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人工智能促进教育变革创新 人工智能时代教师专业发展

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)

抓住人工智能助推教师发展的新契机—中国教育信息化网ICTEDU

摘要

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。

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。

(作者系北京教科院课程中心副主任、研究员)

人工智能赋能教师教育:基本逻辑与实践路向

近年来,自然语言处理、机器学习、人脸识别等智能技术快速发展,促使教育信息化逐渐呈现智慧特性,人工智能赋能教育创新发展已成我国教育改革的关键抓手。传统信息技术逐步实现智能升级,技术赋能教师教育的形态也实现重大变革。2018年,《教师教育振兴行动计划(2018—2022年)》推出“互联网+教师教育”创新行动,并强调应充分利用大数据、人工智能等新技术,助力教师教育理念与模式变革,推进教师教育信息化建设与应用。2022年,《教育部教师工作司2022年工作要点》指出,“推进第二批人工智能助推教师队伍建设试点工作,开发和应用教师智能助手,探索开展教师智能研修,推广完善‘双师课堂’。”基于此,本研究尝试聚焦人工智能赋能教师教育这一议题,理顺人工智能赋能教师教育的基本逻辑,并面向中小学教师群体开展问卷调研,从而进一步挖掘人工智能支持下教师教育变革所面临的现实困境,归纳提炼人工智能赋能教师教育的实践路向,以期为新技术时代教师教育变革提供有益参照。

一、信息技术赋能教师教育的历史变革

随着信息技术的不断升级与发展,一些具有“类人功能”的智能产品逐渐应用于教育教学领域,促使教育信息化样态逐渐具有智能属性。就教师教育而言,信息技术赋能教师教育的历史进程主要经历了三个发展阶段。

(一)电化教育时代:信息技术赋能教师教育的初步探索期

1978年4月,全国教育工作会议指出,应充分利用广播、电视等工具,大力培训师资。此次会议不仅有力地推动了我国电化教育的发展,也促进了广播、电视等现代化技术手段在教师教育中的应用,开启了信息技术赋能教师教育的初步探索。1981年10月,教育部颁文要求“发挥电化教育在提高师资水平中的作用”。20世纪80年代中后期,随着计算机技术和网络通信技术的不断进步,信息技术赋能教师教育的工具与方式逐步得以拓展。1996年,《中小学计算机教育五年发展纲要(1996—2000年)》指出,应面向师范生开展相关培训,提升计算机辅助教学的知识与技能,并强调教师需对计算机等电化教育教学手段予以掌握。归纳来看,在电化教育阶段,教师教育的实践理念与行动方式逐渐融入技术元素,但这一时期教师教育存在着信息共享滞后、技术应用水平低下等诸多问题,教师教育过程与投影、录音、录像、电视、计算机等传统教育技术媒体之间的融合尚处于浅层阶段。

(二)教育信息化时代:信息技术赋能教师教育的快速发展期

21世纪初,我国的教育信息化发展较为关注项目及工程建设,以远程教育、开放教育等方式为依托,致力于提供多样化的教育信息化服务。在教育信息化背景下,我国教师教育理念与方式发生重大变革,信息技术赋能教师教育也逐步从电化教育时代迈向教育信息化时代。2002年,教育部发布《关于推进教师教育信息化建设的意见》,对教师教育信息化原则、目标以及具体举措等诸多方面作了基本要求,为我国教师教育信息化快速发展奠定了行动方向。随后,我国教师教育信息化建设开始逐渐关注宏观指导与项目实践相结合的推进方式。《2009—2012年中小学教师国家级培训计划》等文件以具体的实践项目来推动教师教育信息化。随着互联网、云计算等技术的快速发展,教师教育体系也积极顺应信息技术发展趋势,致力于培养具有信息化教学技能的新型师资。但由于这一时期信息资源良莠不齐,教师教育过程的数据挖掘和分析还相对滞后,对于硬件设施投入与建设的关注高于软件设施,教师教育课程资源尚未实现有效的区域联通。

(三)“智能教育”时代:信息技术赋能教师教育的战略转型期

2017年,《新一代人工智能发展规划》中明确提出,应利用人工智能技术满足社会大众对于教育、医疗等方面的民生需求。随着机器学习、智能感知等智能技术与教育教学的整合成效逐渐凸显,2018年,《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》中更是强调应提升教师对于人工智能的胜任力与适应力。2021年4月,教育部发布《关于开展第二批人工智能助推教师队伍建设试点推荐遴选工作的通知》,强调应通过建立师范生大数据评价管理机制、创新“人工智能+教师研修”模式等手段,促进人工智能、大数据等技术与教师队伍建设的有效整合,助推教师教育理念与模式的智能转型。此外,人工智能与教师培训的整合也逐渐得到广泛关注,2021年5月,教育部、财政部发布《关于实施中小学幼儿园教师国家级培训计划(2021—2025年)的通知》,强调应推进人工智能与教师培训融合发展,形成人工智能支持教师终身学习的新机制;《教育部教师工作司2022年工作要点》亦强调应推进人工智能助推教师队伍建设,发掘推广一批人工智能助推教师队伍建设的先进典型,推进教师资源数字化建设和教师队伍数字化治理。

二、人工智能赋能教师教育的基本逻辑

在“人工智能+教师教育”生态系统中,信息技术能够对教师教育的课程设置、教育模式、评价方式、应用实践、培训和终身学习等方面产生影响,解决教师培训方式变革以及教师教育的管理问题也是推进人工智能与教师教育体系深度融合的关键。

(一)课程层面:智能资源共享赋能教师教育课程体系完善

教师教育课程是构成教师教育体系的重要内容,这也是人工智能赋能教师教育的基本着力点。人工智能在资源推荐、资源整合等方面具有智能特性,人工智能赋能教师教育的一大优势在于可通过智能资源共享推进教师教育课程体系趋向完善。首先,人工智能可为教师教育课程资源的开发与获取提供技术保障。可通过智能化资源开发平台,设计与整合海量教案、课件、课堂实录、习题等教学资源数据,且利用大数据的智能匹配与分析功能为教师筛选出最优质的课程资源并为其推荐最适切的学习资料,有助于为教师专业发展提供精准化的培训课程资源。例如,华中师范大学“现代教育技术应用”课程通过引入虚拟仿真实验和桌面VR交互一体机,促进师范生自身学科内容与新兴形式资源的融合,设计、开发和生成多种沉浸式、交互式的教学资源。其次,人工智能可助力教师教育课程管理建设。基于智慧课程管理系统为教师及教师教育者提供留言、点评、交流、反思等信息共享功能,可实现海量的教师学习行为数据的精准采集与分类,并利用数据分析与共享技术为教师教育者改进课堂教学方式与内容设计提供证据支持。归纳来看,智能资源共享本身是一种信息共享,有助于拓展教师教育课程学习的资源内容与空间场域,此为人工智能赋能教师教育的课程逻辑。

