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AI赋能个性化教学的新路径

发布时间:2026-05-19 18:38来源:微信阅读:7

数字化时代,特殊教育迎来新机遇!

当前数字化浪潮席卷而来,人工智能持续进化,要求我们深入探索智能时代的个性化教学策略。

一、人工智能的人性化演进及其对教学的推动作用

(一)人工智能模拟人脑的核心特征

生成式AI迅猛发展,基于深度学习的大语言模型接连涌现,功能日新月异,智能云、腾讯云、阿里云、华为云接入DeepSeek大模型,推动数字化与智能化深度融合。从模拟人类思维的角度审视,AI以符号主义、联结主义和行为主义构建类人化思维体系,形成对人类历史经验的整合能力与超越人类的逻辑推理能力,具备特定的教育功能和显著优势。然而数字智能是被人类"训练"出来的,依赖大量科研人员和专业人士的经验积累,使用何种语料和算法进行训练、如何优化训练方式,仍需依靠人类的智慧与能力。

人工智能以高速运算、精密逻辑和海量数据处理为显著特点,其存储容量远超人类,运算速度也远快于人类。人工智能呈现线性且可预测的发展特征,而人脑则是复杂的神经网络系统,呈现非线性发展态势。例如DeepSeek就自身回答:"我是一个生成式人工智能模型,基于海量文本数据进行训练,设计目标是生成类人语言回应,我的回答基于统计和算法,通过自然语言生成技术尝试提供与问题相关的回应,但我的能力受限于训练数据、算法机制和设计框架,因此无法始终确保回答的完整性、准确性或无偏见性。"大语言模型基于大数据的概率拟合系统进行概率推断,而人脑则进行概念推理。人工智能无法替代人脑,更适合协同互补。

(二)人工智能推动自适应的持续学习

AI技术和大语言模型的自适应学习系统能为教学开辟差异化路径。人工智能作为自组织系统,利用强大存储能力对课程内容进行加工、转化和整合,使学习内容更加丰富多样。它通过构建揭示学科知识内在关联的知识图谱,精准诊断学习者现有水平,持续追踪学习者的学习轨迹,收集并分析学习者的学习数据。动态知识图谱的个性化生成功能为学习者提供差异化学习方案,推送适切的学习路径与学习资源。在持续测量、推送、学习反馈的循环中,精准把握学习者的最近发展区,激发学生的学习动力,为每个学习者提供最适合的学习内容和学习节奏。基于学生的认知特征与兴趣偏好,AI自动生成"学习路径导航图"。这种突破时空限制、自主灵活、广泛覆盖的学习模式更有利于终身学习,值得大力推广。当然教学不仅在于适应学生学习,更在于促进学生发展,实现原有基础上的超越。

二、人工智能赋能个性化教学的应用场景

个性化教学立足于群体中的个体,强调教学中共性与个性的有机统一,满足学生的多元学习需求,促进每个学生的最大可能发展。这对教师提出了更高要求。可以运用人工智能等现代教育技术从5个维度为教学赋能,倡导"素养导向、个性适配",构建数字时代以人为本的创新教育生态。

(一)诊断学情,识别差异

运用人工智能诊断学情,在多次监测、验证、反馈循环中,精准识别学生差异,精准把握每个学生的最近发展区。

1. 全面评估,分析影响学习的关键因素

教师借助人工智能对学习者进行监测,基于互联网云端大数据分析,从记录学生学习过程的大数据中洞察学生的兴趣偏好、智力特点、态度习惯等,通过学生成长数据链条实施过程性评价。借助数字智能技术采集学习者的特征数据,运用聚类算法和关联性分析生成学生学习画像,精准分析影响学生进步的关键因素。

在特殊教育领域,AI智能体运用图像识别和传感器等技术获取多模态数据,通过类人化自由对话,运用评估量表开展面对面实时互动交流,完成对特殊学生障碍类型的精准识别与分析,实现对特殊学生的筛查与评估。利用大数据技术实时监控特殊学生的核心指标和数据,实现数据的智能化分析与预警。

