抓住人工智能助推教师发展的新契机
作者：北京教科院课程中心副主任、研究员王凯
近日，据媒体报道，教育部在宁夏石嘴山市召开人工智能助推教师队伍建设推进会。会上明确提出，要抓住人工智能助推教师队伍建设的战略机遇，通过人工智能等新技术与教育的深度融合，破解教师编制不足、师资质量不高不均衡等瓶颈问题，提升教师教育教学能力和教育扶贫实效。伴随着信息化时代的到来，当下社会、生活与学习发生了天翻地覆的变化，教育也受到极大影响，而抓住人工智能提升教师专业能力的新契机，无疑有着重要意义。
如何才能抓住新契机？笔者认为，需要在整体布局的前提下，建立明确的问题思维。2018年年初，《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》下发，其中明确提出要转变培训方式，推动信息技术与教师培训的有机融合，实行线上线下相结合的混合式研修。其后，教育部办公厅发布了《关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》，探索人工智能助推教师管理优化、助推教师教育改革、助推教育教学创新、助推教育精准扶贫的新路径。在上述政策布局框架下，建立明确的问题思维，发挥人工智能的优势，针对教师专业能力提升的关键点发力，才会有事半功倍的效果。
个体经验化主导的低水平重复是教师专业发展的首要障碍。对此，人工智能的介入，需要突破传统经验化主导的教师发展模式，实现精准化诊断。人工智能加教育大数据，可以通过采集教师教学、科研、管理等方面的信息，建立教师数字画像。结合学科知识图谱，能够及时准确地了解教师的专业知识盲区。人工智能的介入可以通过不同渠道建立多模态学习指标体系，通过各种信息采集建立学生大数据，通过学生大数据可以实现学生学习问题的即时性诊断，突破传统的经验主导的课堂观察和诊断模式，改变教师通过后置性终结考试成绩来了解学生学习状况的弊端，让教师及时准确掌握学生的学习动向和发展水平，以便采取积极有效的干预措施。
智能教育素养缺乏是教师无法实现高质量专业持续发展的核心问题。人工智能的介入，要关注如何提升教师的智能教育素养。智能时代的到来，需要重新定义教师的素养结构。教师素养不仅包括道德素养、教育理念、教学方法、专业知识这些传统素养，还包括智能教育素养。教师不具备这一素养，难以从浩若烟海的信息中自如检索，难以将信息结构化成知识，就难以游刃有余地使用信息化工具，获取学生数据并从数据中获得规律，为学习者建模提供帮助，也很难与作为“数字原住民”的学生建立长效沟通渠道。所以，当务之急是推动教师积极运用人工智能技术，进而改进教育教学、创新人才培养模式。
难以真正实现个性化教学是影响教师专业发展的关键问题。其中原因既包括教师无法适时了解每一名学生的学习准备、学习风格、使用策略，也包括无法即时掌握学生存在的学习障碍。人工智能可以帮助通过文字、语音、动作、表情创设情境，开启互动，识别学生的图片信息，通过生物学特征适时分析学生的表情等学习实际状况，也可以在师生之间建立适时沟通渠道，将学生信息及时处理、汇总并反馈给教师，为实施个性化教学提供数据支撑。
从现实来看，只有确立了问题思维，人工智能与教师专业发展才会实现同频共振。（王凯）
[责编：王欣夷]人工智能与教育丨人工智能在教师专业发展中的应用——对UNESCO《探索使用人工智能以支持教师及教师发展》报告的解读与思考
因此，《教师发展》报告建议，教师在进行课程设计时可适当在某些教学环节中使用虚拟学习工具，将面授教学转为与人工智能相结合的混合式教学。当人工智能驱动的虚拟现实技术开始发挥其教育优势时，教师也不必花费时间过分关注学生的作业和反馈问题，进而能够专注于课程知识的呈现，更好地进行教学设计。
（二）开发人工智能平台，提升教师数字建课素养
（三）改变教师角色，使教师成为教学的促进者
人工智能改变教师角色使其成为教学的促进者。基础性的知识技能教学任务可由人工智能教师代劳，如辅导学生完成简单的数学运算、写作等学习任务，但对于培养学习者的发散思维和创造能力等高阶认知策略这样的教学任务，仍需要现实中的教师。例如，对于在线教育，人工智能系统可实时监测学生的学习和进步情况，并向教师说明每个学生需要注意的问题，有助于解决学生的偏科问题。因此在多数情况下，特别是采用在线教学或翻转课堂教学模式的学校，人工智能已能够进行评分等工作，甚至可以通过编程为学生提供查找专业知识和学业信息的渠道。此时教师的角色已从知识的传授者转为教学的促进者和引导者，其任务主要是引导学生学习，保障学生在在线社区中能够进行正常的人际交往。以印度哈里亚纳邦学校教育部（TheDepartmentofSchoolEducationinHaryanaState）在1500所学校实施的人工智能教育项目为例，该项目通过人工智能技术跟踪学生的学习进度并向教师汇报；使用自动分级技术，对学生提交的作业进行样本分析，以提高机器的自动评分效果；收集学生的搜索查询记录进行数据的积累，从而为学生提供相关内容的智能推荐；在教学内容方面，采用程序教学模式，教师将课文分成小块内容输入人工智能系统中，由系统为学生提供学习指南、作业、章节总结等学习辅助材料；在远程教学中，人工智能还被赋予助教的角色，帮助教师回复学生的提问。目前该人工智能教育项目已在教学的各个方面为教师提供了便利，不仅在学校担任着教学助教的角色，也促进了教师角色的转变。
