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人工智能背景下在线教学平台的演变与展望

范文

杨七平谢侨

摘? ?要：人工智能在教育领域的应用已经引起高度重视。文章分析了人工智能对教育创新的影响，研究了在线教学平台演变历程。研究发现：在线教学平台在人工智能背景下将向着功能完备化、定位精准化、管理集成化与全面化的趋势发展，预测将会出现开放联通的教务系统、学生行为捕捉与分析系统、智能在线教育生态系统以及其他智能教学工具等，使得在线教育活动体现智能化、个性化，深化学习内容的交互性，提高教育管理的科学性与准确性。

关键词：人工智能;在线教学平台;教育创新

中图分类号：434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）15-0040-04

人工智能作为一项颠覆性技术，正在深刻改变着人类社会。为把握人工智能发展的重大战略机遇，国务院于2017年7月发布了《新一代人工智能发展规划》，提出要发展智能教育，利用人工智能技术推动人才培养方式、教学方法改革。2018年4月，教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》，提出要推动智能教育发展，探索基于人工智能的新教学模式，重构教学流程，建立多维度综合性智能评价，推动学校治理方式变革，创新服务供给模式等。人工智能在教育领域的应用，已经引起高度重视，有关这方面的研究备受关注。[1-2]

教育是一种培养人的社会活动，如何培养人容易受到技术的影响。[3]因互联网技术进步而发展起来的在线教育，以其突破时空限制、教学资源丰富、教学工具多样化等优势，逐渐成为继课堂面授之后重要的教育活动。作为在线教育重要载体的在线教学平台，是在线教育活动发生的场所，人工智能对在线教育的影响将主要体现在在线教学平台中。因此对人工智能背景下在线教学平台的研究，对于推动教育与人工智能深度融合应用具有重要意义。本文分析了人工智能对教育创新的影响，研究了在线教学平台演变历程，探讨了人工智能背景下在线教学平台的发展趋势及应用构想，以期为在线教学平台的设计提供参考。

一、人工智能与教育创新

近年来，云计算、大数据、机器学习、自然语言处理、AR/VR、生物特征識别、知识图谱、计算机视觉等人工智能关键技术的快速发展，推动着教育领域经历深层次的变革。具体包括：教育大数据驱动着教育研究从经验主义向数据主义和实证主义发展;对学习者行为的智能化分析，可为学习者提供个性化学习内容、学习路径和学习模式;智慧教学工具将教师从繁琐、机械的重复性教学工作中解脱出来，使教师更关注学生情感和价值观培养;人工智能融入教育场景，使得教育过程的关键业务流程化、场景智能化，提高了教师和学生的效率，创新教育生态，有助于培养适应社会发展的创新人才等。人工智能推动教育创新达到新的高度。

1.人工智能提高教育管理的科学性、准确性

反馈是管理目标达成的一个重要条件，传统高校教育管理反馈依赖于固定周期的检查、考核、评比等，远时反馈特点突出，及时反馈不足。[4]人机交互技术的发展，使得教育反馈的渠道变多，反馈的时效性更强，语音交互、体感交互甚至脑机交互等技术，使得教育管理的反馈方式更多元化、更深入。高校学生在日常学习、生活中产生的选课、借阅、消费卡等数据，成为高校开展思政教育工作的数据来源，可据此分析学生的在校行为，预警学生可能发生的行为。[5]可获得的反馈内容增多、时效增强，可以及时了解教育活动的开展情况以及学生的反应，并据此提出有针对性的解决方案，提高了教育管理的科学性与准确性，使对学生进行个性化教育管理变成可能。

2.人工智能促进教学活动的智能化、自组织性

在人工智能背景下产生的智适应学习平台，以学习者为中心，动态识别学习者的认知能力、学习状态等个性化特征，实现学习资源、学习路径的智能化推荐。[6]智适应学习平台根据学生学习行为数据的分析结果，将学生与学习资源之间建立起联系，实现了学习现状的快速定位，未来学习内容的智能推荐与呈现，使教学活动更加智能化，更符合学生的需求。学生在智适应学习平台中将自我决定和控制学习的活动，这与教师要求下开展学习活动相比，具有更强的自组织性，引导学生进行自我约束和自我规划，进一步发挥出学生的学习主体作用。