(二)评价层面:机器学习赋能教师教育质量精准改进

机器学习赋能教师教育质量精准改进可被视为人工智能赋能教师教育评价的重要环节。首先,机器学习有助于实现教师教育过程性数据的精准挖掘。长期以来,教师教育质量缺乏相对全面的评价标准,教师教育质量评估往往侧重于结业考评、期末考评等总结性评价方式,较为忽视教师教育过程的数据记录与信息采集,教师教育者可能对于自身教学过程中的潜在问题也难以发觉。其次,机器学习立足于对海量数据全生命周期的伴随式采集、深度挖掘与分析,其能够通过挖掘数据背后的潜在关系,不仅能够实现基于理性证据的科学决策,也能够为教师教育质量的精准监测与改进提供实践路径。机器学习可通过智能传感、人脸识别、图像识别等技术实现在线教师教育数据、线下教师教育数据的有效采集与智能分析,有助于以大数据分析方式来可视化呈现教师教育质量分析结果。基于质量分析结果,教师教育者能够迅速识别其教育教学的缺点,并能够有针对性地予以改进,进一步掌握当前教师教育课程、管理、实践等方面存在的实质性不足,这为教师教育质量的精准改进提供了诸多便利。例如,黄慕雄等人以广东省教师教育大数据智慧系统为例,构建了一种多源多层的教师专业发展分析模型,采用较为成熟稳定的协同过滤推荐算法综合分析并精准制订培训发展方案,是满足教师培训机构为教师智能化制订培养方案需求的部分体现,为精准评估与改进教师教育质量提供了有效支持。

(三)管理层面:智能决策助力教师教育治理机制重塑

人工智能拥有规模化数据、深度学习算法以及高度计算力,其通过科学规范的数据聚类、数据认知、决策优化等过程,挖掘数据的复杂性关联和潜在价值,使智能决策得以实现。首先,智能决策为以单向性、强制性及刚性为核心特征的传统教师教育管理模式走向科学民主式的教师教育治理模式提供了重要支撑。基于智能决策理念的教师教育治理将由经验走向循证,经由“提出问题—获取证据—评价证据—应用实践—效果评估”科学流程,自始至终指向准确和明智的最佳教育证据筛选与应用,保障教师教育决策有据可循。其次,智能决策本身体现了一种数据治理的理念,其以规模化数据和智能算法为中介,促进教师教育决策过程由单一主体决策走向基于数据智能的多主体协作,有利于教育行政部门、教师培训机构、学校等决策主体构建基于证据的教师职前职后一体化协同机制,教师教育的决策者、参与者可通过协同完成数据收集、表征、组织、分析、交流等环节,精准定位并预测教师培训的需求与供给状况,尤其是应真正关照乡村学校在职教师专业发展的个性化需求,最终生成兼具技术理性与人文关怀的教师培训与研修方案。

(四)培训层面:智能互联助力教师培训空间极速拓展

自20世纪末《中小学教师继续教育规定》颁布以来,我国教师培训的规模、经费投入、相关制度和体系建设等飞速发展。然而,不少地区的教师培训工作也暴露出一些现实难题,如对教师培训的需求分析不够细致与准确、培训内容重复与泛化、培训空间满意度不高等。随着深度学习等智能技术的发展,教师教育空间将逐步实现虚拟空间与物理空间的无缝衔接,智能互联助力教师培训空间极速拓展成为现实。首先,基于智能互联理念的教师研修平台进一步提升了教师培训的针对性与有效性,有助于创设沉浸性更强的线上虚拟研修空间与“双师课堂”教学空间,可实现对教师认知结构、教学行为、教学风格与专业能力的智能监测与精准诊断,并实现精准化的课程推送、个性化的助学支持。其次,基于智能互联的教师培训助手系统为教师培训目标的实现释放了工作空间。AI教师能够将教师培训者从琐碎的机械性行为中解放出来,教师培训者将拥有更多的“自由时间”,这使其可以在更充分的自我认知基础上,更多反思教师教育课程设计、实践应用、沟通协作等方面的教师培训问题。再者,基于智能互联的跨区域培训云平台有助于拓展教师专业学习空间。“智能+教育”模式打破了教师培训的时空局限,进一步增强了教师培训的灵活性,有助于实现跨区域的教师培训新机制,有助于打造线上线下一体化的教师培训新机制,这对于实现偏远、贫困、落后地区教师教育与发达地区协同发展具有重大意义。例如,依托统一的宁夏教育云在线互动课堂平台,宁夏尝试推进名校名师与普通教师开展线上师徒结对,组建专业成长共同体,利用在线互动课堂、名师网络工作室等,实现城乡教师“智能手拉手”。

三、人工智能赋能教师教育的现实困境

遵循前文所述的人工智能赋能教师教育的基本逻辑,本研究基于教师教育体系构建的实际现状,从课程层面、评价层面、管理层面、培训层面出发,结合对10位区域教师进修学校管理人员、教师教育领域学者、中小学校长的访谈结果,编制了“人工智能支持下的教师教育改革调查问卷”。除基本信息题项、多选题“您认为人工智能支持下的教师教育可能存在哪些问题?”之外,问卷中各题项均采用李克特五点量表形式(从非常不符合到非常符合)予以呈现。首先,选择江苏省W市90位中小学教师进行预调研施测,基于预调研样本数据,对问卷进行信效度检验。数据分析结果显示,整体量表的KMO统计值为0.95,Bartlett球形检验结果的p值<0.001,表明问卷适合进行因子分析。对整体问卷进行探索性因子分析,抽取出4个公因子,累计方差解释率达到86.26%,表明因子结构较为可靠。依据因子载荷图可知,题项A1到A4构成课程维度,题项B1到B3构成评价维度,题项C1到C4构成管理维度,题项D1到D3构成培训维度,与本研究对人工智能赋能教师教育的基本逻辑的分析框架相一致,表明问卷具有较好的结构效度,可作为正式调研问卷。

之后,基于正式调查问卷,本研究选取浙江、江苏、上海等教育与经济发达地区的中小学作为调研学校,面向中小学教师投递电子问卷,调研结束后,回收有效问卷527份。本研究利用Cronbachsalpha、CR、AVE值检验问卷信效度。整体量表的Cronbachsalpha值为0.966,各分量表的Cronbachsalpha值在0.89与0.97之间,证明问卷具有较好的内在一致性信度;验证性因子分析结果显示,各分量表的CR(组合信度)取值范围在0.79与0.86之间,表明量表的组合信度较好。各分量表的AVE值均大于0.5,表明量表的收敛效度较好。此外,验证性因子分析结果显示,模型拟合较好,RMSEA、CFI、SRMR指标均达到测量学标准(RMSEA<0.08;CFI≥0.90;SRMR<0.06)。综合上述分析结果,可知问卷通过了信效度检验。