（四）实现学生个性化学习，帮助教师提高教学质量
人工智能技术有助于实现学生的个性化、自适应学习，从而提高教学质量，这是人工智能在教育中应用的重要目标，也是人工智能为教师提供支持的关键所在。例如，可汗学院（KhanAcademy）的人工智能教育项目能够根据学生的表现定制个人学习计划，响应学生的不同学习需求，并帮助学生重复其薄弱知识点，从而帮助每个学生达到学习目标。在人工智能的辅助下，不同认知层次的学生能够实现在同一个班级内学习，即使学生的学习步调不尽相同，在技术及时的帮助和支持下也都能完成学习任务。
此外，试错是学习的关键部分，但学习内容的重复试错则会使学习陷入瘫痪状态，特别是对于容易受到外界环境影响的场依存型学生来说，教师的反复反馈和纠正可能会导致其产生对学习的厌烦和恐惧。一个由人工智能驱动的计算机系统能够让学生在一种更加温和的在线环境下学习，逐渐摆脱重复错误所造成的紧张心理。荷兰乌特勒支应用技术大学的阿基米德研究所（ArchimedesInstituteoftheUniversityofAppliedSciencesUtrecht）创建了虚拟现实实验室，致力于开发与学生个人学习目标直接相关的个性化学习环境。实验室制作的第一个教育产品是一个名为“展现影响力”（presentingwithimpact）的虚拟现实应用程序（VR-app），学生需要有一部智能手机，进入虚拟现实实验室并安装好该应用程序，而后可以独立遵循个性化学习轨迹，专注于自身演讲和表达技能的提升。在使用的过程中，学生能够获得演讲专家的单独指导，在不同的虚拟听众面前练习演讲，并接受程序给出的其在演讲期间关于眼神接触、语速、演讲频率、声音大小的反馈。这说明人工智能已从定量反馈逐渐向定性反馈转变，并能用来培养学生的特定技能，教师只需要阶段性地了解其学习情况，把控好学生的整体学习轨迹即可。
（五）启用数据分析，迈向智能教育
针对当前在线学习资源种类繁多且容量巨大的问题，人工智能可帮助教师为学生选择合适的学习内容，提升教师发现和筛选信息的方式。从学生选课到就业，智能数据收集和分析系统发挥着不可或缺的作用，也将进一步改变高等教育，满足学生的就业培训需求，使学生顺利度过人生不同阶段的过渡期。此外，在结合学生的个人能力和兴趣的情况下，人工智能也可为其推荐最合适的学校和专业。例如，埃及爱资哈尔大学（Al-AzharUniversity）启用智能代理技术（intelligentagenttechnology）建立学习管理系统，开发自适应、个性化课程，组织智能电子考试等。为了设置动态的个性化课程，人工智能也可以被用来收集在校学生信息，并对学生以往的档案记录进行整合和分析，以了解学生的行为、偏好、需求和学习风格。智能代理技术通过分析学生的行为为学生设计个性化课程。为了减轻教师的备课负担，爱资哈尔大学还使用数据分析为教师提供详细的课程信息，并建立基于个性化和先行课程的智能电子考试系统，目前该学习管理系统仍在不断完善。
三、对我国人工智能促进教师发展的启示
（一）制定国家人工智能应用政策，避免教师产生职业危机感
我国应制定明确的人工智能应用政策，界定人工智能应用的范围和程度。教育决策者应考虑到，教师可能会把人工智能视为降低教育成本的直接方法，认为人工智能将会取代自身的位置，从而产生职业危机感。因此，国家政策的制定应公开透明，详细列出技术可能的具体应用情况，明确承认教师地位，确保教师的权利和工作条件受到保护。针对算法偏差可能导致的教育偏见等问题，国家也应将人工智能投资与网络安全的平行投资相匹配，保护教育系统的完整性，并尽最大力度保障教师的权益，慎重考虑人工智能在协助教师方面的作用和使用程度。
（二）提供人工智能教育与培训，提升教师数字素养能力
人工智能能够及时向教师汇报课程变化情况，促进同行学习与交流，支持教师专业发展，同时也让教师教学变得更加生动有趣。但目前我国大部分教师仍存在一定的问题，如教师的计算机或数字素养不足，缺乏使用人工智能技术创设虚拟学习环境等专业知识和技能，短期内难以将自己的亲身观察和评估与人工智能跟踪数据结合起来以监督学生学习情况等。各级教育部门可根据具体情况开展提升教师数字素养的教育或培训，改善教师群体在技术应用上的排斥观念和技能缺失现象。国家也可考虑加大力度对教师培训部门或机构的强化升级，为教师制定明确的数字素养培训计划，并监督各部门落到实处。
