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基于人工智能的网络教学平台建设与发展趋势研究

2021-07-12陈文浩

中国教育技术装备 2021年24期
关键词:网络教学平台教学资源人工智能

陈文浩

摘  要 当下网络教学平台体现出汇聚课程资源、 搭建学习环境和记录分析学习过程等优势的同时,也面临资源建设、教学管理等方面的问题。在对教学平台建设的意义、现状与问题进行分析的基础上,探讨人工智能的特点及其对教学平台优化的支持,主要体现在智能化教学平台对基于学习分析技术的个性化服务支持、基于智能技术用户与内容的自动聚合以及促进在线教育与学校教育的融合创新发展等方面。

关键词 人工智能;网络教学平台;教学资源;学习分析技术

中图分类号:G434    文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2021)24-0007-04

0  引言

人工智能时代,智慧化的信息技术推动着社会高速发展,改变着人类生产运行的方式,渗透于社会生活的方方面面,而作为担负培养新时代智能人才重任的教育也于这场“智能洪流”中发生着深刻的变革。智能技术的应用,对于有效改善我国长期以来的传统教育观念、更新教学模式、调整教学方法具有关键性作用。基于人工智能,正以“努力构建‘互联网+’条件下的人才培养新模式,发展基于互联网的教育服务新模式”的战略定位为引领,以“规模化教育与个性化培养的有机结合”[1]为目标指引,为现代网络教学平台的建设带来创新性、颠覆式发展。

1  网络教学平台建设的意义与功能

随着信息科学和网络技术的发展与普及,世界各国的在线教育蓬勃发展,教育信息化已成为加速教育变革、促进教育发展、提高教育质量的主要途径和有力措施,而作为网络教学后台支持系统的网络学习平台也为网络教学的顺利开展提供了保障,起着至关重要的基础性支撑作用[2]。并且,平台的建设与教育教学的开展具有双向交互性:一方面,平台的功能要满足教学需求,发挥其支持作用;另一方面,教学过程中的实际反馈也对平台的建设提出要求,以不断调整适应,搭建起功能更齐全、机制更完善的服务体系。由此,网络教学平台的功能可以主要分为以下几部分。

1.1  汇聚课程资源,实现优质资源共享

作为支持教学的服务系统,网络教学平台的首要功能就是汇聚课程资源,提供优质教学资源的开发与共享。传统教学中的资源以学科教材、教辅书及学校教研组、教师长期以来的工作经验与知识积累为主,大体呈现出种类单一、序列化程度低、质量分化程度高等特点,并且资源的贮存也受到时间与空间的限制。人工智能技术支持下的教学平台能够有效改善传统教学资源困境,不仅在时空维度上给予资源以拓展性,也为实现教育资源均衡分布、缩小城乡及区域教学质量差异提供可能。平台更可以根据学习者的学习情况与学习兴趣实现资源的精准推送,如匹配入门、基础、强化等不同等级的课程及教师,大大提高学习效率,增强在线学习的灵活性。

1.2  搭建学习环境,拓展师生交互空间

网络教学平台集课程设计、资源汇集、开放交流、过程记录、数据收集等各种功能于一体,在打破时空限制的条件下搭建起一个良好的网上学习环境,为平台使用者创设一个方便的多功能的开放式空间。就不同类型的教学平台来说,不论是社区型平台(论坛、Blog社区等),還是工具型学习平台(提供各种交流、测试、评价等工具的平台),本质都是提供交互功能支持实现学习过程[3],这些功能主要包括异步交流、同步交流、文件共享、工作组以及电子白板等。不论是师生交互、生生交互,还是平台使用者与平台资源间的交互,交互的作用程度与教学质量的优劣程度都是密切相关的。可见,搭建起具有良好网络学习环境的教学平台,对于促进师生交流、营造学习气氛、增强学习效果具有重要作用。

