智能時代個性化教學的條件與路徑

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摘要:在大班額、教育同質化的教學情境中，個性化教學難以有效地實現。隨著智能技術逐漸深入課堂教學，個性化教學的實現有了新的可能。智能時代個性化教學的有效實現需要智能技術與個性化教學有機融合，為此智能技術與個性化教學均需要作出必要的變革。智能技術需以大數據深描學生學習畫像、云平臺建立個性化教學資源庫、人工智能增強教師個性化教學能力、互聯網提供個性化教學網絡環境等。而個性化教學也需要進行一系列課堂變革:強化學生自主學習意識與能力、增強教師個性化學習指導能力、增加教學內容的選擇多樣性、提升教學媒體的選用適應性等?；诙叩娜诤?，智能技術支持個性化教學有效實現的路徑為確立差異化的教學目標、組織多樣化的教學內容、選擇有針對性的教學方法、整合多種學習組織形式和構建精準的教學評價反饋體系。

關鍵詞:智能時代;智能技術;個性化教學;課堂變革

在大班額、教育同質化的教學情境中，個性化教學主要采取了分層教學、小組學習、個別化輔導等方式，難以在大范圍內針對學生的個性化學習需求而進行個別化教學。隨著智能化時代的到來，以大數據、人工智能、物聯網等為代表的智能技術逐漸改變了人們的生產、生活方式，對社會生活產生了深刻的影響。相應地，智能技術在教育領域的應用不斷深入，也改變了傳統教育形態，促進了學習方式、教育資源、教育公共服務平臺、學習環境等方面的變革。［1］如AltSchools、SummitPublicSchools、KhanLabSchool等教育創新學校紛紛將學校教育改革的重點聚焦于如何通過教學組織形式變革、學習者分析、教育資源共享等措施實現個性化教學，以促進學生的個性化發展。［2］智能時代實現個性化教學的一個重要的前提條件就是智能技術與個性化教學要能夠有機融合。因為技術改變了人的生存方式、生存狀態和生存尺度，而教育對技術的改變體現在對人的理想樣式和生存狀況的改變，同時也為技術提供了評價尺度，即通過技術的使用是否促進了人的發展。［3］技術融入教育領域就應該考慮技術價值與教育價值是否統一、技術應用與教育實踐是否相符等問題，技術與教育最終應統一于促進人的發展。為了智能技術與個性化教學的有機融合，智能技術與個性化教學都需要作出必要的變革。智能技術應主動適應個性化教學，而個性化教學面對智能時代的發展趨勢也應做出相應的調整，從而實現智能技術與個性化教學的有機融合，支持智能時代個性化教學的有效實現。