2. 单元(课前)测评,前置学习

教师借助人工智能,对学生的个人信息、认知特点、先备知识及学习行为如作业完成、观看微课、测验反馈等特征数据进行分析,了解学生认知起点水平,并设计多种预学资源包如薄弱知识点补救材料、提纲、图片等,提升学生的学习起点水平。部分智能软件甚至可提供认知准备的检测范围和相应检测题。例如江苏省扬州育才实验学校英语课"My e-friend"的教学,教师利用在线学习平台(C3)向学生推送预习材料,包括与主题相关的文章、视频资料等,设置预习问题。学生在平台上完成预习任务后,在线提交答案,教师课前查看,了解学生的预习效果和存在问题,以提高教学针对性。

3. 过程测评,分析学习行为特征

通过视频实录、AI技术、大数据运算和人脸识别技术等,精准识别学习者的学习行为。例如运用AI语言测评系统收集学生朗读情感数据(识别兴趣倾向);眼动追踪技术分析阅读注意力分布,形成动态素养图谱;运用DeepSeek帮助分析孤独症学生上课多动(如摇动椅子)的原因;借助智能软件分析绘画作品背后的学生心理特点等。

然而目前画像的数据维度偏少,难以全面刻画学生;画像的模型比较简单,难以科学描绘学生;画像的呈现形式单一,难以直观呈现学生的特征。在数据泛化采集与算法黑箱的共同作用下,学生的学习行为往往被简化为可量化、计算和预测的数据流,忽视了学习过程中学生的能动性、自反性与差异性。因此教师对学生的全面观察、对其学习思维过程的分析,以及为提高元认知能力而进行的学生自我测评反思仍然是不可或缺的,是AI技术无法替代的。智能学情画像也需要迭代升级,不断完善,如运用自然语言处理技术分析学生项目报告、协作讨论记录等非结构化数据,构建多模态学情模型,突破传统代码行为分析的局限等。

(二)构建多元教学情境,促进深度理解

生成式人工智能学习了美学规律构成的算法可以生成图片、视频,如运用文生视频大模型生成3D动态视觉图,人工智能绘画工具Midjourney进行绘画等。通过CAI软件和教学课件的开发,运用VR/AR技术等为教学提供了以多模态表征呈现学科知识的可能,以及可选择、多样化的教学情境。

1. 情境生成问题,激发学习动机

运用人工智能构建教学情境,激发学生对某一问题反复体验,促进其生成进一步的问题,也促进学生学习情感动机的形成。例如教学小学五年级数学"确定位置"一课时,教师利用智能软件构建两军对抗情境,引导学生生成问题:如何精准摧毁敌方雷达阵地?从而调动学生学习的积极性。

2. 为学生提供沉浸式、个性化体验

运用全息投影等智能技术增强现实感知度,为学生具身体验节省时间、拓展空间,学生借助情境迅速回忆并关联自身经验,自主建构知识,例如用VR/AR技术虚拟还原大观园环境,让学生具身体验《红楼梦》中有关人物心理特点。

3. 促进学生深度理解

人工智能技术提供某一事物典型的现象或过程,直接呈现学科中的概念、模型、要素及相互关系,展示事实,提供依据。将知识具象化,生动还原学科知识原始状态或现实状态,并利用语言文字设置疑点、问题,供学生分析、思考、探究、发现,促进学生深度学习理解。例如教学"物质在水中的分散状况"内容,借助信息技术创设灵动画面,通过展示的溶液、悬浊液、乳浊液等形成过程吸引学生,让学生能够集中注意力进行课堂学习,主动参与课堂情境直观体验,并由此产生探索科学知识的兴趣,提高课堂学习效果。教师教学中要注意对情境模态的合理选择,同时通过提问、组织讨论等方式积极引导学生从具象情境走向深度学习。

(三)支持差异化学习

人工智能作为自组织系统存在,利用强大储存能力对课程内容进行加工和转化综合。例如DeepSeek通过混合专家(Mixture of Experts)高效整合知识,采用知识蒸馏和硬件感知压缩技术控制计算成本,凭借多源异构数据解析打破知识壁垒。大模型能快速梳理和归纳超长文本,使学习的内容更加丰富生动。教师运用人工智能和系统软件可以满足学生学习的多元需要。

