人工智能促进教育变革创新
通过云平台布置电子作业,利用数据分析课堂上学生学习行为,推进学校管理流程迈向数字化……前不久,2022国际人工智能与教育会议在线上举行,来自全球数十个国家的政府官员、专家学者、一线教师、企业代表等相聚“云端”,畅叙人工智能时代教育发展图景。
作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,人工智能催生了大批新产品、新技术、新业态和新模式,也为教育现代化带来更多可能性。习近平总书记强调,“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响,积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新”。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》,明确利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革;教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》,并先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作;中央网信办等八部门联合认定一批国家智能社会治理实验基地,包括19个教育领域特色基地,研究智能时代各种教育场景下智能治理机制;科技部等六部门联合印发通知,将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景,探索形成可复制、可推广经验……“人工智能+教育”不断碰撞出新的火花,为教育变革创新注入强劲动能。
“人工智能+教育”,应用就在身边。音乐课上,虚拟数字人“元老师”跨越时空限制,带领多所学校学生同唱一首歌;体育课上,学生开始跳绳项目测试,智能终端上实时显示心率变化、跳绳次数、平均速度等数据。技术改变课堂,潜力无限。比如,借助虚拟现实技术,学生能够模拟穿上太空服行走在宇宙,感受浩瀚星河的魅力;通过增强现实技术体验川剧变脸,平面的课本知识变得可感可知。现实中,越来越多的学校已经开设或准备筹备人工智能教育教学活动。
“人工智能+教育”,变革教育生态。教、练、考、评、管各环节均有人工智能辅助,让教师教得更好;虚实融合多场景教学、协同育人,让学生学得更好;海量线上数据和逐渐强大的算力,让学校管理更加精准。此外,在人工智能支撑下,优质数字教育资源跨越山海,推动教育更加公平、开放。在西藏墨脱县,得益于多媒体器材配备到雅鲁藏布大峡谷深处、“智慧课堂”全覆盖,门巴族孩子小学入学率实现100%。
我国发展“人工智能+教育”具备良好基础和独特优势。比如,语音识别、视觉识别等技术世界领先;国家智慧教育平台汇集了海量的数据资源,2.91亿在校学生和1844.37万专任教师展现出丰富的应用需求;教育领域数字化基础条件全面提档升级,全国中小学(含教学点)互联网接入率达到100%,99.5%的学校拥有多媒体教室,学校配备的师生终端数量超过2800万台。也应看到,人工智能技术在教育领域的应用仍处于起步阶段。“数字鸿沟”可能将部分学生排除在智能教育之外,数据收集、使用、分析等环节存在安全隐患,相关公共政策制定较为滞后……以人工智能赋能教育现代化,这些都是需要回答好的课题。
着眼未来,应携手打造高质量、有温度的人工智能教育生态。人机协作如何更聪明,人机对话如何更友好,是“人工智能+教育”的长期课题。一方面,技术应服务育人,在让其“授业”“解惑”的同时,必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面,人也要理解、善用技术,努力提升信息应用能力,让人工智能更好辅助教学。教育是动态的、发展的,理性思考人与技术的关系,把握教育规律、用好技术手段、凝聚各方力量,进一步推动人工智能与教育深度融合、创新发展,才能更好赋能教育现代化,培养顺应时代发展要求的创新人才。(吴丹)
人工智能时代教师教育创新发展路径与趋势研究
人工智能新技术、新工具和新理念深度融合于教师教育,为教师教育创新发展提供支撑,推动了教师教育模式丰富化、教育环境智能化、教育资源多样化、教育师资多元化以及教育测评精准化。从外部来看,科学、稳定和统一的教育政策能为教师教育良性发展提供支持,良好的教师教育环境则是教师教育发展的基础;加强教师教育内涵与外延建设,在提升教师研修质量的同时,加强技术支持的教师研修的研究[7];打造教师教育创新团队和品牌,为教师教育发展提供自下而上的牵引力,从而引领教师教育发展;以职前职后一体化的理念创新教师教育模式、课程、环境、资源、师资和评价,依托师范专业认证,加快构建新时代教师教育体系,并持续创新教师教育,从而最终实现建设高素质专业化创新型教师队伍,培养卓越师范生和专家型教师,助力教育现代化建设。
三、人工智能时代教师教育发展趋势
应用人工智能助推教师队伍建设,将智能技术与教师教育诸要素深度融合,推动教师教育发展。未来人工智能技术与教师教育深度融合,必将深度创新教师教育变革与转型,形成一种全新的教师教育生态。