1.3  记录学习过程,完善教学评价体系

网络教学平台还在记录学习者学习过程、收集分析学习数据、建立完善科学评价体系等方面具有重要作用。尤其是利用智能教学平台所具有的数据库及云计算功能,实现智慧化学习分析技术的充分运用,不仅能够针对学习者的学习情况为其匹配良好的教学资源,如学科课程包、不同等级的教师等,更能以数据为根据,以技术为手段,通过记录访问次数、互动频率、自测成绩、在线学习和测验的时间长度等[4],综合全面分析学习者的学习行为、学习习惯和学习态度,并在过程中不断调整优化,为学习者匹配订制出个性化的学习方案。当然,这也是一个良好互补的循环,教学评价系统的更新完善不仅使学习者本身受益,也进一步提高了平台智能系统的服务水平与服务质量,总体上更对教师了解学习者学习状况,实现因材施教,具有良好的促进作用。

2  网络教学平台建设现状与问题分析

迎着信息时代的发展浪潮,教育教学的方式方法都在不断发生改变。网络教学平台作为联通传统课堂与信息化教学的重要载体,不仅直接影响教育资源的共建共享,可以实现跨时空跨学科的优质教育普及,为网络教学提供环境、工具与交互支持,还为在线教育提供了全景化、泛在化的数据采集与分析服务,帮助更好地实现教育教学过程。当下,促进网络教学平台的创新再造,提高平台服务的精准化水平,满足数字化教学的实际需求,成为决定未来教育质量与教学效果的核心问题与关键要素。

2.1  从起步到繁荣:国内外网络教学平台发展历程

自20世纪90年代末期发展起,网络教学经历了在线化时代(以网上教育内容、线上录播视频为驱动力)、商业化时代(以教育产品和直播等平台技术为驱动力),正在进入智能化时代(以大数据分析和人工智能为驱动力)[5]。

网络教学平台随之不断更新迭代,从内容管理(CM)、学习管理(LM)系统阶段过渡到学习内容管理(LCM)、学习活动管理(LAM)阶段,正稳步向整合型学习平台(ILP)发展[6]。国内外网络教学平台不下百种,种类繁多、技术完备。其中,国外以美国、英国、德国等国家为主,开发了许多用户数量大、课程资源多、功能较齐全的网络教学平台,如MOOC平台Coursera、Udacity和edX,开源教学平台Moodle、Sakai和Drupal等[7]。我国的网络教学平台相对来说起步更晚,教育部于1999年批准清华大学、北京大学等国内四所高校开展网络教学起才开始发展,到今天,国内已自主搭建起包括学校自主开源建设平台、多校联合参与开发平台以及企业带头、多校协作集成网络课程资源等多种多样的平台形式。多年来,网络教学平台的发展保持稳中求进,直到2020年初,一场特大型社会公共卫生危机即新冠肺炎疫情的暴发使学校教育全线停滞,在线教育呈现出崭新面貌。疫情中,在线教学方式表现得更为多样化,社会对在线教学的关注度空前增长,网络教学平台也由此呈现出欣欣向荣的发展态势。

2.2  发展中的困扰:网络教学平台建设与应用问题分析

虽然目前网络教学平台建设应用广泛,但实际还面临很多问题,影响其使用与实际效果的发挥。首先,在课程资源建设方面,出现在海量资源条件下预期教学质量与实际教学质量不相匹配的结果,平台对于课程资源的质量把控和智能筛选推送有待优化。其次,在环境搭建方面,平台虽然创设了一个良好的学习空间,但时空格局被打破,使得在线学习时间与空间相对自由,对学生学习的自觉性、个人学习能力等也提出更高要求,如何营造出像传统课堂一样的良好学习氛围也成为一个问题。再次,在评价与反馈机制方面,教学评价依然以总结性测验式评价为主,平台的学习过程监测功能运用不足,学生既无法在过程中得到及时有效反馈,单一固化的评价标准带来的学业压力也未曾减小。最后,网络教学平台作为实现教学网络化、信息化的核心支持条件,能够有效推动学校教育发生变革,然而,当下教学平台与学校教学的融合应用明显不足,若想仅仅依靠网络教学促成学生核心素养的培养是不可能的;同样,若想仅仅依靠学校传统教学来培养现代化人才,满足时代要求,也是难以实现的,二者的融合创新发展极为关键。

3  人工智能对网络教学平台建设的作用与价值

从网络教学平台的建设意义与发展现状可以看到,要充分建设平台、完备平台功能,使同时满足教育者与受教育者需求,人们还必须重视人工智能对于网络教学平台建设的作用与价值。在移动互联网、自适应、大数据等技术的推动下,人工智能呈现出快速、新颖、精确的发展特征,能够加快网络教学方式方法的变革,更有效地补足平台缺陷,改良平台功能,推动平台教学从“智能教育”走向“教育智能”。