1. 提供菜单式、递进式学习内容

由于学生各自的学习背景、认知水平、学习特点、兴趣爱好不同,个性化教学要求给学生提供菜单式、递进式学习单。人工智能可以帮助教师进行相关教学设计,提供差异化的教学内容。教师也可借助人工智能的研究成果,支持学生的差异化学习。例如Cognitive Tutor Algebra(CTA)是一款代数教学智能导学系统,使用模型跟踪方法,将学习者解决问题的行为与认知模型联系起来,以提供个性化的反馈。也有研究者将CTA中的教学内容改进为深度个性化内容(与个人兴趣真实相关的数学问题)和表面个性化内容(仅改变教学问题的主题)以支持差异化学习。

2. 提供多样化的学习方法与支持

部分人工智能语言大模型可以根据教师的关切点与具体提问,推荐多种教学方法手段供教师选择。还有各种网上资源随时呈现支持学生学习的图像、声音、视频,提供某一典型事物的运行、成长、发展的完整过程,并通过语言的描述,使学习者对典型事物的特征、发生、发展的原因和规律有所了解,作为演绎或类比学习的前提,帮助学生突破学习难点,掌握科学原理。

(四)提供大范围的及时反馈与个性化的评价

个性化教学非常重视及时了解学生的学习差异及动态变化,从而调整教学以更好地适应学生,因此要求教学反馈的及时性、广泛性、激励性。在这方面人工智能快速收集信息、计算统计、归纳分析的能力能够发挥独到作用。

1. 大范围的及时反馈与调节教学

学生登录、文本阅读、点击数量、学习路径、作业完成等被人工智能收集记录为云端数据,向教师及时反馈,使教师对全班学生的学习情况有充分的了解。例如小学数学"确定位置"一课中,教师在持续反馈中捕捉学生问题,针对学生问题开展教学。例如通过反馈发现学生对"以南北为基准确定方向"知识点掌握得不够好,随即组织同桌互练,针对性解决问题,提高教学效率。

2. 个性化学习与评价

在传统课堂里教师精力有限,学生的课堂作业往往得不到及时的批改与评价,影响了教学效率。教师现在可以利用"神笔作文批改"智能软件,模拟作文教师,及时发现学生课堂作文在字词运用、语法等方面的问题,并及时评价。当然目前的AI作文评判系统还有待完善,它们能评判语法错误,但对中文修辞分析正确率不高。学生也可利用AI自主出题自主练习。教师可通过人工智能软件、智学网答题统计等,使课堂讲评更为精准,针对错题推送同类题再练,个性化辅导到个人。

(五)为困难学生提供帮助

在融合班的集体教学中,以往即使采用个性化教学,仍然会有部分学生学习困难,运用人工智能可以为部分困难学生、残疾学生提供个性化帮助。

1. 提供针对性学习内容、方法

人工智能为学生提供针对性、个性化学习内容。例如AI算法实时分析学生阅读数据、阅读速度、抓住关键词语等,自动推荐适合的阅读任务与活动;运用数据驱动方法,为学习者提供个性化的提示、为学生答疑等;运用阅读思维导图生成器等指导学生学习,等等。AI技术还可提供一系列标准的行为模式(如语言、动作、书写或操作行为),困难学生通过对所提供资料的观察、感知,形成正确的视觉表象,再与动觉表象结合,通过模仿和练习来学习技能。

2. 代替教师辅导

在班集体教学中教师可引进人工智能虚拟教师、助手协助辅导学生。例如扬州育才实验学校的英语教学引进AI教师Miss Right开展人机对话互动教学,实时纠正每个学生的发音、语法等错误。教师也可制作一个虚拟助学伙伴,与个别学习困难学生对话交流,纠正错误。

3. 提供学习支架

克雷木(Kleimau)曾运用电脑辅助让原本活动过多、难以安坐的学生做算术运算,发现促进了学生计算技能的形成。江苏省高邮市特教中心教师教学陆游的诗《示儿》时,让轻度智障学生先看人工智能展现的《示儿》视频,再读白话文;阅读障碍学生听录音选择诗句排序,用语音输入完成相关写话作业等。残障学生个体差异大,往往要针对个别需要采用适合的软件设备及教具学具,以有效地解决学生的沟通困难、语言训练、运动障碍、发展精细动作等方面问题。