一、智能時代個性化教學有效實現的技術支持

在智能化時代，智能技術可以說構成了人的發展的基本環境或平臺。通過智能技術認識世界，相較于直接經驗，不僅是形式上的變化，從存在論來說經驗世界的方式也發生了改變。［4］將智能技術應用于教學活動的主要目的在于促進個性化教學，因此智能技術不是強行地改變個性化教學的基本規律，而是主動地適應個性化教學活動。作為一種人化自然，智能技術從設計之初就應站在教育的立場上，以更好地服務個性化教學活動。教學系統由教學內容、教師、學生、教學環境等基本要素構成，［5］10－13智能技術主動地適應個性化教學活動需要解決傳統教育情境中學生個體形象模糊、教學資源單一、教師能力局限、教學環境限制等問題，如此才能為個性化教學的有效實現提供必要的技術支撐。(一)大數據深描學生學習畫像。要有效地實現個性化教學，必須對學生的個性特征、學習水平、學習能力等有非常精準的判斷。個性化教學首先要基于對學生個性差異的了解，利用大數據分析技術可充分挖掘學生個性差異，構建學習者畫像。學習者畫像分為兩種，一種是學生個體學習者畫像，基于學生個體知識掌握情況、學習風格、學習能力傾向內容等建模而成，能夠反映學生個體的學習狀態;另一種是學生群體學習者畫像，基于班級不同層次學生薄弱知識點、易錯點等建模而成，能夠體現不同學生群體的學習特點。學習者畫像具有生成性，可根據學生學習過程中的行為變化不斷調整，以提高學習者畫像的精準度，使其貼近學生真實學習狀態。同時學習者畫像也能幫助教師預判學習者行為，捕捉學習者情感變化，以便及時對教學活動進行調整，滿足學生個性化學習需求。(二)云平臺建立個性化教學資源庫。教學活動的開展離不開教學資源的支撐，個性化教學資源建設是個性化教學有效實現的基本前提?；谠破脚_的計算、數據存儲等功能可以更好地構建個性化教學資源庫。首先，構建綜合教學資源庫。在智能技術的支持下，教學資源庫的來源應盡可能廣泛，包含微課程資源、富媒體資源、題庫等。具體而言，學?？筛鶕陨砬闆r開發具有校本特色的數字資源，也可依托“一師一優課、一課一名師”等相關活動，建設覆蓋基礎教育所有學段、學科的生成性資源，還可借助新興智能技術開發校本創客課程、STEAM教育課程，［6］然后將所有資源整合形成綜合教學資源庫。其次，打造符合個性化教學需求的教學資源平臺。構建教學資源庫的目的在于充分運用教學資源，因此基于云平臺構建的教學資源平臺必須符合個性化教學的需求，需具有個性化推送功能。同時，該平臺也需具有個性化課表的功能。由于學習者的學習起點水平、學習能力、興趣愛好等方面的差異，因而對于課程內容的消化能力也存在著區別。為貼近學習者的個體需求，基于云平臺的教學資源平臺可為學生提供不同類型和難度的課程，讓學生能夠根據自身實際情況選擇課程，生成個性化課表，使課程更符合每位學生的個性化學習需要，從而促進學生個性發展。此外，該平臺還需具備全通道學習內容配送功能，支持不同終端學習進程同步，使學習進程突破空間限制，可在不同的移動終端上切換，賦予學習者自由安排學習活動的權力。(三)人工智能增強教師個性化教學能力。教師作為教學活動的組織與引導者，影響教學活動的走向，但同時教師作為個體，是一種“缺陷存在”［7］，整合深度學習卷積神經網絡、情感計算等技術的人工智能系統將有效彌補教師的缺陷。首先，在知識掌握方面，面對知識總量爆炸式增長，教師的知識儲存量、更新速度等無法與人工智能媲美。人工智能系統通過深度學習可不斷更新專業領域知識，迅速達到該領域專家水平，為教師提供知識儲備支撐。其次，在認知能力方面，教師存在一定的認知局限，如人腦信息加工過程中可能忽略部分背景信息、無法處理過大信息量等。人工智能系統基于全景式數據分析，可捕捉教學過程中教師的遺漏點，全景式還原教學過程。最后，在情緒管理方面，教師在情緒察覺、情緒調控、無偏見認知等方面存在明顯不足，而人工智能系統基于情感計算、面部識別等技術可捕捉教學過程中學生的情感狀態，從而對學生的學習狀態進行判斷。具體而言，人工智能系統可實現自動批閱作業、進行學習診斷、解決問題等功能。一方面，可將教師從重復、煩瑣的勞動中解脫出來，減少教師的機械勞動;另一方面，人工智能會成為未來教師工作的組成部分，由人機協作完成智慧性工作，［8］輔助教師進行個性化教學。(四)互聯網提供個性化教學網絡環境“互聯網+教育”自提出以來，一直是教育領域關注的熱點問題?；ヂ摼W具有極強的聯通性、協同性、交互性，［9］并儲存著大量的教學資源，可以為個性化教學實踐提供相應的網絡環境。首先，互聯網可以使個性化教學活動突破時空限制。隨著移動網絡的普及，教學活動的開展將突破時間、場地的限制，師生可隨時通過移動終端接入網絡，構成“云課堂”，開展教學活動，打破場景限制。其次，互聯網推動了在線個性化教學的發展。基于互聯網構建的網絡教學平臺是在線教學的主陣地，一方面為學生提供了更加靈活的選擇，使學生可以根據自身學習需求選擇在線學習資源，確定學習進度。另一方面也有利于教師掌握學情，通過在線學習行為數據，精準把握每一位學生的學習情況，為個性化教學決策提供數據支撐。最后，互聯網對設備要求較低，有利于個性化教學活動的推廣。國家信息化進程在不斷推進，相較于其他技術，互聯網普及程度更高，對用戶終端設備要求更低，智能手機、平板電腦等移動設備都可以成為教學活動的載體，使教學活動的受眾更廣，有利于更好地開展個性化教學活動。