人工智能支持下的教师教育现状的描述性分析结果如下。总体而言,人工智能支持下的教师教育现状的均值水平为3.85,除评价层面以外,各子维度(课程层面、管理层面、培训层面)的均值水平均在4以下,由此可见,当前教师对于融入人工智能的教师教育、职后培训的感知情况并未达到理想程度,人工智能在推进教师教育改进方面尚存较大空间,因此,仍需进一步探索如何利用人工智能优化区域教师教育体系,提升教师教育的有效性、针对性、科学性、智慧性。在此诉求背景下,精准分析人工智能赋能教师教育变革所面临的现实困境,则成为归纳和提炼人工智能赋能教师教育实践路向的关键之举。具体而言,本研究将进一步结合调查分析结果,围绕课程、评价、管理、培训四个方面剖析人工智能赋能教师教育的现实困境(见图1)。

图1人工智能赋能教师教育的现实困境

(一)教师教育课程体系难以适应智能时代教师专业发展

在智能时代,教师教育的内容正发生重大变革,人工智能已成为教师教育工作的得力助手,开设一系列面向教师的人工智能课程具有一定的必要性。但就我国教师教育课程体系而言,其目前尚难以适应智能时代教师专业发展。首先,在课程层面,区域教师教育课程建设缺乏较为统一且清晰的课程标准,区域教师教育的课程科目、结构和类型较为单一的现象时常出现。而且,本研究调查结果显示,55.79%的教师认为,教师教育课程内容与教师所需的智能教育素养脱节;题项“教师教育的课程内容能够满足您的实际需求”均值为3.91。由于受人、财、物等多方面资源的影响,教师教育课程理念的变革难度相对较大,即使是面对人工智能等新技术的冲击,教师教育课程建设也具有滞后性与保守性,融入人工智能教育内容的教师教育课程特色难以有效凸显。其次,在教学内容方面,目前不少地区的教师教育教材体系陈旧,教学内容未能结合智能时代所需做到有效更新。数据分析结果显示,题项“当前的教师教育课程关注如何让教师有效应用人工智能产品”及“学习教师教育课程能够提升您的智能教育胜任力”的均值水平分别为3.95与3.94,这表明教师教育课程体系与人工智能等技术知识的融合力度与成效不足。再者,在教学方面,受困于不少教师教育者、受训在职教师及师范生的技术接受与整合能力存在欠缺,教师教育课程教学缺乏具有足够信息化胜任力的教师教育师资,导致智能技术赋能教师教育课程教学的过程受到教师能力的严重制约。

(二)基于证据的教师教育质量评价有待优化

在5G、人工智能、大数据等技术的支撑下,如何构建基于证据的教师教育质量评价体系是推动人工智能时代教师教育发展的一大难题。为尽可能地减少评价过程中的标准不一与价值冲突等问题,在从事教师教育评价活动之前,需要确立相应的指导标准和价值准则。对于我国教师教育评价实践而言,基于证据的教师教育质量评价亟待进行优化,教师教育质量评价体系尚待建立健全。综合来看,我国不少地区至今仍未形成循证式的教师教育质量评价标准体系,导致我国教师教育评价活动在实践中缺乏必要的规范性与科学性,48.39%的教师认为,对于教师教育效果的多维评价有待加强。此外,我国教师教育评价普遍存在着重视运用分数、成绩等量化指标评价的倾向,仍然留有“头痛医头、脚痛医脚”碎片化的评价方式,且数据分析结果显示,题项“培训专家能够利用人工智能对您的学习效果进行分析与评价”均值为3.96,这表明人工智能尚未全方位融入循证式教师教育质量评价体系,未能充分借助人工智能等新技术立体化地搜集教师教育活动的信息从而科学全面地评价教师教育效果,进而导致教师教育评价新格局尚未完全形成。

(三)大数据赋能教师教育管理存在决策偏差

人工智能浪潮风起云涌,其与大数据之间的关系相伴而行,人工智能功能的发挥离不开数据处理与运算的支持。决策者依托人工智能的分析及预测功能,可从“基于经验的分析”转向“数据驱动决策”,这在一定程度上有助于教育管理者系统把握教师的个体诉求与行为轨迹,并据此进行信息反馈和教学激励。但需要注意的是,智能技术是一把双刃剑,在帮助实现教师教育决策科学化的同时,其也会因人技关系异化而产生一系列问题。数据分析结果显示,人工智能赋能教师教育的管理层面均值水平为3.73,表明当前人工智能在优化教师教育管理方面尚存在一定的问题及弊病。首先,人工智能算法、决策使用的数据及数据处理方式均是由“人”来创建的,不可避免带有个体主观隐含的偏见。当主观的算法设计偏见或数据处理偏见渗透到教师教育管理过程中,将会给教师教育决策带来一定的偏差与错误。其次,人工智能算法具有自主决策、学习的能力,它的设计者难以预测最终的结果,也无法完全解读它是如何得出现有结论的。因此,教师教育决策的相关主体一定程度上将会陷入算法分析结果难以解读的困境,这将削弱决策者的公信力与可信度。再者,根据数据分析结果可知,45.92%的教师认为人工智能可能无法十分准确地量化教师教育成效。处于不断完善与发展阶段的人工智能算法及其所依赖的数据很有可能具有一定的局限性,这将导致一些非数据化或难以数据化的教师教育问题被排除在决策过程之外,进而给以数据作为决策基础的教师教育决策者带来一定的决策盲区,产生大数据赋能教师教育的信息偏差现象。

(四)教师培训与智能技术的整合存在效度困境

数据质量、算法功能对人工智能应用成效影响较大,无论是数据挖掘,还是智能算法设计,均无法做到尽善尽美,数据分析结果显示,人工智能赋能教师教育的培训层面均值水平为3.64,表明人工智能在教师培训实践中的应用依然存在效度困境。首先,使用算法和预测模型对教育现象进行度量将会造成一定风险,这主要取决于计算模型和算法是否符合教育逻辑、教育过程和教育中的人是否可以被量化和计算、对教育过程的量化是否能够反映教育本真,这需要进一步反思智能技术应用于教师培训的合理性与规范性,将其应用范围限定在可控风险领域之内。其次,智能技术在教师培训中的使用效能相对较低,其在培训资源建设、助学辅导、培训成效评价等方面的应用程度受人力、物力、财力等多方面制约。调查结果显示,59.20%的教师认为,人工智能技术与教师教育的融合性不强;41.18%的教师认为,学区或学校难以投入大量资源以支持智能化教师教育体系构建;另外,42.88%的教师认为,目前人工智能支持下的教师教育指导性政策与规章尚需完善。这表明不少地区不仅缺乏具有较高智能教育素养的教师教育专家以及足够的经费支持、资源保障,而且,也缺乏人工智能赋能教师培训的指导性政策与规章,进而导致区域教师教育部门在利用智能工具开展教师培训活动时易陷入“仅加大软硬件投入”的战略误区,忽视对教师教育者技术接受与整合能力的有效训练,进而削弱了智能技术在教师培训需求满足与资源建设方面的应用空间。