3.1  取代烦琐机械劳动,显著提高教学效率

在传统的教学活动中存在许多烦琐机械、效率不高的行为,主要表现在课程资源冗杂而难以精准获取、教学环境单一而忽视个性差异、教学技术陈旧而缺乏进步创新、教育评价固化而阻碍学习分析等。人工智能技术支持下的教学平台应用正能够很好地改变这样的现状,以智能、高效、精准的方式融入传统教学,改善现有教学机制,提高教学的质量与效率。比如在学习资源的运用方面,学生需要阅读教材,通过各种途径搜集整合相关资料并进行学习,该过程往往会耗费学生大量精力。而在智能化学习平台的支持下,与课程和学情匹配的学习资源能够自动推送给学生,达到一种实时“浏览+推送”的效果。“点读笔”注解功能更能帮助学生有效理解知识点,学习者点击关键字即可获取所需信息,大大节省精力,消除学习过程中的冗余时间。

3.2  数据获取分析能力强,精准定位教育现实

学生数量多、个性水平差异大、教师精力有限等问题,对教学的开展与管理施加了难度,自适应、大数据等技术的运用能够提高教学平台的智能化水平,满足教学实践性、情境性和个性化需求,帮助教师获取教学相关信息,精准定位教育现实。在技术的支持下,无论是教师的教学行为,还是学生的学习活动,都能以数字量化的形式被采集分析,围绕管理员、教师、学生等不同对象,构建起全面、详细的教学档案。平台能够及时追踪学生的学习活动与学习需求,起到一定的监督和促进作用,并且帮助学生找到志同道合的伙伴和相互匹配的导师,提供精准的学习支持,从而开展积极主动的个性化学习[8]。学习后,平台会给出基于数据的分析报告,便于学生及时准确地进行自我评价与反思;并且会相应地为教师提供教学建议,帮助教师管理学生、改善教学,不断增强教学效果。

3.3  自我学习进化速度快,促进平台顺应时代

习近平总书记指出,人工智能技术具有“头雁效应”,在现代社会的发展中起着举足轻重的作用。进入智能化时代,社会各行各业的发展速度与规模都是空前的,社会生产结构变换重组,大量机械工作被取代,也必将带来教育的重新洗牌。彼时,现有的教学模式、教育观念、课堂形态、师生关系又将发生转变,而未来的网络教学平台覆盖范围将持续扩大,用户数量不断增多,功能需求不断扩张,要想更快顺应时代的发展,迎接未知的挑战,教育就需要与科学技术发展同频,教学平台的功能建设也要紧跟时代的步伐。其中,人工智能技术的支持是必不可少的。

4  基于人工智能的网络教学平台发展趋势

随着网络教学平台的演变,人工智能与信息技术的不断发展,软硬件技术愈发成熟,平台功能模块也愈加丰富:从单一的数据库技术,逐渐丰富了数据挖掘技术、学习分析技术和可重用组件技术等;也从单一的资源管理模块,逐漸加入学习者管理、学习过程管理等,管理粒度也从文件逐渐细化到课件、媒体元素[6]。基于以上人工智能技术的特点及平台特征,提出三点平台的优化策略。

4.1  从通用教学平台转向基于学习分析技术的个性化支持服务

NMC地平线报告指出,学习分析技术将在未来的四到五年被广泛应用,这正是由于智能技术的发展为教育尤其是在线教学带来了新机遇。数字化学习技术系统在平台中的应用,能够帮助平台更好地记录与监控学习过程,挖掘与分析学习数据,评估与改进教学方式,从而实现因材施教,满足学生的个性化需求,提供个性化支持服务。并且,基于大数据和云计算技术,平台能够超越简单的数据存储与资源共享的基础功能应用,为学习者、教育者提供体系化、结构化、精准化服务。比如:平台通过对学习者学习过程进行“云”分析,精准匹配资源以有效支持学习者个性化学习;通过对教师教学行为进行“云”分析,提供专业研修支持与个性化教学问题诊断[9],有效支持教师教学与专业发展。最重要的是有利于构建科学完善的评价系统,注重一种教师评价、自我评价、平台分析相结合的综合性评价,是一种真正有效、合理的评价机制,对教学起着促进作用。

