能在教育领域也得到了广泛应用，例如各种考试系统、测评软件、学校管理、教育决策与评估等。基于人工智能技术的自适应在线学习平台能够收集学习者学习进程中的各项数据，分析学员的学习轨迹、学习习惯和薄弱环节，有针对性地为其提出建议。在教育领域内，基于人工智能技术的专家系统也得到了广泛应用。它的特点表现为出色的计划和诊断功能，目前的应用主要集中在远程教育。在学员学习的过程中，通过高清晰摄像头观察学习者学习的状态，分析学员的动作和面部表情，实现对学员整个学习过程的监测，进而通过智能助理机器人对学习状态进行综合评判，能对学员整个学习过程中学习状态的客观评价，并据此为其安排相适应的学习内容。三、人工智能时代教学模式的特点在大数据、人工智能技术驱动下，开放教育的教学模式将发生许多变革，学员的学习将以网络学习为主，传统的面授教学起到辅助支持作用，网上的学习资源以名师制作的优质学习资源为主。人工智能机器人可以帮助学员设定学习目标和计划，对学员的学习情况进行跟踪和评价，并给出有价值的建议。具体来说，智能教育的教学模式包含五个基本特性。（一）学习资源的优质化智能教育时代在线学习发挥重要的作用，学员可以便捷地选择、浏览丰富的学习资源，与此同时地域性差别带来的影响将越来越小，经济欠发达地区的学员同样能获取到优秀教师的教学视频和远程辅导。普通高校的专、兼职教师制作的学习资源只要足够优秀，同样会得到广泛认可。不同地域、不同学校的学员能共享到优质的学习资源。（二）学习方式的泛在性智能教育时代时间、地域、教室的界限将被打破，无处不在的泛在学习将能够实现，学习者的学习需求将得到满足，可以在所需要的地方、时刻、设备得到其想要的信息。学习者在学习过程中，能够得到智能学习助理的广泛帮助，也能够便捷地和教师展开交流互动，进行泛在学习。（三）学习过程的个性化在大数据、人工智能技术的助力下，学员的学习过程具有明显的个性化特征，教师的差异化教学、精准化教学成为可能。智能化在线学习平台可以记录每一位学员的学习进度、了解学员的学习习惯、发现学员学习过程的薄弱环节。教师可根据学员的具体特征为其推送个性化的学习内容，定制个性化的学习过程。（四）学习轨迹的可视化智能在线学习系统能够对学习者的学习过程进行实时监测，把学习过程中实时捕捉的各项具体数据以可视化图表的形式精准提供给学习者本人和教师。学员可以通过平台迅速了解学习过程中出现的问题，找出自己的薄弱环节，从而有针对性地进行改进。教师能够清晰地掌握学员的学习进度，找出问题的根源，并对其进行辅导。（五）学习评价的数据化由于智能学习系统记录了学习者在学习过程中的数据，因此，可以生成出精确的、量化的学习综合评价报告。量化的学习综合评价报告可以对每一位学习者掌握知识的程度予以描述，从而对学习者作出客观的评价。此外，量化的学习综席亮/著大数据及人工智能技术驱动下开放教育教学改革探究34第 33 卷第 6 期广西广播电视大学学报Vol.33 No.62022 年 11 月JOURNAL OF GUANGXI OPEN UNIVERSITYNov.2022合评价报告也能够便捷的帮助学习者本人找出差距和不足，进而在下一阶段学习中予以弥补和改进。四、人工智能时代开放教育教学模式的转变伴随着基于机器学习、图像识别、人脸识别、计算机视觉等人工智能和大数据技术的不断发展，以及基于云技术和云服务的数字化教育资源日益丰富，开放教育的网络学习平台和移动网络学习平台共同形成“互联网+教育”的开放式全媒体学习环境，构成新型的智能学习模式。学员可以便捷地获取丰富的线上学习资源，可在课堂内外即时与教师、同学对话交流。智能在线学习平台将记录学习者学习的全过程，更能够支持即时获取，留存学习轨迹。开放教育不再局限于实体学校的培养任务，而是线上网络学习与线下面授课堂相结合的混合学习模式；不再以线下面授课堂为主导，而是以线上个性化的在线学习为主导，线下面授辅导为有效补充；不再局限于传统的教室，而是基于 P C和各种移动终端设备打造无界限的虚拟教育空间；不再局限于既定的统一课程，而是学习者根据自身个性化需求自主选择课程学习，包括选择不同的课程和不同的课程模块组合。