四、人工智能赋能教师教育的实践路向

随着人工智能与教师教育领域的不断融合,人工智能赋能教师教育也面临着如教师教育课程体系难以适应智能时代教师专业发展、基于证据的教师教育质量评价有待优化、大数据赋能教师教育管理存在决策偏差、教师培训与智能技术的整合存在效度困境等问题。综上,为推动人工智能在教师教育领域的合理应用,人工智能赋能教师教育体系构建应关注以下实践路向。

(一)加强数字化课程建设,推进教师教育资源智能化开放共享

以往教师教育资源虽然也包括微课、短视频、精品课等信息化形式,但随着新课标的颁布与新教材的逐步使用,教师教育数字化资源动态性缺位、资源建设质量不高、资源建设区域协同性差、资源建设针对性不强等问题逐渐凸显。在人工智能时代,教师培训课程、教师研修资料等均可被表征为较易传播与计算的数字形态,教师教育资源建设应加强数字化课程建设,推进教师教育资源智能化开放共享。首先,区域教育行政管理部门、各级各类教师培训机构及中小学校应携手打造智能化区域教师教育课程资源库,立足教师群体的数字画像以及教师培训专业标准,积极利用虚拟现实、增强现实、智能云等智能技术,关注教师教学技能网络模拟实训与教育理论在线学习,充分整合微课、慕课、直播课、公开课等数字化课程资源,推动数字化教师教育课程资源系统化建设。例如,首都师范大学聚焦于人工智能时代下的教师发展,由高校导师团队设计面向教师专业发展的在线课程,师范生制作开发课程,并且在课程开设期间与在职教师开展全程陪伴式的互助共学,师范生为在职教师解答与技术应用有关的困惑,而在职教师可以为师范生在教学方面提供经验分享。其次,构建数字化教师教育课程资源监管体系。地方教育行政管理部门、学科教研员、教育督学及督导专家等多方人员应组建数字化教师教育课程资源审查小组,确保数字化教师教育课程资源开发经过开发测试、内部评价、外部评价等严格流程,应利用机器学习、数据挖掘等智能技术,及时对参训在职教师或师范生的课程资源使用记录、共享渠道与心得体会予以电子存档。再者,应创设数字化教师教育课程资源的智能推送与共享机制。地方教育行政管理部门可依托“国培计划”“区域教师发展计划”等各级各类教师教育项目,着手建立优质数字化课程资源开发与遴选机制,遴选优质数字化资源,明确数字化教师教育资源流通标准与准入门槛,利用大数据分析与智能画像技术,通过智能筛选、提取和整合教师专业学习需求信息,基于在职教师专业学习的数字画像,有针对性地为教师推送定制化课程资源。

(二)立足评价改进,构建基于证据的教师教育质量监测体系

如前文所述,在评价层面,基于证据的教师教育质量评价机制还有待完善。评价对于教师教育质量的提升来说具有导向与指引作用,随着数据智能理念的不断深化,教师教育评价愈发关注数据式证据,如何利用数据信息呈现教师教育评价证据成为热点议题。因此,有必要立足于当前教师教育评价存在的现实问题,构建基于证据的教师教育质量监测体系。一方面,应基于智能数据挖掘,构建教师教育质量监测方案。从教师教育评价主体来看,教师教育质量评价受其主观判断影响,若教师教育评价所依赖的数据信息不够客观,将导致教师教育的评价结果有失公允。因此,应基于教师教育评价的实际诉求,智能挖掘与提取师范生、职后教师、教师教育者等评价利益相关者的数据信息,建立教师管理信息化系统,构建教师学分管理机制,建立教师数据的“驾驶舱”,对教师教育过程进行精准预警与监测。另一方面,创设基于证据可视化的教师教育质量分析机制。基于大数据分析、生物信息识别、图像识别、视频分析等技术,可从教师教育投入、过程、产出、背景等方面进行教育质量观测,动态采集教师教育行为和环境信息,严格落实数据筛选、数据比较、数据整合、数据呈现等一系列证据可视化流程,及时向主管部门、教育工作者、师范生、教师公开教师教育质量观测结果,注重教师教育质量评价结果与改进方案的可视化呈现,以便进一步明确教师教育质量的改进方向与提升路径。例如,宁夏充分利用大数据支撑教师智能研修行动并建设教师教育质量监测体系,为提升教师在教学设计、课堂组织、班级管理、教育研究等方面的综合能力,将教师管理信息系统、教师继续教育网络研修等平台整合融入宁夏教育云,基于教育云平台实现对教师专业发展状态的监管、测评与干预。

(三)聚焦数智融合,优化教师教育决策偏差调节机制

如前文所述,在管理层面,大数据赋能教师教育管理存在决策偏差。以往的教师教育决策存在主观判断、决策流程过于僵直与落后、决策技术过于单一等问题,人工智能时代教师教育决策虽可实现基于证据的教师教育决策,但其并不意味着教师教育决策绝对的合理化与准确化,教师教育决策仍有可能存在偏差问题(如决策偏见、决策失误等)。因此,应聚焦数智融合,优化教师教育决策偏差调节机制。首先,应构建基于数智融合的教师教育决策咨询服务体系。以师范教育、在职培训等多种形态为主体的教师教育体系涉及多个决策主体,且以往区域层面教师教育决策可能在师范教育与在职培训对接层面存在信息鸿沟,而且区域层面可能在城乡教师发展规划方面存在决策偏差。为此,可通过创设区域教师管理与发展服务平台,动态汇聚不同决策主体的建议与反馈意见,为地方教师教育管理者改进教师发展计划、教师研修项目管理服务、教师专业发展学分银行服务等提供信息支持与路向导引。其次,应关注教师教育决策偏差诊断与调节机制的创设。人工智能时代教师教育决策不仅应体现智慧化特性,而且应秉承基于证据的科学主义取向。应提升教师教育决策者的智能教育素养与数据素养,打通教师教育利益相关者间的决策信息共享通道,及时诊断区域教师培训与研修实践的主要问题与产生根源,智能分享与整合来自地方教师发展学院或中心、教育行政管理部门及高校教师教育基地的反馈信息,构建协同化地方教师教育决策咨询服务体系,有效提升区域教师教育决策的科学化和民主化。