（三）关注弱势、偏远地区教师群体，增加资金投入
数字技术在教育中的应用将加剧我国的数字鸿沟现象，对处于偏远地区的教师群体来说，学校的硬件、软件等基础设施远没有达到国家平均水平，多数教师不具备基本的数字技能，如简单地操作计算机等，因而无法满足学生基本的学习需求，当地教育系统也无法提供足够的资金以发展数字技术在教育中的应用，而人工智能的介入也将在更大程度上造成教师群体乃至整个教育系统之间的数字断层。国家可加大教育投资力度，使用多种融资渠道，做好各地区调控工作，为处于弱势的教师群体提供足够的资金和政策支持，逐步完善各地区基础设施建设。
（四）替代重复性工作，减轻教师行政事务负担
除教学任务外，教师还需要处理班级琐事、学校任务等行政事宜，其中大部分工作可被归为重复性任务。人工智能有潜力并应适当地代替教师处理上述行政事务，使教师能够更好地辅导或指导学生，接受专业培训并发展专业技能。在数据收集和处理方面，我国可借鉴别国发展经验，并根据当前教育现状做出适当调整，如使用人工智能开发或升级教育管理信息系统，为教育管理者、教师和学生及时地提供其所需的教育资源和数据，有效减轻教师的事务性工作负担。
作者简介：李卉萌，上海外国语大学国际教育学院硕士研究生；董丽丽，上海外国语大学国际教育学院讲师返回搜狐，查看更多
郭绍青：人工智能助力教师教学创新
人工智能作为关键共性与颠覆性技术，正在对产业结构、生活环境等产生影响。人工智能进入教育领域，推动了智能学习系统、虚实融合学习环境、智能教育助理等智能系统和工具的开发与供给，智能教育环境建设已现端倪。实现机器智能与人类（教师）智慧相融合指向学习者的高级思维发展、创新能力培养，启迪学习者智慧的新教育，培养复合型、创新型、战略型、智慧型的人才，能够对人工智能与人类智慧相融合从事社会工作的劳动者的智慧教育进行广泛讨论。教师作为人工智能融入教育的直接利益相关者，具备利用人工智能学习系统和工具开展教学的知识与技能，提升人工智能技术素养显得十分重要。当前人工智能教育产品正在快速进入学校与课堂，为教师利用人工智能技术实现教学创新提供了支撑。
智能诊断助力教师优化课堂教学。适应性学习系统、手写板、智能阅卷等系统进入学校，为教师提供了对学生个体、小组、班级等随堂数据和课外数据采集与分析的手段，教师利用数据分析结果，精准定位学生个性学习问题与班级的普遍问题，找准学生个性与共性薄弱点、聚集学生学习障碍点，改进教学策略与方法，进行分层、分类教学，提升教师在课堂教学中解决学生学习问题的针对性与教学效率。
学习分析技术助力教师开展规模个性化教学。《中国教育现代化2035》提出“走班制、选课制等教学组织模式……利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合”的要求，具备大数据学习分析功能的网络学习空间的应用，对学生学习的精准画像，使教师在精准掌握学情的基础上，能够有效组织翻转课堂、小组合作学习、探究学习等学习活动。同时，学习分析技术正在推动网络学习空间中以个性化发展为核心的动态学习组织的发展，并引发实体学校动态走班制度的建立，实体学校与网络学习空间相融合的动态学习组织发展，将使教师实施规模个性化教学成为现实。
课堂智能分析助力教师精准教研。集自然语言处理、计算机视觉、生物特征识别等技术的课堂教学智能分析系统的应用，实现了对课堂教学过程数据的伴随性采集，汇聚课堂教学多维数据的智能分析能够形成更加精准的教师课堂教学行为的可视化分析结果。跨校际、跨区域的教研活动，利用课堂教学智能分析系统的分析报告，结合教研员与优秀教师评价分析，为研修教师提供精准服务，指导、组织、协助研修教师进行深度学习，对提升研修效果与效率具有显著作用。
智能学习系统助力教师提升教学质量。目前相对成熟的智能学习系统主要集中在智能语言学习方面。英语流利说、英语趣配音等一批利用自然语言处理技术开发的智能语言学习系统进入了教育领域，教师利用英语智能学习系统能够支持学生的听说训练，特别是在面向农村教学点的专递课堂中的应用，能够弥补教师自身的能力缺陷。同时利用自然语言处理技术与AR/VR相融合开发的藏、维双语智能学习系统将为学生提供多通道的人机交互，提升国家通用语言的学习质量。
人工智能助力教师家校协同。人工智能技术在家校协同教育中的应用，正在改变家校教育分离、难以形成合力与协同监管的现状。一些县区在推动人工智能教育应用过程中，利用人工智能技术助力家校协同教育，利用智能校徽与体温和人脸采集摄像机，无感采集学生体温、运动量、行动轨迹等数据，协助教师与家长掌握学生健康状况、安全信息、运动强度。要求学生阅读课外书籍，并在每天规定时间内利用纸笔系统写出读后感，教师能够及时进行点评，对培养学生的学习习惯、扩宽知识面等发挥了积极作用。（西北师范大学郭绍青）
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）