4.2  从被动选择接受走向基于智能技术的用户与资源自动聚合

网络教学中既有学科课程、教材、教师这些显性资源,平台环境、交流空间、用户系统、评价机制这些隐性资源也值得被重视,这些隐性资源不仅保证了教学的有效进行,也在潜移默化中带给学生理想的学习体验与收获。在大数据、自适应等技术的支持下,智慧化的网络教学平台能够将学习者被动接受课程规划过渡到资源的自主式、个性化推送,还能为教师提供精准的学情分析、教学资源筛选和教学路径优化建议。平台可以根据学习者学习需求、学习路径和检索痕迹,按需求推送学习资源和提供学习支持,过滤无关的信息,减轻认知负荷[10],让学习者根据需求变化学习时间、地点以及内容,学习时间更加自由,学习空间也不再局限于封闭空间,达到泛在化学习和终身学习。更重要的是将显隐性资源有机整合,并在平台使用者需要的时候自动聚合,提高教学和学习的效率。

4.3  从线上线下分立走向在线教育与学校教育的融合创新发展

新冠疫情使在线教育迎来发展的春天,网络教学平台也迈向高峰跨越式发展时期。应该思考的是:怎样使如此高效便捷、益处良多的教学平台与传统教学相结合,开展“线上+线下”双线交互的融合式学习?教学平台该如何更好地进行建设与发展,以适应不同学龄、不同地区的学习者,从而真正实现教学模式、支持环境、教育评价的转变,突出学生的主体地位,有效提高教育水平与教学质量?后疫情时代,教育应该走向线上线下融合发展,走向教学平台与学校教师合作教学,由机器来“教”,实现知识的传授;再由教师来“育”,达到智育的补充和德育的发展,从而在完成教学任务的情况下促进学生综合素质的培养。这也对网络教学平台提出一定的要求,平台应该朝着与学校教育合作更有利的方向发展,满足学生学习、教师教学与课程建设需要,强调知识管理与个性化服务,为区域分布式教学资源共享奠定基础[11]。

5  结语

人工智能时代的到来为教育这一人类社会的关键命题提出新的要求与指示,教育将不再限于传统,环境不再限于课堂,搭建满足智慧化学习需求的网络教学平台,开展以学习者为中心的智能化教学支持环境建设,是当下应该不断努力的方向。当然,技术的应用与改革固然重要,本质依然是为教学服务,成为一种手段和工具。平台既要在顺应时代发展的条件下不断前进创新,也要以人为本,以教学为本,在教学和学习过程中起到好的辅助作用。■

参考文献

[1]中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》[A/OL].

(2019-02-23)[2021-05-01].http://www.gov.cn/zhengce/

2019-02/23/content_5367987.htm.

[2]李晓锋,王忠华.网络教学平台在高校课程教学中的应用调查研究[J].中国远程教育,2012(2):67-70.

[3]谢明凤.基于网络学习平台和知识本体应用的远程课程资源设计[J].中国电化教育,2013(5):78-86.

[4]徐金宏,桑静,赵伟.高职院校网络教学平台的推广应用[J].扬州职业大学学报,2010,14(4):53-56.

[5]邵亮.数字化学习平台建设模式与路径[J].中国高新科技,2020(15):102-104.

[6]胡立如,张宝辉,周榕.从软件进化的视角看网络学习平台的演变趋势[J].电化教育研究,2016,37(1):72-78,

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[7]韩锡斌,葛文双,周潜,程建钢.MOOC平台与典型网络教学平台的比较研究[J].中国电化教育,2014(01)61-68.

[8]曹培杰.智慧教育:人工智能时代的教育变革[J].教育研究,2018,39(8):121-128.

[9]王会军,王永固,王张琴.教育资源公共服务平臺促进教师专业发展的机制研究:以中国教育云—浙江教育资源公共服务平台为[J].中国电化教育,2017(9):119-124.

[10]曹培杰.人工智能时代教育变革的三要素[N].中国教育报,2019-03-09(7).

[11]杨娟,韩锡斌,何良春.构建大学网络教学资源中心[J].中国远程教育,2005(12):52-55,80.

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