(四)关注智能研修,创设基于分层分类的精准化教师培训体系

如前文所述,在培训层面,教师培训与智能技术的整合存在效度困境。以往师资培训一般采用讲座、讨论、观摩、进修、线上刷课等多种方式,但大多数培训方式属于短期行为,难以长期针对特定教师群体(如位处偏远的农村地区教师)开展教师专业培训。人工智能赋能教师网络研修平台与模式创建为教师终身学习与持续发展提供了重要支持。由此,为进一步推进人工智能赋能教师教育,满足不同类型教师群体的学习诉求,加快教师队伍数字化建设进程,推动教师数字化发展,有必要关注智能研修,创设基于分层分类的精准化教师培训体系。首先,教师培训部门或机构应着手建立研修专区,组建区域智能研修共同体,对参与在线研修的教师群体进行合理分类,以研修问题与实践案例为抓手,满足不同类别、层次、岗位的教师需求。教师教育者应基于教师研修数据进行智能追踪,尝试捕捉不同类型(如农村教师、城镇教师)、不同层次(如教学新秀、教学骨干、教学专家)教师参与智能研修的学习需求,以便构建线上与线下、必修与选修相融通的精准化教师研修模式。其次,应注重探索建立基于分层分类的教师发展测评系统,创设智能化教师培训成效评价模式。最后,应基于大数据融合,探索建立分层分类的教师发展测评系统,创设智能化教师培训成效评价模式。具体而言,应关注教师在学科、年龄、教龄等方面的实质性发展差异,评价方案的设计与实施应关注教师发展的过程性与阶段性数据的提取与筛选。也应着重提升教师教育者的信息化评价素养与智能技术胜任力,尝试通过教师个体发展画像的智能分析与评价,为受训教师后续的专业学习以及教师教育者的教学实践提供改进方向。

五、结语与展望

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人工智能何以促进未来教育发展

原标题:人工智能何以促进未来教育发展

自工业革命以来,人类社会的发展总是在技术与教育的角逐互动中前行。技术作为推动人类历史发展的核心推进力,与教育这一“人力资本发动机”竞相成为推动经济社会发展的主力。人工智能作为第四次工业革命的显著标签,其飞速发展正在逐步塑造社会、经济、生活等领域的业务新形态,也不断带来颠覆性、丰富性、创新性的新业态。面对人工智能技术对整个社会发展的刺激,教育如何发展,成为值得思考的重要问题。

人工智能凸显创新人才发展挑战

作为引发第四次科技革命的核心技术,人工智能促进社会经济和科技的指数级发展,对人力资本的质量与供给产生了新的需求,人工智能与人力资源之间的相互依存关系产生了前所未有的张力,教育的超前性更是受到前所未有的挑战。第一,知识增长的指数发展使得未来人才需要哪些方面的准备具有极大的不确定性。第二,智力劳动者比重增加,创新人才成为时代发展的刚需。人工智能技术与生产过程的深度融合,会极大压缩生产领域的从业者需求,特别是那些人工智能胜出的领域。第三,人工智能技术的兴起引发高技术产业、新兴产业、新型服务行业更广阔的发展空间,从而使得创新型人才、复合型人才、高技术人才等在劳动力结构中需求激增。人工智能技术无法取代的创造性、灵活性、人文性等能力将成为智能化时代人才竞争的关键。教育肩负培养创新人才、为未来人才提前布局的使命。回溯历史,我们可以得到的经验是,只有教育领先于技术的发展步伐,为技术推进的社会提前做好人力资源的布局,社会的发展才有后劲。因此,在人工智能推进社会更飞速发展的今天,必须回答好什么样的教育才能承载提前布局人力资源的使命,以应对未知社会的人才挑战这一问题。

人工智能催生新的知识生产方式

在人工智能的影响下,人类知识生产加剧变化,知识增量呈现指数级态势。教育的传承性发展将不再局限于知识的传授与继承,而强调知识创造与创新,人工智能的介入更是催生了新的知识生产方式。其一,人工智能强大的知识发现能力缩短了知识生产周期。随着深度学习、强化学习等新的机器学习算法的发展,人工智能除了可以加快知识的生产、访问和利用,还可以从数据中提取隐含的、未知的、潜在的、有用的信息(知识),从而扩展知识创造的能力。其二,人机协同的智能模式扩大了知识创造的机会与可能性。人工智能技术不仅促进人的群智协同创新,而且可以实现人类与人工智能代理协同,后者所具有的超强计算能力,可以极大加速知识生产,催生知识的众创,以及人机协同知识创新。人工智能催生的新的知识生产方式对教育的挑战是,教育不再局限于知识传承,而更是知识的创新。未来学校教育必须教会学生如何与人工智能技术协同合作,呵护学习者“能学”,以及高度重视学生辨析知识能力的培养,召唤学习者“会学”,促进学习者在人机交互中实现知识更新与创造。

人工智能变革学习方式带来创造力与活力释放可能

人工智能已经引发了诸多领域与行业的深刻变革,对教育的系统性变革更是呼之欲出,为学习方式的变革带来了可能。首先,人工智能技术带来规模化教育的个性化可能。人工智能构建的智慧学习环境不仅创造灵活的学习空间,还能感知学习情境、识别学生特征,为学生提供个性学习支持。其次,人工智能技术带来标准化教育下的适应性可能。人工智能通过动态学习诊断、反馈与资源推荐的自适应学习机制,可以适应学生动态变化的学习需求,从而打破标准化的教育限制,释放出学生的创造力与活力。最后,人工智能改善结构化的授导方式,释放教师的创造力与教学活力而专注于人性化的学习设计。教师烦琐重复性的工作能够被智能机器所替代,智能分析技术能为教师精准定位学生的学习问题与需求,教师的角色将转向更加优秀的学习设计师,专注于“如何让学生学好”,注重培养学生的能力和思维,将更多时间用于学习活动设计以及与学生的个性化互动交流,为学生提供个性化学习支持服务。人工智能的发展以及与教育教学的深度融合,给教育的改革创新带来了更多选择,教育需要发挥技术的赋能、增能、使能优势满足教育的功用性追求,也要坚守教育的育人初心和使命传递人文性价值,以学生的成长发展为前提探索可以实践的学习方式、学习设计,通过人工智能释放出教育的更大活力。

