高校智能化教育生态系统的构建与平衡策略研究

余冬梅

（陕西理工大学 数学与计算机科学学院，陕西 汉中 723000)

在线教育是随着大规模在线开放课程在2012 年的英美国家诞生而逐步发展起来的，2013 年进入我国。2017 年我国国务院《新一代人工智能发展规划》中指出，要开发立体综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台，开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统[1]；2018 年我国教育部《教育信息化2.0 行动计划》中又明确，到2022 年基本实现“三全两高一平台”，努力构建“互联网+”条件下的人才培养新模式、发展基于互联网的教育服务新模式、探索信息时代教育治理新模式[2]。随着我国的“互联网+教育”得到迅速发展，在新冠疫情期间，在教育部“停课不停教，停课不停学”的总要求下，在线教学在我国高校呈井喷式增长，据统计，到2021年11月在线授课108 万名教师，在线学习35 亿人次，慕课数量和慕课学习人数均居世界第一，我国的慕课发展变化如表1和图1所示。

图1 我国慕课开课数量与学习人数变化趋势图

表1 2018—2021年慕课注册用户和选课人次（亿）

在互联网和人工智能技术不断发展的未来，教育与其高度融合只是时间问题，高等教育将会沿着传统无智能化-部分智能化-高度智能化-完全智能化[3]的路径不断演进，当前处于部分智能化阶段，还属于打破传统无智能化的旧生态平衡的初期，因此，出现的矛盾问题较多。

1 问题提出

1.1 教师和学生基于教学平台的信息技术素养不足

初期，线上/混合式教学模式被少部分教师应用到教学中时，大多数学生感到新鲜，出于猎奇心理而接受，但随着越来越多的教师和课程应用线上教学模式，学生们内心的新鲜感逐渐消磨，开始产生应付和抵触情绪，究其原因，主要有：

1) 有些教师采用线上/混合式教学模式，只是将原来线下进行的教学环节机械地搬到了线上，并没有充分利用教学平台功能支持教学,反而占用了学生的上网时间和流量。

2) 当大量的课程采用线上/混合式教学时，教师使用的线上教学平台种类繁多，学生每换一种平台就需要把一定的精力花到线上工具的摸索上，影响了实际线上学习精力。

1.2 线上教学平台的智能化水平普遍不足，对教与学的支持不够

1) 不能很好地帮助教师了解学生的学习效果，也不能帮助学生了解自己对知识和能力的掌握水平，无法测算教学目标的达成度。

2) 在对学生学习过程考核方面，教学平台上鲜有对学生答案相似度评判的功能，导致评价真实性不足，为了考核公正性仍需要教师人工识别，此工作量大且不具有成效感。

1.3 不能满足个性化学习需求

当前的线上/混合式教学中所采用的学习资源推送模式，是教师根据教学设计提前将学习资源放到学习平台上，学生在学习过程中需要在教师指定的资源范围内进行自行分辨筛选，需要自我完成学习路径、知识的二次组装和构建。而教学设计是教师在默认学生已经掌握前驱知识、具备前驱能力的条件下，根据自身的教学经验和学习经历，揣摩学生在学习相关内容时的知识需求、学习路径需求后完成的，只能设计出符合部分学生学习需求的方案，而非符合所有学生的需求。因此，当前的线上教学抑或混合式教学模式无法真正做到个性化教学，而个性化学习需求也不能满足。

1.4 线上教学资源建设存在不足

虽然在国家乃至各省教育主管部门的大力倡导和资金支持下，各个高校的积极参与下，建设了很多线上慕课资源，并对全国高校教师和学生开放，但资源的水平参差不齐，内容量有多有少，而且由于各高校的办学层次和定位不同，已建成的资源不一定适合所有高校。

1.5 线上课程思政的育人效果不佳

线上教学会导致教师与学生之间的互动变少，学生学的模式变成“人-机器-人”，面对冰冷的电脑或移动设备，缺少“面对面”教学模式的亲近感，完全线上教学模式下的课程思政几乎流于形式。

2 智能化教育生态系统的理论模型建构

本文分析当下高校人工智能+教育的发展现状，可以看出教育生态系统俨然已经出现了不平衡现象，结合生态学理论，构建以在线教育为基础的高校教育生态系统的理论和模型，借鉴和遵循生态学原理，促使基于互联网+人工智能的高校教育生态系统尽快走向新的平衡，具有很强的现实意义。

2.1 概念界定

1) 生态系统(Ecosystem)的概念

生态系统是指在一个特定环境内，相互作用的所有生物和此环境的统称。此特定环境里的非生物因子与其间的生物之间具有交互作用，不断地进行物质的交换和能量的传递，并借由物质流和能量流的连接，而形成一个整体[4]。简言之，生态系统是由生物群落及其生存环境共同组成的动态平衡系统[5]。又可分为自然生态系统和人工生态系统[4]。

生态系统的构成因子有：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者[6]。非生物的物质和能量是其他三类因子赖以生存的基础平台，借助该平台按照生产者→消费者→分解者→生产者的循环往复，进行物质交换和能量传递，形成完整的生态系统。

2) 教育生态系统的定义

生态系统理论下的教育系统应属于人工生态系统，其中各组成因子在各自主导行为的链接中产生循环关系并获得各自所需，各方之间通过一定的能量流动取得预期目标，最终达到动态平衡状态，此为教育生态系统。

根据生态系统理论，当新的能量流进入生态圈中，自然会导致旧生态的不平衡，生态系统的各个因子为了达到新的平衡需要进行新一轮适应性训练，可以是主动训练或者被动训练，而教育生态系统中的因子往往是属于前者，否则终将被淘汰。

3) 智能化高等教育生态系统的概念

美国国家高等教育技术计划之《重塑技术在教育中的作用：2017年国家教育技术计划更新》(Reimagining the Role of Technology in Education: 2017 National Education Technology Plan Update) 中阐述了在教育技术的支持下，按照“学习(Learning) 、教学(Teaching) 、评估(Assessment) 、领导(Leadership) 和基础设施与平台系统(Infrastructure) ”五个方面定义了高等教育生态系统[7]，以确保所有学生都能公平获得由技术实现的高质量教学为目标。

2.2 智能化高等教育生态系统模型构建

1) 模型的构成要素（因子）

从生态学的角度，智能化的高等教育生态系统中的构成因子有教育者、学习者和其利益相关者、管理者、智能教育技术支持者、基于人工智能的软硬件集成平台等五项。

教育者通常是指教师和教学辅助人员等，完成对知识、技能的总结、展示、讲解、传授以及相关的自主设计与管理，如教学设计等。学习者和其利益相关者通常是指学生及其家长或监护/资助学生学习并关注其学习过程和结果的人，完

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