(一)教师教育模式丰富化,校企协同走向深度化
人工智能时代教师教育面临转型与变革,主要体现在三个方面:第一,教师需求正从数量到结构和质量的变化;第二,教师的学习要求从学历达标到素质提升的转变;第三,教师素质从单一技能向研究型、专家型的转变。在此背景下,以终身学习、泛在学习理念和智能移动技术为支撑的教师职后教研模式,如远程同步课堂、手机课堂直播、网络名师工作室、技术支持的教师工作坊等,正逐步推动教师职后研修走向数据化和深度化。在师范生培养方面,面对职前教师实践技能不足的问题,融合高校(University)、政府部门(Government)、中小学(School)的U-G-S模式在师范生培养中得到应用[8]。在产教融合背景下,以智能技术为支撑的教师教育产业学院育人模式逐步走入教育者的视野,依托产业学院建设,加强校企协同创新人才培养,提高实践教学质量,提升师范生职业技能和素养,而这一模式正成为解决当前师范生实践技能薄弱的新途径,在高校中获得关注。
(二)教师教育环境智能化,全面支持教师专业发展
(三)教师教育资源多样化,个性化深度学习成常态
教育中,智能技术与工具催生大量优质教育资源,有力支持资源共建共享,扩大了优质教育资源覆盖范围。学习者无须复杂的设备,使用智能移动终端即可获取智能APP工具,支持自主与合作学习;应用开放、共享的生态理念,推动市场参与教师教育资源建设,将行业、企业、政府部门纳入资源建设队伍,拓展资源供给渠道,丰富资源数量。在此基础上,借助学习分析技术、智能导师系统通过对学习进行诊断,推荐针对性的学习路径与资源,实现高度个性化的学习。例如,针对在线学习中学习者学习迷航这一问题,AI智能教师扮演个性化问题解决的智能导师,应用知识表征和知识图谱技术,为学习者推荐个性化的学习路径和符合认知特点的学习资源[12];再比如,通过为师范生/教师进行精准画像,推荐符合其学习特点和需求的学习资源;借助大数据优势,建立一体化的学习资源库,支持职前职后一体化学习[13]。
(四)教师教育师资多元化,人机协同教学成标配
人工智能技术有助于解决教师教育师资短缺的问题,为教师职业发展提供新平台与工具。借助智能化的工具,可打破学科、专业、行业界限,将行业、企业领域优秀人才引入教师教育领域,专业人员通过远程或“虚拟”的方式走入课堂,引领教师专业成长。另一方面,余胜泉等人提出未来将是人工智能与人类教师共同协作的时代[14],目前在国际上已有研究者进行了探索,例如:Rubio应用智能导师系统以支持学生协作学习[15],Walkington开发了智能机器人系统,以辅助学生开展个性化的学习[16]。在人机协同育人过程中,人工智能机器可扮演出题和批阅的助教、学习过程数据的采集师与分析师、智能学习伙伴、教育决策助手[17],而教师则扮演学习中的导演、教练、设计师的角色,对学习进行决策、指导、设计,承担需要运用人类智慧才能胜任的工作。通过人机优势互补,共同推动教师专业成长。
(五)教师教育测评精准化,助力职前职后紧密衔接
教师职前培养与职后培训相分离是教师教育中亟待解决的问题之一[18]。所谓职前职后一体化,就是解决好职前职后教育的衔接问题。依托智能技术开展教师教育精准测评,有助于推动教师教育职前职后一体化发展。一方面,建立具有连贯性和一致性的职前职后一体化机制,搭建基于云计算和大数据的教师教育云档案系统,将师范生学习特点、课程、成绩、实践项目、学习成果等数据存储于云端,依托大数据实现精准测评,找到知识和技能的薄弱点,制定具有针对性的职后培训方案,实现职前职后无缝紧密衔接。另一方面,在职后发展阶段,建立持续获取和分析教师学习数据机制,搭建职后培训学习平台,不断完善和丰富职后学习数据,通过大数据分析对教师进行画像,从而精准支撑教师职后培训。基于上述方法打造一条贯通职前职后的教师专业发展之路,推动职前职后一体化,助力教师专业化成长。
四、人工智能时代教师教育创新发展建议
(一)树立教师教育生态意识,建立智能教师教育发展愿景
教师教育是一个复杂的系统。从阶段来看,既涉及职前阶段又涵盖职后阶段,并且二者有机结合构成一个统一整体;从参与对象来看,包括教育部门、大学及科研院所、中小学、企业;从范围来看,涉及区域内的合作、区域外的协同以及区域内外的协同;从研究的角度来看,涉及教师教育理论、实践与技术。因此,推动智能时代的教师教育创新发展,首要的是建立教师教育生态意识,用开放、融合、跨界、数据化的“互联网”思维重新审视各要素的内涵及关系,运用平台思维推动教师教育顶层设计,应用跨界思维实现多方力量的高度协同,以数据思维为教师教育提供精准支持、融合用户思维真正实现以“学生为中心”“素养为基、能力为本”的教学与培训,以此建立智能教师教育发展愿景与行动。
(二)从学校、课程与课堂发力,推进人工智能真正走进教师教育
本研究认为,实现人工智能走入教师教育包括三个维度:人工智能教育进学校、进课程和进课堂。从学校层面来看,建设智能化的校园、学习平台,为智慧学习提供环境支撑,这是人工智能融入教师教育的基础。从课程层面来看,祝智庭提出智能教育包括智能技术支持的教育、学习智能技术的教育和促进智能发展的教育[19],人工智能时代的教师教育涵盖上述三个方面。因此,在教师教育课程中将人工智能本身作为学习内容,帮助教师掌握人工智能的内涵、特点和趋势,以此推动人工智能教育融入课程。从课堂层面来看,应用智能技术支撑教学将是未来需要重点关注的方向,这是人工智能教育真正的主战场。