二、智能時代個性化教學有效實現的課堂變革

課堂教學結構是教師、學生、教學內容與教學媒體等四個教學系統要素間相互聯系、相互作用的具體體現，其變革是教育變革的主要著力點。［10］為了更好地實現與智能技術的有機融合，個性化教學活動應從課堂教學結構入手做出相應的改變。師生是教學活動的主體，與技術的融合呈現“人—技術”的具身化特點，即師生通過智能技術改進教學活動，也通過智能技術延伸師生自身的知覺。同時，教學內容和教學媒體都在不同程度上影響著教學活動的質量。(一)強化學生自主學習意識與能力。學生主體意識的體現是其個性化發展的基本要求之一，個性化教學的目的在于實現學生的個性化發展，自主學習是個性化教學有效實現的基本前提。在智能化環境中，可從強化學生自主學習的意識、能力等方面入手，推動個性化教學活動的開展。首先，要強化學生自主學習的意識。學生只有具有強烈的自主學習意識，才能把經驗與現實連接起來，制定學習目標，并為之努力。面對海量的信息資源，在自主學習意識的引導下，學生才能排除無關信息干擾，集中于自身的學習目標，規范自身學習行為。其次，要提高學生自主學習的能力。在智能化時代背景下，知識更新速度遠大于人類的學習速度，學生應從知識接受者的角色向知識探索者的角色轉變，要培養學生的工具思維，使學生學會在智能技術的輔助下積極、主動地探索，發揮自己的創新精神，形成良好的思維能力、創新意識、創新技能等創新品質，以提高學生的自主學習能力，促使學生在學習過程中不斷探尋自我，總結出具有個人風格的學習策略，為個性化教學的有效實現奠定學習基礎。(二)增強教師個性化學習指導能力。智能技術的支持使得每位學生獲得個性化發展成為可能，同時也使學習情景更為復雜，這就要求教師具備個性化學習指導能力，能夠根據學生的個體差異作出相應的指導。要增強教師個性化學習指導能力，可以從以下幾個方面考慮:一是提升自身信息素養。教師是課堂教學方式和學習方式變革的核心人物，不僅是信息化教學創新的參與者，也是信息化教學創新的發明者。［11］教師應主動提升自身信息素養，熟練應用各種教學軟件及設備，才能使智能技術真正融入個性化教學活動之中。二是適應學生的個性差異。教師應提高數據分析能力，準確把握學生的學習狀態，根據學生個性差異有針對性地改進教學活動，在智能技術環境中更好地引導學生排除干擾，合理利用學習資源，以促進教學效果的提升。三是尊重學生的個性。教師對于學生個性化學習的指導應以尊重學生的個性為前提，基于學生個性有意識地進行調整。學生只有感覺到被尊重時，才能毫無負擔地展現出自己真正的個性，在學習過程中遵從自己的個性進行選擇，以實現真正的個性化發展。(三)增加教學內容的多樣性選擇。如今，知識泛化已經成為信息時代的明顯特征，互聯網中儲存著海量學習資源。面對豐富的資源，教學內容要符合個性化教學的需要，至少應具備以下幾個特點:一是與智能生活緊密相關。身處智能時代，智能技術已經融入學生的日常生活，學生的生活經驗無法與技術脫離，這就要求教學內容立足于學生生活實際，與學生的智能生活相聯系，一方面可以確保教學內容的有效性，另一方面可以從生活經驗出發激發學生的學習興趣。二是采取多樣化的呈現形式。教學內容應根據學生不同的經驗背景采用文字、圖片、音頻、視頻等形式呈現，豐富多樣的教學內容呈現形式可以為具有不同認知特點的學生提供選擇性，以維持學生的學習動機。三是提供不同的內容結構。對于相同主題的教學內容，基于教學平臺軟件可提供不同的內容結構，如以知識關聯為主的內容結構、以邏輯關系為主的內容結構、以核心概念為主的內容結構等。四是劃分難度層次。由于學習能力、學習態度等方面的差異，一個班的學生的學習水平無法做到完全一致，為了促進所有學生的發展，教學內容應具備不同難度梯度，根據學生的學習水平提供基礎層次教學內容、提升層次教學內容、加強層次教學內容等。(四)提升教學媒體的選用適應性。教學媒體承擔著教學信息的傳輸任務，不同形式的教學媒體及其不同的使用過程會直接影響學習者對信息的感知、保持和再認，［12］從而影響學習效果。教學媒體已經普遍存在于課堂教學之中，要使教學媒體支持個性化教學活動的開展，首先，要選擇易操作的教學媒體。隨著個人移動終端的普及，教學媒體作用于教學活動中的各個環節，教師在選擇教學媒體時應以實際教學需求為主，不能一味地追求最新的技術，而是應該選擇易操作的教學媒體，著眼于教學媒體在個性化教學活動中的實際作用，避免“技術狂熱”現象。其次，要利用教學媒體開發新資源。教學資源的豐富與否很大程度上影響學生的學習效果，所以，教師應在教學媒體的支持下，根據教學內容的難易程度、學習者的學習行為特征等因素盡可能多地開發新資源，體現教學過程的生成性，以適應學生個性化的需要，為學生提供更多的選擇。