3.人工智能深化学习内容的可视化、交互性

VR技术通过计算机系统和传感器技术模拟出可交互的虚拟世界，并允许学习者对虚拟世界中的物体进行操作，提供视觉、听觉、触觉等多维感官的感知与反馈，使学习者的体验更直观，并获得传统学习内容呈现方式无法实现的学习体验。AR技术则将现实世界与虚拟世界相融合，实现虚实相互补充，提供超越现实观感的体验。[7]VR/AR技术为学生创设逼真的可视、可交互的学习内容，给学习者以沉浸式学习体验，有助于人类认识真实世界和未知世界，实现了学习内容与学习者之间的单向输出到两者双向交互的深层跨越。

4.人工智能深化学习环境的多元化、泛在性

人工智能背景下，学习环境的设计从工具性思维转向人工智能思维，关注对认知过程的追踪和评估，并促使知识学习的发生，从课堂向知识产生和应用场景转移。[8]借助自然语言处理、计算机视觉等技术以及智能感知与交互设备，为学习者创设知识产生和应用的场景，并允许学习者随时随地在此场景中进行多维交互，使知识学习能够摆脱时空的限制，通过多元化的场景来完成并提升学习体验，有利于知识的掌握与迁移。除创设学习环境外，人工智能应用还可将生活场景转变为学习环境，为该场景精准地提供学习内容，使学习能够无处不在。

二、在线教学平台的演变

在线教学平台又称为学习管理系统或网络学习平台，具有教学、学习、管理等功能，可用于发布学习资源和任务，实现师生、生生间的协作交流。

1.在线教学发展阶段

在线教育的发展始于20世纪90年代末期，伴随着互联网技术的突飞猛进，在过去的二十多年间经历了四个发展阶段：在线学习资源管理与服务阶段、基于学习过程管理的网络化教学阶段、任务化的在线开放课程学习阶段、线上线下有机结合的“互联网+”智慧课堂阶段。上述各阶段的在线教学平台，分别具有以资源展示为主、重视学习过程管理、将学习任务与教学管理相结合、多终端与多场景的特点。[9]

2.不同阶段网络学习平台对比

胡立如等从软件进化的视角，对在网络学习平台的演变历程与趋势予以分析，认为不同阶段网络学习平台的对比如表1所示。其预测了在线教学平台将向整合型学习平台（Integrated Learning Platform）发展的趋势，这一阶段的在线教学平台不再局限于对学习的管理，更致力于对学习的服务与提升，实现外部资源与功能的整合，为学习者提供个性化的学习体验和一站式的学习服务。[10]

3.下一代学习管理系统

建构主义学习理论、能力本位教育思想促使教育日益关注学习和学习者，同时越来越多数字原住民成为在线学习者，他们对在线教学平台有着新的诉求。当前学习管理系统已无法满足学习者、教师、教育机构的多元化需求，下一代学习管理系统（Next-Generation Learning Management System，NGLMS）吸引了教育界的目光，它是指支持个性化、满足通用设计标准，并在形成性学习评估中发挥更大作用的灵活学习空间，包括五个核心要素：互操作性和集成;个性化;分析、建议和学习评估;协作;无障碍性和通用设计。[11]下一代学习管理系统是一个数字化组件集群，而不是单个大型应用程序，它所构建的是在线教学的生态系统，通过遵守技术和其他方面的共同标准，使多样性成为可能。

纵观在线教学平台的演变历程，发现在线教学平台正在朝着个性化、多场景、多终端、注重学习体验、通用化、集群化、多样化等方向发展。

三、人工智能背景下在线教学平台的发展趋势

人工智能推动教育创新，促使在线教育产生新形态。为适应在线教育在教育管理、教学活动、学习内容、学习环境等方面的新特征，在线教学平台需革新理念、更新技术，发展成为人工智能背景下的智能在线教学平台。针对信息技术与教育融合创新层面还需要深入研究和解决的问题，诸如在教学质量检测与评价等方面的应用比例相对较低;缺乏知识深度理解、体验和探究的有效工具;教育管理缺乏支撑平臺;个性化学习研究成果较少等。[12-13]本文认为人工智能背景下的在线教学平台将在以下方面有突出表现。

