基于人工智能的课堂教学行为分析方法及其应用

基于人工智能的课堂教学行为分析方法及其应用

逯林 杨静

高青县长江路小学 山东省淄博市 256300

摘要：伴着现代科技人工智能技术的飞速发展和教育环境的不同，就课堂教学行为实行深入分析成为可能。在融合人工智能技术教育应用的目前和课堂教学行为分析方法发展背景的基础上，组建了“数据收集与存储”，“行为建模与计算”和“智能服务”三大功能。该模块是课堂教学行为的核心智能分析模型，以课堂教学行为分析为例，验证了该分析模型的有效性。

关键词：人工智能；课堂分析；应用

引言：实践成果在教学中的应用已被教师所认可。研究结果可为基于人工智能技术的课堂教学行为的分析和研究提供参考，也可为课堂教学行为的改善，教师综合素养能力发展和教学教育品质的提高给予了一定的肯定支持。

一、小学课堂教学行为分析

1、教学目标的制定

教学目标的制定应基于两个条件。教学对象分析。教学应求的本质是社会需求问题。目前人工智能科学技术发展已达到新的水平。在小学课堂中便已经开始了人工智能的授课。就小学生拥有的知识和能力它们之间的差异是我们作为教育工作者设定的教学目标，其中知识部分的不同是组建知识目标的前提，能力部分的不同是组建能力目标的基础。教学目的制定其意义便是让学生了解人工智能对生活和学习中的作用，让其学生产生学习兴趣。

例如：通过课堂展现激发学生的学习兴趣，学会音乐识别软件和OCR文字识别软件，教师演示和学生操作结合，用手机的语音识别功能进行拨号并通话。通过一个简单的实践操作，将语音识别技术变的生活化，让学生知道人工智能并不是遥不可及，其实就在大家身边。从而增强学习积极性及参与性。

教学内容的选择

在小学人工智能教学中明确了确定的教学目标任务之后，就应该结合根据相对应的目标选择合适该次的教学内容主体。教学目标大多数都是抽象的，所以必须严谨的就人工智能课堂教学内容做深层次的考量，挑选最优化的教学内容。也是方便把这些教学内容轻松地组织成最优的教材。关于挑选教学内容上可选择能发挥学生主观能动性，动手实践，自主探究，感受人工智能对生活带来的便利方面的内容，为后面学习使用人工智能作好铺垫。

例如：OCR文字识别，大大提高了日常做事的效率，当今生活，扫描仪大范围的使用，尤其是OCR文字识别快速发展，在学校、交通、企业等等不同领域都被广泛运用。学习中我们可以把图片格式的资料文件，利用人工智能软件的文字识别功能把图片上的信息转变可以编辑的文档。

课时：上课时间被定义为是小学最稀缺的资源。

现在的课程已占用了小学生课堂的全部时间。在这基础上增加额外的时间难度确实很大。在2001年11月，教育部发布了《义务教育课程设置实验方案》，规定义务教育9年的总学时为9522节，包括小学一年级和二年级。小学每周上26节课，小学三年级至六年级每周上30节课。每个部分每天的平均课程数量基本在是6到7课，早上4课和下午2到3课。如果可能小学的人工智能课程成为必修内容，它只能在这些现有的其他科目上课时间中找到多余空间，这在制定人工智能课程标准的过程中必须加以考虑。

课程类型：关于人工智能不同的课程采用不同的教学模式和教学策略。

课程类型的确定取决于教学内容的选择。小学课程教育可以分为两类：一类是教学分析性课程，用于讲述事物的原理。与科学知识的获取相对应的理论和方法（例如文字分析，数学问题分析，科学现象分析等），另一个是：设计课程用于实现某些目的（例如绘画练习，编程培训等），并提高技术和艺术的技能。人工智能课程标准应指定其课程，并根据课程内容找到符合的教学模型和策略。在小学人工智能课程建设中，课程标准的制定是必不可少的关键环节，是不可避免的问题，必须予以重视。

二、中小学人工智能课程定位应用

1、教学目标的定位

这里提到的小学人工智能课程的教学目标的定位不是对教学目标内容的描述，而是对目标定位的制定。人工智能课程可以定位为科学课程，也可以定位为技术课程。但是，人工智能科学涉及的知识范围太广。对小学生来说，比如脑科学，神经科学和认知心理学等内容都要求很高。因此，小学人工智能课程的发展方向应以人工智能技术的比较为导向。本课程的教学目标应该是培养学生在相关领域的技术技能，尤其是人工智能编程的技能。其中，小学生应主要体验人工智能技术产品。

教学内容的定位

结合上述教学目标的定位为基础方向，可以大致明确的确定关于人工智能教学内容的类型和范围，也就是小学人工智能课程的教学内容应定位在人工智能技术中，视觉识别技术，可以收听机器听觉识别技术，人机对话技术，移动机器人技术等相关内容。技术想要达到的目的一定必须要朝向教育的真谛，围绕教育的逻辑，以建造自由思考的课堂教育环境为主，以培养自由、全面和充分发展的人才为辅的根本宗旨。

上课时间的设定

在小学学习时间资源短缺的情况下，人工智能课程定位不再是增加小时数的问题，而是找到在当前更合理地调配学科课程的时间，可让学生获得知识能力的提高。在小学，人工智能课程可以在科学课程中占据一定的空间。由于小学科学课程的教学内容并非全部都是人工智能专业性的知识，其中许多实际上是专业技术类型。在2017年1月教育部发布的《义务教育小学科学标准》中要求提高学生的科学素养，而科学素养是理解科学技术知识和对科学的影响。科学教学目标是：科学、知识、探究、态度、技术、社会。这些都为人工智能技术课程的应用提供了优势。

4、选定课型定位

中小学人工智能课程的课程类型取决于其教学目标和教学内容的定位。显而易见应该选择技术课程。大多数技术课程主要宗旨也是在培养学生的相关各方面的能力。因此，其教学模式通常是教学任务驱动的，其教学策略主要是依照PBL，何为PBL。PBL是在基于科学技术项目的学习，也就是（Project Based Learning）基于问题的学习（Problem Based Learning）教学策略的英文缩写。

参考文献：

[1]刘清堂,何皓怡,吴林静,et al.基于人工智能的课堂教学行为分析方法及其应用[J].中国电化教育,2019(9).

[2]汪时冲,方海光,张鸽,et al.人工智能教育机器人支持下的新型“双师课堂”研究——兼论“人机协同”教学设计与未来展望[J].远程教育杂志,2019,37(02):27-34.