三、智能時代個性化教學有效實現的路徑

智能技術為個性化教學的有效實現提供了技術支持，教學活動為適應技術也做出了相應變革，二者有機融合的基礎在于促進個體發展的一致性，在實踐層面，智能技術與個性化教學活動的深度融合，最終指向促進學生的個性化發展。因此，應將技術促變教育聚焦于教學活動本身，將技術融入于教學活動的基本環節，基于實踐層面提出智能技術支持個性化教學有效實現的路徑。(一)確立差異化的教學目標。教學目標作為教學活動的風向標，影響著教學活動的走向。目前，教學目標大多是面向全體學生制定的，以統整的概念呈現在學生面前，是全體學生需要達到的統一標準，忽視了學生個體的獨特性。在智能技術環境的支撐下，通過對學生學習行為數據的挖掘與分析，教學目標可以根據不同學生的學習需求進行調整，體現其差異性，以實現個性化教學。首先，根據學生個體差異確立教學目標。通過學生個體學習者畫像，可以了解學生個體的學習興趣、認知習慣、學習能力水平等情況，并對學生個人整體學習情況進行分析，基于個體學習情況確立教學目標，使教學目標貼近學生的個體需要。其次，根據整體傾向調整教學目標。基于大數據對學生群體的記錄，可以了解到班級不同層次的學生在學習過程中知識掌握程度、情感態度發展等方面的內容，利用學習群體學習者畫像分析其整體發展趨勢，基于整體學生傾向對教學目標進行調整，提升教學目標與學生群體學習需要之間的吻合度。顯然，智能技術縮小了教學目標與個性化學習需求之間的距離，從而使教學目標更加精確。(二)組織多樣化的教學內容。教學內容是教學的依據，對教學過程有著直接的制約作用，教學方法、手段和組織形式的選擇，很大程度上取決于教學內容的性質和特點，［5］150因此，組織多樣化的教學內容以適應個性化教學的需要是應有之義。一方面，智能技術擴大了教學內容的選擇范圍。相較于教科書和教輔資料的固定、單一，智能技術帶來的明顯改變之一就是擴大了教學內容的選擇范圍，通過互聯網將教學活動所需的情境性知識、學習過程所需的策略性知識、實踐操作所需的技能性知識等內容整合在一起，突破了以學科為界限的資源存儲形式局限，使教學資源的深度和廣度得到了極大的提升，為個性化教學活動提供了更多的選擇。教師可以從實際教學需要出發，根據自身經驗進行資源分類整理，基于學情建立相應的教學資源庫，以輔助教師實現個性化教學。另一方面，智能技術可改善教學內容的組織形式，強化學生認知次序和學科知識次序相結合的教學內容組織原則，［13］使教學內容的呈現方式更符合不同學生的認知次序，同時也更符合學科邏輯體系，有助于學生系統掌握教學內容。(三)選擇有針對性的教學方法。教學方法是由學習方式和教學方式二位一體運用的協調一致的結果來決定的，基于智能技術的支持及教師個性化學習指導能力的提升，教學方法的選擇將更具針對性。首先，要根據不同教學內容的特性選擇教學方法。基于云平臺建立的教學資源庫加強了教學內容與教學方法之間的聯系，為教學方法的選擇提供了有力的支撐，對于情境性知識可采用體驗式教學法，對于策略性知識可嘗試參與式教學法，對于實踐性知識可側重于實踐式教學法等，使教學方法更加貼合教學內容，以發揮最佳效果。其次，要根據學生個體學習風格選擇教學方法。通過智能技術對學生學習行為數據的收集與分析，可以清晰掌握學生的學習風格，強化學生學習風格與教學方法之間的關聯性。學習風格主要包括分析型、綜合型和可變通型三種。