第一论文网免费提供小学数学论文范文,小学数学论文格式模板下载

构建小学数学"Al+ 教师”双师协同教学课堂的研究

  • 投稿
  • 更新时间2022-07-22
  • 阅读量0次
  • 评分0

摘    要:人工智能在教育领域的广泛应用正助推我国教育改革发展,“AI+教师”联袂执教是有别于传统课堂的新型课堂模式,在传统课堂要素基础上,AI智能教师以教师助手的身份进入并构建着双师协同教学课堂。如何构建和谐完善的双师协同教学课堂,是AI教师进入课堂要探索的主要问题。本文以小学数学课堂为例,从AI教师进入课堂的价值诉求,AI教师进入课堂的现实困境以及实施路径展开对AI教师进入课堂的探究。


关键词: Al教师; 协同教学;小学数学课堂;


目前,信息技术的高速发展使人工智能渗透到各行各业,加速了教学改革进程,目前“AI+教育”已成为新的教育形式。有研究表明,“AI+教育”目前有多种角色,包括承担“教师助理”工作,如帮助学生批改作业的“AI代理”及“AI助手”,像在线作业批改网、Lang8网站,以及流利说、作业帮等APP以及作为课堂实施者和教师军师的“AI导师”“AI学伴”人工智能机器人,如北极星“AI助教”、RUBI儿童社交机器人。


国内外研究者针对AI教师走进课堂已有了一定的研究成果。“AI+教师”协同教学主要是指人和机器共同“教”学生知识,但仍然由人类教师主教,机器处于辅教地位[1]。人工智能的智能性、先进性,以及前瞻性能加快数学教学改革进程,完善数学教学体系。本文对AI助教的应用进行研究,讨论AI教师与人类教师在同一课堂如何做到分工教学,从而创建协同教学的教学模式,构建一个分工明确、各司其职的双师协同教学课堂。


1 AI教师进入小学数学课堂的价值诉求

协同教学是指至少两位教师或相关教学助理人员建立专业的关系,形成教学团队,采用分工合作的方式一起策划并完成某个单元、某一领域或主题教学活动的一种教学形式[2]。“AI+教师”协同教学是指在教学过程中AI教师和人类教师协同教学,利用各自的优势各司其职又相互协作,以达到高效教学的目的。在大数据时代,信息技术快速发展的时代背景下,人工智能走进教室进行实际教学,对实施个性化、素质化的教育,培养全面发展的社会主义建设者和接班人有实际帮助,对当下的小学数学教学有重要意义。


1.1 根本价值诉求:促进学生全面发展

传统的小学数学课堂,注重对学生数学知识的培养,目前在核心素养培养的理念指导下,数学教材中增加了数学文化的相关知识。例如,在人教版的数学教材中“你知道吗?”版块增加了数学史的内容,但是许多小学数学教师,往往会忽视这一方面的知识讲解,然而在“AI+教师”协同教学模式中,在相关知识点学习时,AI教师则依据程序中相关知识点,随时讲出相应的故事引起学生兴趣,对学生进行知识上的补充。例如,在二年级进行简单加减混合运算的计算题中在涉及孔融让梨素材时,AI教师就可以及时、完整地给小朋友讲孔融让梨的故事。


另一方面,由于AI教师不具有共情性,此时人类教师则可以声情并茂地将相关历史、相关的数学家的故事、相关精神讲解给学生,从而通过人机相辅相成促进学生全面发展。


1.2 拓展价值诉求:提高学生数学兴趣

传统的数学课堂当中,小学数学教师通常以教材、教辅书为主要工具来展开教学,“互联网+”的背景下多媒体进入教育领域,相比之前教材中单一文字,增加了视频、音频、动画等丰富、有效教学工具。AI教师作为信息时代的产物,它的功能似于多媒体又高于多媒体,这就意味着它能使教学内容更加丰富。在信息技术支持下,AI教师可以制造一个仿真的教学情境,在该情境下对学生教学一方面丰富了教学内容,另一方面也提高了学生的学习兴趣。