但是，开放教育的在线课堂，还应配备有线下的实体教室，实体教室转变成配备了各种信息设备的多功能智慧教室。智慧教室中除了能够便捷地选择、展示各种学习资源外，更集成了大量高清摄像头和灵敏传感器，一旦学员的注意力发生转变，智能分析系统能够反馈给授课教师，帮助教师及时调整课堂教学的节奏和内容。同时整个面授教学过程的合理性和有效性能够被分析，使量化评价面授教学过程更加清晰。可以预见，今后开放教育的整体功能结构将发生许多变化。学生可以在家里通过网络接受互动式的教学内容，学校不再是纯粹讲授学习内容的空间，未来学习者更多的是在学校里讨论学习中存在的疑惑和困难，并分享学习带来的愉悦 4。五、人工智能时代教学管理者角色的转变大数据、人工智能技术驱动下的智能教育时代将会出现“人工智能教师”。“人工智能教师”可通过大数据技术，采集学员整个学习过程的数据，实时掌控学员的学习进度和学习状态，对学员的学习轨迹进行全面仿真，通过数据精确了解、评价学员的学习过程，并根据分析报告对学员的学习过程进行有效指导。基于全学习过程数据的智能教育平台，不仅可以帮助教师完成大部分常规、繁琐的工作，有效减轻教师的工作量，还能担负起基于云的智能助理角色，进行辅助教学。智能教育时代背景下，教师的角色和作用会发生转变，从传统的知识“搬运工”转变成学生学习过程的引导者 5。单纯的课堂讲解将不再是教师的主要工作，优质的教学资源以及人工智能教师将成为知识传授的主力军，智能教学平台还可以帮助教师完成批改作业、信息整理收集、数据分析等工作。教师将作为学习者学习的组织者、道德品质和政治素养的引领者，以及高质量学习资源的制作者 6。大数据、人工智能时代对开放教育的教学管理、教学辅助人员的信息化素质要求将会更高，特别是在信息技术的理解和应用方面。教学管理者需要结合开放教育的特色，研究、寻找“智能教育+开放教育”的切入点，对教学模式、智能学习平台、教师的辅助支持等进行顶层设计和系统规划，推动开放教育向智能化方向发展。教学辅助人员中需要有人工智能技术研发团队和课程教学设计团队，研发团队的工作是根据学校及学生的实际情况定制开发智能化学习平台，教学设计团队将开展多元化设计，开发与维护教学资源，将学习平台和教师的辅助支持融为一体，充分发挥各自的优势 7。综上所述，在快速发展的大数据、人工智能技术有力推动下，“智能+教育”将成为教育领域的新趋势。开放教育作为成人继续教育提升方式之一，在大数据及人工智能技术的驱动下，其功能定位和教学模式都将发生变革。学校成为学员答疑解惑、交流分享的公共空间。智能化在线学习平台将提供智能化、多场景应用的学习支持服务，担任智能教学助理的机器人在学员的线上学习过程中将发挥重要作用。教师的工作方式将出现较大改变，主要任务不再是单纯的课程讲授。学员的学习过程将更加个性化，学习方式和学习途径将更加便捷和多样化。开放教育从业者唯有不断学习新技术、接触新思想、探索新模式才能够适应智能教育时代的来临。35 参考文献 1 余胜泉.人工智能教师的未来角色 J .开放教育研究，2018（1）：16-28.2 任友群.人工智能何以驱动教育变革 J .教育家，2017（44）：12-13.3 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（3）:27-35.4 苏令银.论人工智能时代的师生关系 J .开放教育研究，2018（2）：23-30.5 董瑶瑶，李志超.人工智能时代教师专业发展的机遇和挑战 J .中小学数字化教学，2018（6）:10-12.6 杨龙.基于大数据和人工智能的高校信息化服务研究 J .实验技术与管理，2018（11）:163-166.7 孙洪涛，郑勤华.教育大数据的核心技术、应用现状与发展趋势 J .远程教育杂志，2016（5）:41-49.作者简介 席亮，上海市普陀区业余大学、上海开放大学普陀分校信息工程系副教授，研究方向：大数据技术、软件工程。责任编辑方仁 席亮/著大数据及人工智能技术驱动下开放教育教学改革探究36