［14］學習風格屬于分析型的學生，具有高持續性的內生學習動力，學習時傾向于多信息順序處理模式，選擇側重邏輯結構的講授法較為合適;學習風格屬于綜合型的學生，自主性較強，學習時更喜歡多信息同步處理模式，選擇以探究引導為主的發現法效果更好;學習風格屬于可變通型的學生，在學習過程中具有較強的適應性，學習興趣是影響其學習效果的重要因素，選擇以直觀感知為主的體驗式教學法、直觀式教學法更為恰當。如此一來，在智能技術的支持下，教師基于教學內容的特性與學生的學習風格有針對性地選擇教學方法，提升了教學方法與教學內容、學生之間的契合度，有助于教師有效指導學生開展個性化學習，從而促進個性化教學的實現。(四)整合多種教學組織形式。智能技術的介入改變了教學資源的組織形式、突破了課堂教學的時空限制，使得多種教學方式在個性化教學活動中整合起來。首先，加強個別教學。個別教學關注個體差異，其特性符合個性化教學的要求，但由于其效率低、耗時長、速度慢等缺點，一直是課堂教學中的弱項。而在智能技術的支持下，教學效率將進一步提升，教師將有更多的時間對學生進行個別指導，個別教學時間將會有效延長。同時，學生可通過學生端軟件自主選擇教學資源，使得個別教學更符合學生個人的學習需要，有效輔助學生開展個性化學習活動。其次，鞏固分組教學。在教學活動中，常見的分組依據有空間分布、學習水平、情感關系等，就近原則成為教學分組的主要影響因素。在智能環境下，基于學習平臺與大數據技術的支持，可根據學生的認知方式、興趣傾向、學習起點等內容實現異質分組，使分組教學更能符合學生個性化的選擇，構建更加科學合理的學習小組，進而提高小組的合作水平與學習效果，讓每一位小組成員都能在學習小組中發揮自己的作用。最后，深化班級授課制。班級授課制具有高效、系統的優點，個性化教學并不是排斥班級授課制，相反，在智能技術的支持下，班級授課制將得到進一步的深化。在智能環境中，學生可以根據自身特點選擇教學內容，進一步弱化班級授課制的一致性，使學生掌握教學過程中的部分自主權。學生被動接受知識的課堂教學過程轉化為在教師的引導下，學生自主安排的個性化學習過程，學生的個性將在教學過程中得到最大程度的凸顯。(五)構建精準化的教學評價與雙向反饋體系。教學評價與反饋是教學活動中的重要環節，在智能技術的支持下，移動終端提升了教學評價的便利性，互聯網突破了師生溝通時空場域的障礙，大數據為教學評價的精確性提供了數據支撐，從而為教學評價精準化提供了條件，并影響了教學評價觀念的轉變，改變了以總結性評價為主的傳統教學評價樣態。首先，實現個性化精準評價。在智能技術環境中，學生的學習過程將被全景式的記錄，通過大數據、情感計算等技術的應用，能夠直觀展示學生的學習狀態，發掘學生的能力傾向，為教學評價提供有力參考，使教學評價由主觀判斷為主轉向主觀判斷與客觀數據相結合，實現個性化精準評價。其次，完善即時雙向反饋體系。即時反饋可以促進學習活動的改進，構建即時雙向反饋體系將有效提升教學活動效率。一方面是學生對教師的即時反饋，學生可通過學習系統在線提交作業，并將學習過程中遇到的困難即時反饋給教師。另一方面是教師對學生的即時反饋，當學生完成作業并提交，系統可自動對學生作業客觀題部分進行評測，生成相關數據。教師可對學生主觀題部分進行判定，整合兩者數據，在線反饋給學生，使學生了解自身的學習情況，及時查漏補缺。同時，系統將記錄學生學習數據，形成過程性評價，有助于掌握學生的真實學習狀態。

作者:王天平 段霜 單位:西南大學教育學部