目前市场上的人工智能软件产品主要基于感知智能、计算智能等技术,在因材施教的教学场景中实现人性化交互与自主行为迭代还不成熟,技术还有待集成创新,形成全场景综合应用。

三、人工智能在个性化教学中的科学合理运用

依赖逻辑推理和规则系统的人工智能,在处理动态模糊和非结构化问题及创造性要求等方面存在天然局限。不像其他领域的数字化是用于物与物的联系,教育是深化人与人的联系。教育不仅要提高学生的认知水平,更是灵魂的教育,需要心灵与心灵的交互,无心之机替代不了人师的作用。

(一)以人为本,发挥人的主体作用,促进教育目的实现

生成式人工智能在语言结构与逻辑连贯性上的表现看似精确且符合语法规则,但这种真实仅仅停留在语言符号表面,"既不符合发自内心的语义传递,也无法如人般认知与理解世界之真"。人工智能缺乏自觉自主、能动和创造等主体特性。

马克思认为,人的本质不是单个人所固有的抽象物。教育是人与人的互动,教育要促进人的发展特别是大脑的发展。师生是教育的主体,教学中既要发挥人工智能的作用,更要充分发挥人的相互作用。人工智能追求精准数据和效率优先往往会掩盖教育本来应有的灵动性和生成性。教师不应只是学生成长的引导者,还要在这个过程中引导技术应用方向,做人工智能价值规范的把关人。教师要对人工智能生成的知识进行筛选、赋值与意义编排,通过批判性解读和情境化运用,使学生能够认识到这些内容的局限性、潜在偏见以及与真实世界的关系。让学生了解技术不能替代人类主体性的存在,也不能替代对价值、目的与向善的追求。我们要保留教学的人性化空间,确保人工智能服务于教育目的,既要促进显性知识的流动,也要促进价值观、情感态度、学术思维、经验直觉和情境智慧等隐性知识的传递。

在研究与实践中我们发现,在人工智能技术运用中,存在教师"只见数字不见人、只关注结果不关注过程"的现象,只是根据技术手段对学生部分作业进行反馈,就简单化地对学生进行分层教学。另外也存在学生自主学习的意识与能力不足,自主思考和深入学习不够,单纯依赖人工智能手段提供结果、答案等现象,客观形成机器注入式教学。教育的核心任务依然是引导学生正确处理人与技术、社会的关系,促进其思维发展,培养其创新精神,提高其解决问题的能力。教育要促进学生发展特别是大脑的发展,要理性看待人工智能的特性。人工智能不可能替代每个人通过学习产生的脑神经元的链接,相反人工智能需要顺应人脑自然发展的规律。人工智能也不会在学生大脑里直接形成价值观和精神品质,因此要发挥它的服务功能,防止人机关系异化现象,以及教育过度依赖技术手段。

教育要促进学生的发展,需要师生、生生的互动交流,由于学生学习的背景、途径不尽相同,以及学习水平、特点、爱好不同,教学要充分利用学生的差异资源,使学习更加丰富生动。同时还要发挥好教师自身的优势,如独到的见解、批判性思维与共情能力等,从而保证教学效果,实现教育目的。

(二)恰当选择智能软件、智能体,构建以人为本的人机共生教育生态

现在可选用的人工智能软件、智能体琳琅满目、良莠不齐,需要恰当选择,为我所用。学校应根据自身的基础条件和最低成本原则选择人工智能技术设备。选择时一定要充分用其所长避其所短,既关注如表现力、反复重现力、接受范围、学生参与性、受控性等技术特性,也关注其教学特性,如引发动机、建立表象、形成概念、培养操作技能、启迪智慧、发展智力等。技术要靠教师的熟练运用才能发挥其作用,否则会适得其反。教师要积极学习、掌握更多的人工智能技术。学校可开设人工智能技术课程,突出计算思维,并分年级、分层次开展人工智能教育实践,结合虚拟技术创设人工智能环境等,以更好地发挥现代教育技术的作用。

人工智能类人脑的特点,使之超越了教育技术工具的范畴而参与到教育教学活动中,但它又不具备教育主体的本质特征。因此,要将人工智能作为教育教学的一个要素,构建以人为本的共生教育生态。这一生态不仅由师生交往主体构成,还包括技术工具、算法逻辑、网络平台、数字教育资源信息等多元要素。