AI 教学新探索：实验教学体系下智慧课程教学新范式？

实验教学作为教育体系中的重要组成部分，为学生提供了实践操作、探索发现的空间，而 AI 技术的引入则为实验教学带来了新的机遇与挑战，催生了智慧课程教学的新范式。以往传统的在线课程模式，往往存在互动性不足、个性化学习体验欠缺等问题，而智慧课程的出现，为在线课程带来了新的突破，有望成为在线教育发展的下一个里程碑。

 

一、什么是智慧课程？

 

1、建设背景

在2024年全国高教处长会议上，高等教育司负责人介绍，将探索推动大模型在高等教育领域垂直应用，研制“人工智能+高等教育”发展报告，建设“五个一批”，即建设一批未来学习中心、选树一批人工智能赋能高等教育典型案例、共建一批产学合作人工智能教育创新实验室、遴选一批虚拟教研室、打造一批智慧课程。同时，还要建设好“五大平台”，即高等教育智慧“驾驶舱”、国家高等教育智慧教育平台°、大学生实习信息平台、教材监测平台、高等教育大数据平台，探索“人工智能+”高等教育研究和实践，推动人才培养全链条、全方位创新，赋能高等教育高质量发展。最后，还要发挥好我国在高等教育数字化方面的经验和优势，持续推动慕课出海，建好世界慕课与在线教育联盟，为世界高等教育发展贡献力量。

教育部高等教育司司长2024年10月发言指出，要构建人工智能赋能教育新场景，将各领域人工智能最新发展和应用融入专业课教学，支持建设集知识服务、个性学习、教学支持于一体的未来学习中心，开展“智能+教育”改革试点，打造一批智慧课程、“人工智能+X“课程群，选树一批人工智能赋能高等教育典型案例，提升师生人工智能素养，构建虚实融合、“师/生/机“三元交互的教学新范式。

 

2、概念界定

智慧课程：是指秉承“以学生为中心”的教育理念，融合生成式人工智能前沿信息技术，结合丰富的教学资源、现代化的教学工具和互动式的教学环境，实施混合式教学，并持续进行教学方法和内容创新性优化的课程。

生成式人工智能：生成式人工智能是新一代人工智能技术，它是指具有文本、图片、音频、视频等多模态内容生成能力的模型及相关技术。它可以从现有数据模式中学习，自动生成全新的、与原始数据相似但又不完全相同的内容，通常涉及大语言模型的使用。

大语言模型：大语言模型是生成式人工智能技术的内核，它是在大量文本数据基础上训练出来的高级人工智能模型，能够理解和模拟人类的语言表达和交流方式。它不仅能持续生成文本，还能开展多轮对话，形成跨语言能力，并基于推理回答问题，展现出接近人类水平的理解、创作和交互能力。

多模态大模型：多模态大模型是一种能够理解和处理多种数据类型的机器学习模型，数据类型即模态，包括文本、图片、音频、视频等。多模态大模型可以融合多种不同模态的信息，执行更复杂和智能的任务，如视觉问答、图文生成、语音识别与合成等。

智慧教学平台：智慧教学平台是指运用生成式人工智能等前沿信息技术，整合优质教学资源、先进教学工具和互动教学环境，支持开展混合式教学模式的应用系统。该平台旨在覆盖高等教育师生，全面提升AI教学能力，是一种创新的、面向未来的教学支持系统。

 

3、智慧课程的特征

①坚持以学生为中心的理念。人工智能融入教育教学，不是替代教师，而是提升效率、辅助教师。在教师和人工智能的角色定位上，始终以教师为中心。在教师、学生与人工智能的关系上，始终以学生为中心。最终意味着将学生置于教学活动的核心位置，注重满足学生的个性化需求、发展潜力和学习动机。

②深度融入生成式人工智能。在线教学平台、智能助教、智能学伴、智能评价、智能管理等成为必备。同时智慧课程建设是一种生成的过程，教师应关注学生的学习特征和学习生成性，需要在课程教学活动中引导学生共同创造、构建课程意义，体现动态性、生成性和创造性。

③混合式教学设计。混合式学习是整合了线上参与式主动学习和线下参与式主动学习以产生整体性学习（情感）体验的一种教学方式，这种模式融合了线上线下、同步异步、虚实结合的多元教学活动，具有参与性、灵活性、互动性、个性化、自主性、激励性等特征，学生能部分控制学习的时间、地点、进度和路径。

④“师-生-机”共同体。常见的“师-生”交互、“生-生”交互、“生-内容”交互之外，需要增加“生-机”交互，最终构建“师-生-机”共同体。

 

4、智慧课程的核心要素

①知识图谱和能力图谱
 

②个性化的学习路径
 

③混合式的课堂

 

④智慧教育平台的应用
 

 

⑤虚拟仿真实验
 

⑥情景化教学
 

 

⑦教学资源的数字化与智能化
 

 

⑧教学评价的个性化和智能化
 

5、智慧课程与在线课程的区别

智慧课程可以看作是在线开放课程的升级版，二者在教和学的体验上有明显的区别：
 

 

二、智慧课程建设路径

 

1、建设路径

智慧课程建设流程大致可以划分为：资源准备→知识图谱构建→教学资源匹配→AI助教设置→教学数据分析→课程迭代更新。

其中，知识图谱是智慧课程中的重要一环，它包括以下几个步骤：

●知识点梳理：梳理本门课程知识点，构建“章-节-知识点”结构的课程知识树；

●资源准备：准备相关资源，包括但不限于：视频微课、题库、电子教材等；

●知识点关系连接：可由AI进行知识点关系设置、老师审核，也可由老师手动进行知识点关系设置；

●资源挂载：人工挂载资源，也可以由AI挂载后人工审核，优化关联资源内容；

●图谱上线

 

2、迭代优化

①同一学科不同课程的边界在哪里？

从学科整体出发，先确认该学科应该具备的知识和能力，然后再构建整个学科的知识图谱，而不是从单一课程开始建设。

②AI传达的概念学生是否理解？

AI自动生成的知识树往往会存在一定的偏差，如果把AI当成学生，并假设传递给学生的知识是A，那么学生接收或接受的可能是A1或A2，甚至可能是B。

③学生为什么不按照设计好的路径学习？

学生基础不同，知识点进入学生大脑的途径也就不同，因此一对一的个性化教学不应该只停留在口号上，而是要将“以教为中心”的理念转变为“以学为中心”。

 

怎样实现个性化教学？

知识图谱应该可以动态调整；知识地图应该能为不同学生提供相应的学习路径；AI助教应该能够根据学情精准推送资源、自动设计练习环节。

 

“人工智能时代，技术将取代老师成为知识的传播者；学生可以按照自己的时间和节奏学习；学校教育中学科学习不再是唯一目的，还应包括友谊、共同冒险、相互支持、建立人与人之间的良好关系；师生关系应该是信任和友谊，老师知道学生已知和未知，并能提供帮助。”

——《教育新语》

改革不易，但为时代所需。

智慧课程通过融合人工智能、大数据分析、云计算等技术，为学生提供了个性化、互动性强、高效的学习体验。它不仅提升了学习效果，增强了学习体验，还提高了教育公平性。随着技术的不断进步和创新，智慧课程将在未来在线教育领域发挥更加重要的作用，引领在线教育迈向新的发展阶段。