余胜泉:人工智能教师的未来角色—中国教育信息化网ICTEDU
摘要人工智能可以代替人类从事枯燥乏味的劳动,提升工作效率;能让教师有更多时间和精力关心学生心灵、精神和幸福,有更多的时间与学生平等互动,使学生更具创造性和创新性。
人工智能发展的迅猛之势,令我们目不暇接,对教育的影响特别是教师的影响也是巨大的。人工智能可以代替人类从事枯燥乏味的劳动,提升工作效率;能让教师有更多时间和精力关心学生心灵、精神和幸福,有更多的时间与学生平等互动,使学生更具创造性和创新性。
人工智能的基本原理是模拟人的大脑结构和思维方式进行工作,在计算智能、感知智能、认知智能和社会智能方面可以与人媲美甚至超过人类。但客观来讲,现在许多领域的单一任务方面的人工智能一旦跨越了行业和领域,它们就呈现出“弱人工智能”的特点。计算机科学家也正在想象预测,强人工智能、超人工智能将会在未来社会出现。
英国剑桥大学和BBC基于牛津大学卡尔·佛雷和米歇尔·奥斯本的数据,系统分析了目前365种职业中未来的“被淘汰率”,结果显示:电话推销员为99.0%,打字员为98.5%,保险业务员为97.0%,而艺术家为3.8%,音乐家为4.5%,科学家为6.2%,建筑师为1.8%,教师职业的被取代率更低,只有0.4%。通过研究,他们认为以下工作中所包含的技能被机器人取代的可能性非常小,如教师的社交能力、协商能力以及人情练达的艺术;同情心,对他人真心实意扶助与关切;创意和审美。
相比较之下,如果所从事的工作只需要经过简单训练就能掌握的技能,或者只需要大量的重复性劳动,这样的工作被机器人取代的可能性就会很大。美国佐治亚理工大学计算机科学教授艾休克·戈尔曾让一个叫吉尔·沃特森的机器人为他做助教,在给学生授了5个月课后,他惊奇地发现,竟然没有任何学生注意到课程助教是一个机器人。
在我看来,未来教育将进入教师与人工智能协作共存的时代,教师与人工智能将发挥各自优势,协同实现个性化的教育、包容的教育、终身的教育和公平的教育,促进人的全面发展。如果把未来的教师进行定位,我们可以界定为“人工智能教师+人类教师”协作完成教书育人任务。
人工智能教师未来可以承担的角色,包括如下内容:
成为可自动出题和自动批阅作业的助教。人工智能教师可以根据知识图谱,基于人工神经网络,甚至能对主观题进行自动判别。我们曾经做过实验,后来发现人工智能教师打分与普通教师打分的一致率竟然高达92.03%。
成为学生学习障碍自动诊断与反馈的分析师。它们可以知道学生的学习问题在哪,怎么改进,能够对学生学习问题进行描述性统计和诊断性分析,并基于机器对学生的学习进行障碍诊断。
成为测评问题解决能力,并进行素质提升的教练。人工智能教师可以借助技术,将学生掌握的知识融入仿真情境中,让学生尝试解决各种问题,并对学生留下的数据进行分析。接着,人工智能教师可以根据次序特征、时间特征和交互特征,对学生进行系统评价和素质提升。
成为学生身心素质测评与改进的辅导员。人工智能教师可以辅助心理教师关注学生的异常行为,采集学生各种网络数据,对他们的心理健康进行预测;基于学生社交网络的人格与情绪分析,基于定位技术进行学生行为分析;根据语言特征预测风险,对学生心理健康进行监测预警与干预。通过学生的“心理地图”采集情绪数据,为学生提供私信服务;还可以成为学生体质监测与提升的保健医生,形成学生健康素养的体质监测报告等。
成为反馈综合素质评价报告的班主任。包括学生的核心素养,在学科领域中掌握核心知识的情况等,基于数据的综合素质评价,对学生认知能力、学习风格、知识素养形成全面客观的评价。