1.3 核心价值诉求:发展学生数学素养

小学数学培养学生的数学逻辑、数学思维及数学创造力,在传统的数学课堂中,数学教师注重数学知识的传授而忽略了思维和创造力的培养,但是目前已不再把掌握知识程度当作衡量人才培养的唯一标准,而是注重学生解决问题能力培养、创造力的提升、社会交互能力塑造以及对学生心理健康进行正确引导等,这些都逐渐成为了互联网时代下评价教师工作的重要方面[3]。


大数据时代信息高产,人的身体局限使人类教师获取信息的速度落后于信息产生的速度,但是AI教师的产生则可以弥补人类教师劣势。目前,传统的逐本灌输的教学方式和刷题战略虽然不符合素质教育要求,却又无法被取消,这两种方式都是由于教师习惯于从学生做题的对错来判断学生对该知识的掌握程度。但是借助AI教师,人类教师可以即时判断学生对课堂知识情况的掌握,根据结果数据抓差补缺,及时制定合适的教学方案,安排学习进度。


掌握基本的数学知识只是基本要求,让学生具备数学意识和数学能力才是数学课堂要达到的最终目标。AI教师提供了高效的学习方式,人类教师充分发挥有别于机器的同情心和共情性,双师各司其职,构和谐双师课堂。


2 AI教师进入小学数学课堂协同教学应用困境

2.1 教师态度呈两极化

人工智能机器人作为信息时代的新产物,部分教师由于感到陌生而呈现出抗拒态度,这些老师认为教学是师生相互接触了解的过程,真正的教学离不开教师对学生进行知识的指导[2],生活情感的关心以及心灵上的沟通,因此产生排斥心理。与之形成鲜明对比的是出生于信息时代,熟悉人工智能的年轻教师,能积极接受人工智能的便利,但是大多数无法把握使用人工智能机器人教师的度,出现过分依赖的情况,使课堂教学失去本质上的教育性和引导性[4]。


2.2 教师自我角色定位模糊

教师态度两极分化最终导致教师自我角色定位不清晰,其根本原因有两方面:一是教师对人工智能以及AI教师缺乏系统的、全面的学习和了解,只看到了它的便捷性和信息性,而忽视了它作为一台机器的机械性,它无法与学生产生情感共鸣,无法进行心灵沟通;另一方面是部分教师忽视了人在教育教学活动中的不可替代性,从而导致教师的自我角色定位模糊。


部分教师过分依赖人工智能,使“双师课堂”AI教师与人类教师的身份本末倒置,课堂上AI教师成为主讲教师,而人类教师则是一个辅助作用,更甚者出现人类教师成为“甩手掌柜”,人到课堂一切交给AI教师,AI教师为主要领导者而人类教师成为辅助者的现象。


2.3 学生对AI教师的认识浅显

AI教师利用其强大的数据库,精准、快速地筛选出主要知识点,依据考试任务和学习目标制定出相应题目,在有限时间内达到最大学习效果。然而,学生也需要相应的智能设备来协助完成学习,但是小学阶段的学生不具备选择意识,思考问题也不成熟,大多数学生会形成依赖意识,丧失思考力。小学阶段对小学生数学能力的培养是以培养他们的数学意识和数学思维以及数学创新能力为主,AI教师的加入会使得对小学生数学能力的培养偏离原培养目标。


3 AI教师进入小学数学课堂协同教学的实施路径

3.1 教师提升意识,树立正确态度

AI教师对于推进教学改革有着重要作用,它作为课堂教学中的辅助者,具有智能性和鲜明的时代性,因此学校可进行相关培训,加强教师对AI教师的了解,学会合理应用AI教师而不是过份依赖。


与此同时,设计者在设计或者完善AI教师的作用和功能时,要有警惕意识,始终要明白,机器是为了让人类生活更便利而被发明,是服务于人类的。AI教师有庞大的数据库支持,具有精准性,人类教师则具备机器所没有的独特的人类情感,具有共情特性,因此,AI教师可以敏锐地观察学生的情感变化,人类教师根据其反馈信息对学生进行因材施教。