1.在线教学平台功能完备化

学习内容的可视化要求在线教学平台的展示功能进一步加强，以支持各种形式的教学内容在平台中呈现;学习内容的交互性需要平台提供交互接口，以实现学习内容与学习者之间的双向交互;教学活动的自组织性期待平台加强学习状态监控，以动态了解学生的学习状况并及时干预;学习环境的多元化与泛在化以在线教学平台功能完备为必要前提，以满足学习者无时无刻的学习需求……

人工智能为教育创新带来的机遇，推动着在线教学平台的功能不断丰富、完善，以促进学习者对知识的深度理解，保障学习者的学习体验，推进个性化人才培养，实现多场景、多终端应用。

2.在线教学平台定位精准化

在线教育的不断发展，吸引了越来越多的社会力量投入到在线教学平台的建设中，催生了来自各学科领域的形式多样的在线教学资源，各在线教学平台像容器一般不断地填充资源。然而，在线教学资源的不断增多，会使得资源的组织与排列成为教学资源效力发挥的制约因素，为充分利用在线教学资源，调动社会力量发挥其优势，在线教学平台的设计将更为精准，将内容设定在某（些）专业领域，在遵守技术和其他方面共同标准的基础上，集中做好相对应的平台功能开发，满足各专业学习者的学习需求，促进在线教学平台的多样化与“遍地开花”。

3.在线教学活动管理集成化

在线教学是围绕教学大纲所开展的一系列在线教学活动的过程。基于在线教学活动流程的集成化管理思想，将通过遵守共同的标准，使众多在线教学平台聚合成一个可以进行互操作的平台集群。该集群以学习者为主体，以达到在线教学目标为主线，按照在线教学活动来梳理业务流程，实现平台功能，以此缓解学习者因多平台切换、跳转而产生的迷失感与孤独感，实现学习者在平台中无障碍地学习。教师则能够在平台集群里按需选择，制定最适合的教学计划并组织好在线教学。

4.在线教学质量管理全面化

学校教育工作的质量不仅包括学生的成绩，还包括学生通过学校教育所获得的其他素质的合格程度，这些素质深受学校环境、文化氛围的影响。在线教育不断发展所构建起的教育新生态，对在线学习者的影响已不仅仅体现在学习成绩上，还体现在自我约束力、学习效能感、认知负荷等方面。教育大数据包括教育过程中教育相关用户如教育管理者、教研员、教师、学生等的行为数据，利用数据挖掘与知识图谱等人工智能关键技术，对教育过程相关用户的数据进行深入分析，确立在线教学架构体系，建立起教育、教学行为和学习行为之间的联系，有助于诊断教学问题、检验教学效果、科学评价教学质量、改进教学过程、促进学习者的在线学习与个人发展。在线教学平台将关注教育过程中各环节及各用户的数据存储与分析，加强在线教学全面质量管理，提高教育管理的科学性。

四、在线教学平台应用展望

从实践应用角度来看，人工智能背景下的在线教学平台发展趋势，即为展望人工智能技术在在线教学平台中的融合应用，构想有助于在线教育发展的支撑平台。

1.开放、联通的教务系统

教务系统是集学生、教师、课程等管理于一体的综合信息管理系统。随着应用于在线教学过程中的软件、工具与设备逐渐增多，组织教学过程中需要考虑的要素增多，要求教务系统具备开放、联通的特点，能将教学活动过程中涉及的其他要素纳入其中进行管理。例如：运用教育大数据技术打破数据孤岛，将开展在线教学活动的多个平台与教务系统联通，实现在线学习活动的连贯性与流畅性，避免学习者迷失在各在线教学平台间，找不到所需要的学习资源。开放、联通的教务系统应当建立起在线教学身份统一认证机制。例如：将学生在教务系统的身份信息作为在线学习平台的通用账户，一键快速登录至各在线学习平台中，避免因账户遗忘与反复登录影响学习者的在线学习体验与效果。