成为个性化智能教学的指导顾问,成为学生个性化问题解决的智能导师。通过将学生答疑的问题汇总在一起,形成专家知识库;搜集学生的问题,分析其背后的教育学、社会学、心理学原因,开发出知识地图,并基于优秀教师的解决案例,让这些专家知识库成为学生的“智能学习伴侣”,成为学生在校学习和家庭学习的助手。
成为学生成长发展的生涯规划师。基于学生个人数据,如学科水平、能力特征、心理状态、学习行为、传感数据,根据招生与录取政策、专家知识库等建立模型,并基于学生自主调整和专家建议等维度,形成对学生学业发展的推荐平台,辅助学生做好成长与发展规划,让学生能够实现全面而有个性的发展。
成为精准教研中的互助同伴。人工智能教师根据传统教师的备课、听课、评课、课例分析、班级知识图谱,基于大数据形成智能协同教研工具,配合教师形成数据驱动下的精准教学。人工智能教师还能成为个性化学习内容生成与汇聚的智能代理,可以成为数据的教育决策助手。
综上所述,人工智能教师能够连接正式学习和非正式学习环境,教育将更开放,泛在学习会逐渐成为基本学习形态。知识不在单纯依赖于学校教师的传授,所以人工智能支持下的未来教师角色将发生极大转变:教师知识性的教学角色,将会被人工智能所取代,教师的育人角色将越来越重要,我们将迈向教师与人工智能协作的未来教育时代。
如果今天的教育和教师不生活在未来,未来的学生必将生活在过去。教师要激发学生求知本性,让学生在人工智能时代更富有创新性,学习更具高品质,内心更丰盈。
未来,人工智能时代的教育应该是更加幸福、更加人本的教育。面向未来的教育应该更加尊重和关爱学生,以学生为本、为学生一生的幸福和成长奠基。
(作者系北京师范大学教授、未来教育高精尖创新中心执行主任)
人工智能,赋能教师队伍建设
为深入推进人工智能等新技术与教师队伍建设的融合,教育部分批启动了人工智能助推教师队伍建设试点工作。推进人工智能与教育教学深度融合,无疑是赋能教师专业发展、深化教师评价改革、推动教师队伍建设的有力抓手。在试点工作推进过程中,一批试点学校或区域在利用人工智能助推教师队伍高质量发展方面作出了卓有成效的探索。我们选取北京大学等6个试点的成果概要展示,以供参考。
北京大学:提升教师数字素养与应用能力
在人工智能助推教师队伍建设试点工作中,北京大学通过组织培训、资助专项课题等方式提升教师的数字素养与应用能力,具体举措与成效分为以下四个方面。
一是开展人工智能助推教师队伍建设及数字人文的专题培训。
北京大学通过邀请人工智能相关领域的专家学者,研讨了关于教育发展的数字化智能化、人工智能驱动下的教育创新与应用等具体内容,累计有上千人次的北京大学一线教师通过线上线下相结合的方式参与了培训活动。目前北京大学正在积极推进与剑桥大学的合作,探索数字化、智能化等新技术对未来教育的影响和改变,致力于促进基于教学实践的研究和全球范围产学研的交流合作。
二是建设支撑教师培训的专门研修平台和学习资源。
为进一步做好教师培训工作,方便教师研修和学习,北京大学在2022年春季学期部署建设了北大培训平台。该平台不仅为教师线上参与直播培训或回看录播提供了便利,也为教师的长期研修提供了丰富的学习资源。同时该平台将自动记录教师的研修数据,为教师的研修情况提供数据支撑。
三是遴选人工智能研究与应用方面基础好的院系和实验室进行先行先试。
以大数据、人工智能为代表的数字技术在北京大学的人文、考古、医学、化学材料等学科领域有了很好的建设基础,并取得了一定成效,促进了信息技术对传统学科的赋能升级。