例如经典例题“鸡兔同笼”问题,大多数教师在进行该例题讲解时都会略感吃力,因为对于小学生的逻辑思维都还不成熟,在理解上具有一定的难度,AI教师则可以根据小学生的知识经验来设计一套小学生易于理解的解题步骤,并依据他们的答题步骤进行数据统计分析,这样便可以使得大部分学生掌握该解题步骤。最后教师再针对小部分还是无法理解掌握的同学进行一对一辅导,让所有学生都能掌握解题步骤,做到所有学生全部掌握。在这样的教学模式下,双师各司其职,将自己优势发挥到最大,让学生更好学教师更好教。


3.2 明确双师任务,“双师”各司其职

让AI教师走进数学课堂,一方面是应时代需求,另一方面是为了提高教学质量,减缓教师教学压力,达到教师更好教,学生更好学的目的。AI与教师在协同教学过程中有各自的“生态位”和独特优势[5],其中,AI在大规模数据处理、运算速度、逻辑思维方面人类教师难以企及[6],而人类教师的共情能力以及沟通能力AI教师也无法拥有。二者应利用利用各自独有的优势,完成协作教学。


AI教师的加入使我们的教育则更加倾向于对学生的精细化、全面化、个性化的培养,因此在小学数学教学中,教师的职责不再是对学生进行的基础知识传授,而是需要更加注重于对她们数学核心素养的融合和培养。小学数学作为一门基础学科,我们要着重对学生数感,数学运算能力、数学符号意识、数据分析、数学逻辑思维、推理能力的培养[7]。


例如,该题目“把7千克糖平均分给8个小朋友,每个小朋友分得7千克的几分之几?分得几千克?也就是1千克的几分之几?”对该题的讲解,AI教师可以讲解该知识点:分数的意义和性质以及分数的占比,让学生理解该知识点并讲解透彻题目;人类教师则可以针对该题目中的分数的定义以及教材上的单位“1”,让学生深刻理解其定义,并且针对该知识点出类似的题目让学生独立完成,然后要求学生与同桌互相批改。这样一方面在AI教师逻辑思维缜密的讲解下能让学生熟练掌握知识点,另一方面,还可以使学生的推理,数理能力得到锻炼,同桌之间的互相批改也让学生有了合作意识。


3.3 协助学生深入了解AI教师

课堂是由学生和教师共同组成的,因此学生对AI教师充分了解是构建双师课堂的基础条件之一。因此,教师可以开设相关的主题班会,针对正确对待人工智能和AI教师以及AI教师在学习中扮演的角色向学生进行讲解,让学生明白AI教师只能是辅助工具而非依赖物。由于小学生还不具备成熟的自我管控能力,因此教师要对学生进行监督指导以养成正确对待AI教师的意识和态度。


4 总结

综上所述,在小学数学课堂中构建“AI+教师”双师协同课堂对于促进小学数学课堂教学改革具有实际意义,可行性但是也存在一定的困难,这种困难包括:


第一,教师和学生的态度及认识。教师对AI教师进入课堂都要树立正确意识,明确自己的态度,切忌排斥心理同时也不可过分依赖,始终要明确人类教师在课堂的主导地位,切不可让AI教师喧宾夺主,本末倒置。


第二,有必要对学生进行思想教导,使其对AI教师有一定的了解,让它真正帮助学生学习。只有妥善解决这些问题,构建“AI+教师”双师协同课堂才不会是仅限于纸上,而能真真切切地落实到课堂,促进小学数学课堂教学改革。


参考文献

[1] 张明.高中地理协同教学模式探究[J].基础教育研究,2013(17):53-54.

[2] 余胜泉.人工智能教师的未来角色[J].开放教育研究,2018,24(01):16-28.

[3] 李定仁,张广君.教学本质问题的比较研究[J].华东师范大学学报(教育科学版),1997(03):12-21.

[4] 肖禹,梁进龙.教学本质的存在现象学解读[J].陕西学前师范学院学报,2020,36(06):91-97.

[5] 余胜泉,王琦.“AI+教师”的协作路径发展分析[J].电化教育研究,2019,40(04):14-22+29.

[6] Frank L,Richard J M.Dancing with Robots:Human Skills for Computerized Work[R/OL].(2019-11-13)[2022-03-01].

[7]周琴,文欣月.智能化时代“Al+教师”协同教学的实践形态[J] .远程教育杂志,2020,38(02):37-45.