人工智能引发领域与行业变革催生教育生态升级

人工智能对其他领域与行业的变革影响也会延伸到教育领域,因为教育是关乎社会发展全局的事业。一方面,人工智能所发挥的增强、替代、改善、变革等作用,突出体现在对社会生产和生活各个领域所产生的行业重塑作用,以及对人力的释放。另一方面,这些重塑作用和人力的释放,引发了社会领域与行业的变革,促使了社会人才需求的转向;而教育是社会人才资源输出的重要领地,需要为此作出有力回应,从而催生教育生态升级。人工智能加速了教育深化改革的进程,推动了系统内部的更新再造。数字技术已经对教师学生、课程、教学方式、学习体验、评价、管理等教育要素产生了深刻影响,并通过逐步的再造教育流程,变革着教育生态。而人工智能则在进一步加速这一过程,以一种颠覆性创新的态势,拓展系统内各要素的内涵,改善和延展系统内部关系,重塑教育系统功能与形态。人工智能拓展了教育边界,助推未来学校建设。未来学校将借助技术的力量,把校外学习场所(如科技馆、博物馆)和线上学习场所都纳入“学校”的范畴,整合社会各领域的教育资源,形成一种全新的育人环境。同时,数字孪生等新技术促进现实空间与虚拟空间的交互融合,通过创建人、物、环境数字孪生体,实现物理空间与数字空间的双向映射、动态交互和实时连接。对教育系统内部的升级改造以及空间资源的拓展,能够使其更好地与社会领域衔接,更好地提供适应未来生活和工作的创新人才成长场所。

人工智能关乎强国战略目标实现

教育应服务于国家战略布局,为抢占人工智能发展先机,构筑先发优势;为国际竞争、社会发展输出创新人才,支持科学技术的自主研发。当前,世界各国纷纷把发展人工智能上升到国家战略的高度,以抢占新一轮科技革命的机遇高点以及全球竞争中的主动权。《新一代人工智能发展规划》提出我国要“成为世界主要人工智能创新中心”的战略目标,全局部署了经济、教育、科技、社会发展和国家安全等重要方面。教育强国战略是科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略等重要战略的逻辑起点,人工智能对教育的人才培养能力提出更高要求。近年来,世界各国在发展人工智能的同时也面临巨大挑战,如创新人才问题、高新技术自主可控问题等。人工智能的国际竞争本质是人才的较量,这需要教育从战略层面予以回应。因此,教育在战略上起引领作用,就要既充分发挥智能技术优势推动教育生态系统升级,又谋篇布局为国家发展提供人才支撑。立足技术与教育在角逐中互为塑造的视角,对人工智能促进未来教育发展的探索,更需要在战略上把握先机,通过教育为社会各领域输出创新人才,支撑社会各领域转型升级以及人工智能等高新科技的创新发展,为强国战略注入持续活力与能量。

教育在与技术的角逐中共同推动社会的发展。教育具有超前性、人文性、传承性、战略性及生态性等特点。在人工智能技术的指数式发展面前,教育的超前性变得难以维系;需要慢工出细活的人文性与满足社会用人需求的工具性之间呈现时空拉锯和矛盾;对人类知识的传承则变身为历史传承、人际共创以及人机共创的多重特征。随着人工智能技术推动的发展加速,教育的发展战略、前瞻性谋划,是一个时不我待、任重道远的重要课题。

(作者:顾小清,系国家社科基金重大项目“人工智能促进未来教育发展研究”首席专家、华东师范大学教育信息技术学系教授)

(责编:郝孟佳、孙竞)

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人工智能助力乡村教师专业发展

乡村教育振兴是乡村振兴的基础与保障,乡村教师是乡村教育发展的重要支撑。2020年7月,教育部等六部门联合印发《加强新时代乡村教师队伍建设的意见》,提出“发挥5G、人工智能等新技术助推作用”。2022年2月,教育部教师工作司发布的《教育部教师工作司2022年工作要点》,强调要“推进人工智能助推教师队伍建设”。数字时代,人工智能与其他技术叠加,深刻影响了教育教学方式和学习方式。目前,我国乡村教师在专业发展方面仍然存在诸多不足,人工智能技术的推广应用,有利于加快推动乡村教师的专业成长,促进义务教育的均衡发展。

首先,人工智能技术可以促进乡村教师的个性化专业发展。基于人工智能的课堂智能分析,可以对教师教学实况录像或教学视频进行分析,精准诊断教师教学中存在的问题,助力教师专业发展的个性化学习。其次,人工智能技术可以辅助乡村教师优化教学。教师利用人工智能系统对学生日常学习、课堂表现等进行诊断、监测,可以在了解学生当前学习状况的基础上,有针对性地对教学内容与教学方法进行改善,并不断优化教育模式。再次,人工智能的交互特性可以帮助乡村教师解决教学中的问题。针对教学过程中的难题,教师可以采用人工智能系统答疑解惑。最后,人工智能技术可以帮助乡村教师实现优质资源共享。智能技术具有一定的诊断功能和前测功能,能够自动识别并针对性地推送一些对教师教学有益的资源,助力提升教育教学质量。

党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央高度重视教育公平,推动义务教育均衡发展,我国乡村教育取得长足进步。然而,在以人工智能赋能乡村教育高质量发展过程中,仍然存在乡村基础设施薄弱、数字化发展不平衡、专业人才缺失等诸多问题。比如,一些地区支持教师专业发展的人工智能教育设备存在严重紧缺的现象,在一定程度上影响了乡村教师专业发展的可持续性,无法有效支撑教师的数字化学习需求;一些乡村地区信息化理念落后,学校及相关部门对信息技术及其重要性的认识不足,尚未主动地学习信息化知识并积极应用到教育管理和教师发展规划中。教师是教育发展的第一资源。当前,我们应高度重视以人工智能支持乡村教师专业发展,推动乡村教育高质量发展。

一是丰富支持教师专业发展的人工智能设备与资源。充足的机械设备和教学资源,是乡村智慧教育可持续发展的基本条件。应加大对人工智能软硬件设备的投入力度,改善当前设备配备不足、学习资源和教育资源短缺的状况,优化教育教学环境,不断丰富教学资源,为乡村教师专业的可持续发展提供有力保障。二是提升乡村地区信息化管理水平。应高度重视并积极开展对学校管理人员人工智能应用能力的评估,科学构建相关培训体系,大力提升学校对人工智能应用的管理能力与水平。人工智能应用能力包括人工智能应用素养、规划与设计能力、组织实施能力、评价与反思能力等。可以通过举办人工智能学习研讨班、网络培训等活动,强化对相关管理人员的培训,以网络论坛、线下会议等多种形式,促进管理人员围绕校园信息化建设开展深入交流,鼓励他们积极实践与应用,不断积累相关经验,不断提高乡村地区信息化管理水平,为促进乡村教师专业发展提供重要保障。三是增强乡村地区信息化理念。政府部门可以通过农村广播、电视以及互联网等方式,及时准确传达乡村信息化发展政策,提高农村居民的信息意识和信息应用能力。同时,学校应把握教育信息化发展机遇,在乡村地区中小学积极开展信息化知识主题课程建设。在此基础上,将互联网技术引入课堂教学中来,不断提升乡村教师的信息化意识,进而支持乡村教师的专业发展。

(本文系江苏省社科基金一般项目“人工智能支持乡村教育振兴的模式构建及行动研究”(22JYB013)阶段性成果)

(作者单位:南通大学教育科学学院)

人工智能时代需要怎样的教师

・“人工智能与教育”系列报道之三

“我的工作会被机器人取代吗?”人工智能的迅猛发展,让越来越多的人开始担心自己的“饭碗”。而随着人工智能进军教育领域,许多教师也开始忧虑起来:“机器人会让我失业吗?”