比如在数字人文领域,为了打造智能时代的数字工具和研究平台,北京大学积极加快推进建设哲学社会科学数据库、古籍智能整理系统、古典文献大数据分析平台、历代目录集成可视化系统、儒家学术史知识图谱平台、历代年谱GIS可视化平台等支撑平台,以新兴技术重构和利用经典文献形成新的研究契机。
四是在全校范围内培育孵化人工智能改进教学的应用案例。
北京大学启动了“北京大学人工智能助推课程建设项目”,作为人工智能助推教师队伍建设的子项目。学校在全校范围内征集了56门课程进行人工智能等技术促进教育教学改革的实践,旨在提高教师的信息化教学能力,促进人工智能与教育教学的深度融合。
同时,北京大学还积极推进教师大数据建设与应用。北京大学教师教学档案袋平台是实现教师数据的融合共享、机构协同创新的重要平台系统。教师教学档案袋平台还在持续建设中,正逐渐探索尝试纳入人工智能技术,在持续积累教师数据基础上进行数据挖掘,建立教师画像,为教师发展提供有针对性的资源和服务,加强教师教育。该平台除了为教师教育和发展提供支持,还要构建基于数据、面向过程的教师评价新模式,充分发挥大数据的优势,创新教师评价工具、优化评价管理、提升评价质量和拓展评价结果。
华东师范大学:深度融合人工智能与教育教学
以自身的特色和优势为基础,聚焦人工智能助推高校教师、师范生、中小学教师围绕育人联动发展的追求,华东师范大学经过5年的努力,将在师资队伍、人才培养、环境建设、教育范式、社会服务等方面实现全面革新。
面向师范生,学校在人工智能助推教师队伍建设行动中推动了以下几个方面的工作。
打造“一平五端”实训生态平台,实现过程性智能测评。基于见习、研习、实习三习一体化的教师教育实践体系,打造线上线下相融合的“一平五端”教学能力实训生态平台,包括一个教师教育实训教学一体化平台,以及电子资源端、移动听评课端、教育实习端、课堂互动端、数据管理端等五个数字端。
构建微型认证标准与规范体系,推动能力本位的培养。在牵头研制的《中小学教师信息技术应用能力标准》和《师范生信息化教学能力标准》基础上,学校聚焦基础教育教学的核心环节与关键能力,创造性研制了师范生教学能力评价体系以及《师范生课堂教学能力微认证体系》等师范生系列标准与规范。
研制师范生智能素养框架,夯实新时代教师必备能力。对于师范生智能教育素养这一新时代教师需要必备的基础能力,学校组织专家团队研制了师范生智能教育素养框架,框架共有13项能力,制定了对应的课程体系框架并绘制了学校已开课程的课程谱系。
面向中小学教师,学校统筹多学科、联动基础教育学校与企业,探索“智能工具支撑、能力素养提升、发展模式变革”的发展路径,现已产生了一批阶段性成果。
智能工具做支撑,逐步构建智能化支持体系。学校统筹计算机科学、教育学等优势学科成立上海智能教育研究院,聚焦“学—教—评—管”等教育环节痛点问题开展基础研究和应用研究,确定了三维自适应学习、高质量课堂诊断与改进、核心素养导向的智能评价等五个重点研究方向,推动快乐机器人、作文评阅机器人、虚拟仿真实验、游戏化学习等四项工程应用落地。同时面向多个学科开发应用场景,研发应用产品。
课程重塑为途径,精准提升教师关键素养。学校聚焦教育数字化转型对教师队伍建设的新要求,着力打造“教育数字化转型中的教师关键能力培养计划”,从“精准教学中的数据决策力”“跨学科教学中的融合设计力”“智能环境中的创新应用力”三个专项出发,助力中小学教师在数据决策、跨学科教学设计与实施、人工智能教育应用等能力方面形成突破。
模式变革做引领,形成面上辐射的成熟经验。学校在“人工智能助推教师队伍建设项目”推进过程中,逐渐探索、形成了“高校—企业—学校”为主体的智能教育共同体模式和“共学、共研、共创”为路径的能力提升模式。