(三)提升教师创新设计思维,助力教师适应智能时代角色转型与变革
人工智能时代,教师角色正面临转型与变革。美国《教师标准》提出“设计者(Designer)”将是未来教师的重要角色[20]。《2019年地平线报告》(高等教育版)认为教师教育正逐渐从技术应用的取向转变为设计思维方法取向,助力教师成为更具创新力的教学设计师[21]。新时代,教师不仅需要技术整合应用的信息化教学能力,更亟须一种指向为教学变革而设计(DesigningforPedagogicalChange)的创新设计思维。对此,在职前培养和职后培训中,要以智能学习环境为支撑,创新课程内容,将设计思维的理念、方法融入其中,帮助教师掌握创造性设计教学的使能手段,以此培养面向智能时代的创新型人才和创新型教师。
五、小结
人工智能时代,新技术、新工具和新理念为破解教师教育发展困境提供了支撑,必将推动教师教育模式、环境、资源、师资以及评价的深度变革,但需要反思的是,实践中不能陷入“技术中心”的境地而盲目应用智能技术。需要指出的是,人工智能教育应用的核心是设计,把适合机器的事情交给机器做,把适合人做的事情让人去做,把人机结合起来做得更好的事让人机一起做,以创新设计的理念引领技术工具高效应用,真正实现人工智能为教育赋能的价值。
[2]赵春,卢蓓蓉,秦虎,等.数字化时代的教师教育:以“下一代互联网教师教育创新支持系统应用示范”项目为例[J].远程教育杂志,2011,29(6):10-17.
[3][9]杜玉霞.基于“互联网+”的中小学教师信息化教学能力提升研究[J].中国电化教育,2017(8):86-92.
[4][13]肖瑶,张学斌.教师教育一体化课程资源及其建设[J].教育研究,2015(8):112-115.
[5][18]杨桂青.教育从不单纯根据技术需求来变革:访华东师范大学终身教授祝智庭[N].中国教育报,2018-05-31(8).
[6]DARLING-HAMMONDL.Constructing21st-CenturyTeacherEducation[J].JournalofTeacherEducation(S0022-4871),2006,57(3):300-314.
[7]HATTONN,SMITHD.ReflectioninTeacherEducation:TowardsDefinitionandImplementation[J].Teaching&TeacherEducation(S0742-051X),1995,11(1):33-49.
[8]李广.教师教育协同创新机制研究:东北师范大学“U-G-S”教师教育模式新发展[J].教育研究,2017(4):146-151.
[10]景玉慧,沈书生.智慧学习空间的建设路径[J].电化教育研究,2018(2):23-27+40.
[11]KORTHAGENF,LOUGHRANJ,RUSSELLT.DevelopingFunda-mentalPrinciplesforTeacherEducationProgramsandPractices[J].Teaching&TeacherEducation(S0742-051X),2006,22(8):1020-1041.
[12]吕恺悦,孙众.“人工智能+教师教育”的现状、动态与问题[J].现代教育技术,2019(11):114-120.
[14]余胜泉.人工智能教师的未来角色[J].开放教育研究,2018(1):16-28.
[15]RUBIO-FERNNDEZA,MUOZ-MERINOPJ,KLOOSCD.AnalyzingtheGroupFormationProcessinIntelligentTutoringSystems[C].InternationalConferenceonIntelligentTutoringSystems,Berlin:Springer,2019(6).
[17]胡小勇,曹宇星.面向“互联网+”的教研模式与发展路径研究[J].中国电化教育,2019(6):80-85.
[19]祝智庭,彭红超,雷云鹤.智能教育:智慧教育的实践路径[J].开放教育研究,2018(4):13-24+42.
[21]ALEXANDERB,ASHFORD-ROWEK,BARAJAS-MURPHYN,etal.HorizonReport2019HigherEducationEdition[EB/OL].(2019-04-25)[2019-09-20].https://library.educause.edu/-/media/files/library/2019/4/2019horizonreport.pdf?la=en&hash=C8E8D444AF372E705FA1BF9D4FF0DD4CC6F0FDD1.
朱龙(1988—),男,汉族,湖北黄冈人,博士,讲师,主要研究方向为信息化教学创新、教师教育信息化。返回搜狐,查看更多