实际上,这种担心并非空穴来风。2016年5月,美国佐治亚理工学院计算机科学教授艾休克・戈尔,在自己的网络课程中,将一款聊天机器人安排为自己的助教。这一聊天机器人在后台回答问题的功能非常强大,学生们根本没有注意到自己的聊天对象是机器人。人工智能会取代教师吗?

教师被人工智能替代的几率为0.4%

“如果你的工作包含以下三类要求,那么你被机器人取代的可能性非常小:社交能力、协商能力以及人情练达的艺术;同情心以及对他人真心实意的扶助和关切;创意和审美。”北京师范大学教育学部副部长余胜泉说,“反之,如果你的工作符合以下特征,那么被机器人取代的可能性就非常大:无需天赋,经由训练即可掌握的技能;大量的重复性劳动,每天上班无需过脑,但手熟尔;工作空间狭小,坐在格子间里,不闻天下事。”

余胜泉告诉记者,英国广播公司(BBC)基于剑桥大学研究者的数据体系,分析了365种职业未来的“被淘汰概率”。其中,电话推销员、打字员、银行职员等职业,分别以99.0%、98.5%、96.8%概率,被列为可被人工智能取代的职业;而艺术家、心理医生、教师等职业,分别以3.8%、0.7%、0.4%的概率,被列为最不可能被人工智能取代的职业。

“BBC分析认为,教师被机器人替代的概率只有0.4%,但英国教育专家AnthonySeldon则预测现在离人类教师消失只剩下3000天。孰是孰非呢?”《华东师范大学学报(教育科学版)》主编杨九诠说,“我想不可能有也不应该有肯定的答案。但值得注意的是,此‘教师’已非彼‘教师’。在未来新的社会样态、教育样态、知识样态和学习样态中,教师的思想观念、心智结构、生活方式和角色意识等,以及教师与社会、组织、学生、同行的关系,都可能发生颠覆性的全新变化。”

“传道、授业、解惑,是教师的主要职责。随着人工智能的出现,智能机器人可以代替教师传授知识、解疑答难、展示方法、考试阅卷,但在‘传道’这一块是替代不了的。”新疆呼图壁县教科局局长朱新宇说。

“目前的智能教学系统还是对优秀教师的模拟,建立教师模型、学生模型、教学法模型和交互模型等。所以说,人工智能远远谈不上对教师、特别是优秀教师的直接威胁。我们可以将人类智慧编码输入电脑,但不可能将电脑芯片植入一个健康的大脑。”北京大学教育学院教育技术系教授贾积有说。

人工智能将是教师的得力助手

“人工智能不可能取代教师,而是要成为师生的强大助手,可大幅提升教与学的效率和效果,所以学校应积极拥抱人工智能。”科大讯飞轮值总裁吴晓如说。贾积有也表示,人工智能技术在教育领域的应用与传统教学方法相比具有比较显著的正面影响。

贾积有介绍,数据挖掘技术应用到教育上,可以实现教育决策和管理的民主化及科学化;学习分析技术可以帮助教育者更好地实施个性化和适应性教学活动,也可以帮助学习者更准确地认识自己,开展针对性学习,改进学习效果,提高学习效益;模式识别技术如情感识别等可以自动识别学生的情感状态,以便实施适应性教学;自然语言处理技术一方面可以作为辅助工具应用到语言教学上,促进学生听说读写译各个方面的发展,另一方面作为人机交互手段应用到智能教学系统上,实现自动答疑。

余胜泉也认为,人工智能在教育未来的许多方面,如自动出题与批阅、学习障碍诊断与及时反馈、问题解决能力测评、学生心理素质测评与改进、青少年体质健康实时监测、学生成长发展指导、智能学习伴侣、个性化智能教学、综合素质评价报告等方面,都可以承担起教师的角色。

“人工智能将引发现代教与学的革命,众多语音图像识别、可穿戴设备、虚拟现实成像技术渗入课堂,使得现行的教学媒介、师生评价反馈、深度学习等都发生改变,学生个性化、任务单式的学习,团队项目式的学习,多学科的统整融合实践等,都将在智能设备的支持下变得更便捷。”广东省深圳市南山区后海小学校长蒋和勇说。

“人要驾驭机器,而不能被机器奴役。”北京市第十八中学校长管杰表示,有了人工智能的辅助,教师可以腾出更多的时间和精力,创新教育内容、改革教学方法,让教育变得更好。教师就不再仅仅是知识的传授者,还是满足学生个性化需求的教学服务提供者、设计实施定制化学习方案的成长咨询顾问,成为学生学习的陪伴者、动力的激发者、情感的呵护者,真正成为学生“灵魂的工程师”。

不会使用人工智能的教师有可能被淘汰

“显然,未来的优秀教师将是那些善于使用人工智能的教师,教师要主动拥抱人工智能。”教育部基础教育课程教材发展中心主任田慧生说,“我们应该积极面对人工智能带来的挑战,同时提高自身的自主学习能力,培养创造力。创新思维的培养,就是要呵护学生的好奇心和求知欲,鼓励学生发现问题。”

“人工智能不能取代教师,但是使用人工智能的教师却能取代不使用人工智能的教师。”余胜泉说,未来的教育是人与人工智能协作的时代,充分发挥机器与人类不同的优势是提高教育生产力的关键,人工智能将会取代简单重复的脑力劳动,教师要发挥人类的创新、复杂决策、情感关怀激励等优势。

朱新宇认为,在人工智能时代,教师教学必须抓住3个核心:一是教授学生有价值的知识,同时培养学生探寻知识的兴趣、欲望和方法;二是培养学生良好的品行;三是启发学生寻找人生的价值和意义。

“最基础的教育,将不再需要教师;而‘更好教育’的需求以及市场选择中不同的支付渠道和交换方式,将大大提升教师的薪资水平和社会地位。”杨九诠认为,“教师将成为未来社会不同类型、不同规模的学习中心重要的共同规划者和运行者,从而成为社会与教育的协同创生力量;在工作性质和社会筛选的相互作用下,教师的道德水平将提升到新的境界,甚至可以想象,未来教师的薪资中将可能包含社会供养的成分。”