2.学生行为捕捉与分析系统

在线学习的个性化以对学习者学习情况的充分掌握为前提，学习者学习情况数据不仅包括在线学习活动的数据，还应当包括精神状态、躯体状态等反映学习状态的数据，这些状态在进行课堂教学时教师可以通过肉眼直接判断，但在进行在线教学时，却很难获悉。通过计算机视觉、生物特征识别、人机交互等技术，借助外接或学习终端自带的摄像头等设备，捕捉学生行为，并对其行为数据进行分析，判断其学习状态，将结果反馈给教师，以便对学生适时地进行干预，或是自动开启学习者干预机制，将结果反馈给学生，督促其做出调整。

3.智能在线教育生态系统

为加强在线教学全面质量管理，应当像加强实体校园建设一样，加强学校在线教育生态建设，包括在线教育管理机制、在线教育文化、在线教学环境等的建设。在线教学平台将不仅是在线教学活动的载体，而是逐渐演变为一系列在线教育活动的载体，发展成为在线教育生态系统，在线教育活动及其相关的管理与服务都将在在线教育生态系统中完成，包括对教师的评价与考核、在线教务管理、在线教学文化与氛围建设等。人机交互、云计算与大数据等人工智能技术将在构建智能在线教育生态系统中发挥不可替代的作用。

除了以上支撑平台外，在人工智能背景下，还将出现更多智能在线教学工具，如智能在线学伴、智能在线助教、虚拟实验考试系统、学习者能力评估系统、体感互动系统等，使在线教学平台能够更“懂”学习者，更好地照顾学习者的学习感受，做好在线教学服务，提升在线教学效果。

五、结束语

教育的发展离不开技术的支持，人工智能技术支持下的教育创新将达到新的高度。在线教学平台在人工智能背景下将向着功能完备化、定位精准化、管理集成化与全面化的趋势发展，预测将出现开放联通的教务系统、学生行为捕捉与分析系统、智能在线教育生态系统以及其他智能教学工具等，使得在线教育活动体现智能化、个性化，深化学习内容的交互性，提高教育管理的科学性与准确性。人工智能技术在在线教育平台应用的过程中，还需要遵照安全应用的相关规定，注意保护师生的隐私和权益，在符合伦理道德的前提下，积极探索在线教育应用模式，创新在线教育平台的开发和建设。

参考文献：

[1]闫志明，唐夏夏，秦旋，张飞，段元美.教育人工智能（EAI）的内涵、关键技术与应用趋势——美国《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》报告解析[J].远程教育杂志，2017，35（1）：26-35.

[2]梁迎丽，刘陈.人工智能教育应用的现状分析、典型特征与发展趋势[J].中国电化教育，2018（3）：24-30.

[3]王竹立.技术是如何改变教育的——兼论人工智能对教育的影响[J].电化教育研究，2018，39（4）：5-11.

[4]陈桂香.大数据对我国高校教育管理的影响及对策研究[D].武汉：武汉大学，2017.

[5]魏伟华.大数据时代高校学生教育管理工作个性化研究[J].中国成人教育，2016（20）：60-63.

[6]卢文辉.AI+5G视域下智适应学习平台的内涵、功能与实现路径——基于智能化无缝式学习环境理念的构建[J].远程教育杂志，2019，37（3）：38-46.

[7]张枝实.虚拟现实和增强现实的教育应用及融合现实展望[J].现代教育技术，2017，27（1）：21-27.

[8]郭炯，郝建江.人工智能环境下的学习发生机制[J].现代远程教育研究，2019，31（5）：32-38.

[9]孙曙辉.在线教学4.0：“互联网+”课堂教学[J].中国教育信息化，2016（14）：17-20.

[10]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）：72-78，128.

[11]徐振国，张冠文，石林等.下一代学习管理系统：内涵、核心要素及其发展[J].电化教育研究，2017，38（10）：62-67，81.

[12]钟绍春，唐烨伟.人工智能时代教育创新发展的方向与路径研究[J].电化教育研究，2018，39（10）：15-20，40.

[13]牟智佳.“人工智能+”时代的个性化学习理论重思与开解[J].远程教育杂志，2017，35（3）：22-30.

（編辑：王晓明）

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