教育部教师工作司司长、北京外国语大学党委书记王定华说,教师要不断增长本领,善用人工智能,提高教学效果,扩展知识疆域,调动学生兴趣,不能对其漠然置之、不屑一顾。同时,教师也要体现主体地位,永做学校主人,关注学生成长。人不仅是学习知识的认知体,更是有血有肉的生命体。教师职业必将长期存在,人工智能则发挥必要辅助。

“面对信息技术和人工智能的日新月异,有关大学和中小学应加快教师发展信息化步伐,主动拥抱人工智能,进一步推动信息技术在教育教学、教育管理、教育服务过程中的应用,利用智能技术支撑人才培养模式的创新,支撑教学方法的改革,持续不断地造就一批又一批掌握信息技术、具有创新思维的教师。”王定华说。(记者苏令)

(责编:于昕君(实习生)、熊旭)

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人工智能时代学校教育的现状及发展趋势

(二)积极开展教师人工智能教育培训

教师作为学生培养者、人工智能教育实践者,提升自身人工智能素养是实现教育现代化的重要保障。针对当前教师对人工智能教育认识分化,人工智能教育利用不合理情况,学校与教育主管部门应定期对教师进行相关教育培训。第一,深入调查研究了解当前教师关于人工智能教育认识程度、使用熟练度、存在具体问题及相关建议,由此制定具有针对性的培训内容。第二,针对调查结果结合不同地区实际教育发展需要,制定人工智能专项教育培训计划,达到教师正确认识并熟练运用目的。第三,邀请人工智能专家、教育专家、资深教师进行培训课程研发。使培训课程贴近生活、贴近课堂、贴近学生,做到为教育服务。第四,为保证培训效果,将人工智能教学技能作为教师综合考核标准之一,督促、激励教师向数字化教师转型,带动教育事业走向现代化。

(三)合理为学生制定个性化学习方案

人工智能教育使教师对学生学习过程具有深入了解,可以针对不同层次学生制定个性化学习方案。传统课堂教师无法兼顾学生学习差异,授课内容只能以班级大多数学生水平为参照,导致优等生得不到突破,后进生理解困难,难以真正达到因材施教。在人工智能教育帮助下,通过自适应学习程序、游戏和软件等系统响应学生的需求,全过程搜集学生的学习数据,通过分析数据,最后向学生推荐个性化的学习方案。课前,教师通过数据反馈结合学生学习需要制定本节课教学计划。课中,依据学生课堂表现,教师可以有针对性的对学生薄弱环节,进行深入讲解加深学生印象。课后,分层次布置作业,在确保夯实基础知识前提下,适当拔高作业难度,既能巩固知识,又能减少学生学习挫败感调动学习积极性。人工智能教育把传统课堂的优势与数字化教学的便利相结合,实现线上教育与线下教育的混合式教学,达到个性化教学目的。

(四)考核体系实现素质评价精准化

当前以知识为核心的考试制度,虽然提高了升学率,但是制约了教育创新发展,不利于学生综合素质提升。随着人工智能数据采集方式的不断完善,充分利用大数据智能分析对学生的学习过程、学习行为、学习水平等进行分析,基于学生的个性特点精准建立学习者的动机、能力、爱好、水平、体能、心智水平等要素构成的学习方案,具备大数据智能过程性评价的新制度将从根本上优化当前的以知识为核心的考试制度,以学习者动态发展学业水平为基础的适应性双向匹配与选择制度将被建立,从而实现素质评价精准化,提升学生学习的积极性与主动性。

三、人工智能对未来教育影响

(一)促进学生深度学习

理想的学习效果是让学生认识到学习意义,从而全身心投入到未知领域的学习中,达到深度学习目的,人工智能教育利用技术优势实现学生深度学习。首先,真实地学。真实是深度学习发生的基础,在课堂中减少虚假学习行为,聚焦学生内心世界,了解学生学习困境,进行针对性教学,从而促进学生深度学习。其次,充分使用工具。人工智能为教育提供丰富多样的学习工具,学生结合自身学习特点,合理选择学习工具,提高学习效率促进深度学习。最后,整体地学。关于深度学习,我们应走出碎片化学习误区,利用人工智能辅助学习工具,把知识与生活相联系与学生学习过程体验相结合形成整体教学。人工智能时代深度学习不仅是大脑参与的思维层面的学习,更是人机协同的系统化学习。

(二)促进学生跨学科学习

单科学习让学生有完整系统的学科知识,但其局限性无法满足新时代对学生综合能力提出的要求,新时代跨学科学习是未来创造者的必修课。这种学习方式打破不同学科、领域之间的知识隔阂,在帮助学生解决复杂问题的同时拓宽认识边界,培育学生的发散思维和创新能力。人工智能时代跨学科学习,不再局限于学校学科之间的跨越学习,而是提倡学生学习社会各个学科领域的重要知识,并用此指导实践。进行跨学科学习应使用交流合作的学习方式,在学习过程中取长补短,融百家之所长,实现知识的流动、转换和创新,在理性的学术争论中,帮助学生完善知识,提升学生创新水平。

(三)促进学生思维方式转变

人工智能教育颠覆了不同个体的学习过程和学习方式,促进学生思维方式转变。在应试教育背景下,学生常用死记硬背的学习方式,不考虑知识的来源、用处与其他知识的关联,缺乏在实际生活中运用。针对这一问题,人工智能用庞大数据库和丰富实践案例,来引导学生思维方式从零维上升到一维。线性思维强调不同事物之间彼此关联和相互连接,利于学生用所学知识连接现实解决困境。建立不同知识点的因果联系,有助于提高学生创造力、展现个性。人工智能作为人类学习辅助工具,极大地优化了学生的思维方式,加速素质教育实现。

四、结语

人工智能技术发展使学校教育得到优化,为人类社会发展带来动力和创新契机,我们应从理性的角度出发,合理利用技术推动教育进步,提升教育质量,真正发挥教育立德树人作用。在进行教育体系建设时,始终坚持教育的初心和使命,坚持科学精神、创新精神、实践精神,发展具有中国特色的新时代智能教育。

参考文献:

[1]梁迎丽,刘陈.人工智能教育应用的现状分析、典型特征与发展趋势[J].中国电化教育,201(8  03):24-30.

[2]吴晓如,王政.人工智能教育应用的发展趋势与实践案例[J].现代教育技,201(8  02):5-11.

[3]余胜泉.人工智能教师的未来角色[J].开放教育研究,201(8  01):16-28.

[4]张剑平,张家华.我国人工智能课程实施的问题与对策[J].中国电化教育,200(8  10):95-98.

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