面向高校教师,学校激发他们进行教学改革的意愿,同时着力提升教师智能素养。一是制度建设为保障,有力推进智能教育产学研。二是梯度指导为支撑,渐次提升智能教育素养。三是课程重塑为挑战,做实智能教育育人主阵地。四是专项研究搭平台,构建智能教育教学环境。
华中师范大学:构建“人工智能+教师教育”新体系
华中师范大学于2021年启动实施人工智能助推教师队伍建设行动试点工作,基于学校人工智能助推教师队伍建设行动试点工作在标准、工具、模式、应用及服务上的需求,稳步推进“五大任务”,已取得一定进展。
教师素养刻画与课程资源建设评估。华中师大于2020年11月获得国家标准立项研制信息素养国家标准,以此形成了一系列教师信息素养评价指标、模型、工具和系统,并于2021年启动教师数字画像评价指标体系研究,打造以数据为基础的教师数字画像和多元评价体系,从师德修养、专业知识、教学能力、教研能力、育人能力、社会影响和多方评价等维度动态描述教师数字画像,为教师工作减负、专业发展赋能。
智能化环境建设与平台工具研发。建成“人工智能+教师教育”综合实验实训平台,全面支撑教师职前职后一体化培养,覆盖教学、教研和培训多个领域。推进智慧教育环境提速升级,研发支撑创新教学的“小雅平台”。学校自主研发了云端一体化智能教育SPOC平台——“小雅”,构建了课程知识图谱、智能问答、智能推荐等多个智能模块,支持教学数据的伴随式采集和数据驱动的分析,实现了教学理论具象化、教学设计标准化、教学行为数据化、教师评价精准化,全面促进大数据、人工智能等新兴技术与教育教学的深度融合。
智能教学与研修模式创新。针对基础教育传统教研模式组织难、协调难和研修数据采集难等问题,学校推进“互联网+大数据+人工智能+教师研修”深度融合,探索形成了线上线下相结合的课例研修模式、教师工作坊支持的主题研修模式、混合学习环境下的微课题研修模式、直播课堂支持的同侪研修模式等四种研修新模式。利用信息技术对基础教育教师教学数据进行分析,生成精准、高效的课堂教学AI报告,包括课堂师生行为报告、课堂参与度数据图等。
人工智能支撑师范生职前职后一体化培养。为营造更真实的实训环境,提升师范生“三字一话”能力水平,学校建设了智慧书写教室和智能化普通话训测中心,建设云课堂“师范生技能培养”课程,师范生可以随时随地获取专业技能比赛、优秀作品等资源。建设数字化教师教育资源,探索建立“模拟小课堂”“微格技能小组”等小班化教学与实践制度。开展“人工智能+”名师课堂创新应用,如开展师范生与国培教师的云端对话以及国培骨干教师优质课程展示活动等,并录制国培骨干教师优质课及微讲座、中学名校名师论坛资源等。
人工智能助推乡村教师教学能力提升。构建“三个课堂+AI”的“开好课”模式。针对乡村薄弱学校的教与学问题,探索“三个课堂+AI”创新实践,利用“专递课堂+AI”赋能学生的自主学习,“名师课堂+AI”赋能教师的专业发展,“名校网络课堂+AI”促进优质资源和自适应的汇聚。同时,面向中西部开展人工智能助推教师队伍建设专项培训。
东北大学:全面提升教师信息素养
东北大学自入选教育部第二批人工智能助推教师队伍建设试点高校以来,将人工智能助推教师队伍建设作为“十四五”发展规划重点内容和学校教育信息化重点工作予以高度重视,着力提升教师素养,建设创新团队,赋能教师队伍评价改革。
实施教师信息素养提升计划。学校制订教师信息素养提升计划,对标新时代高素质专业化创新型教师队伍建设,以智能技术为手段,建立满足教师职业生涯发展全程支撑、全面覆盖的教师教育培训架构和课程体系。学校2021年底出台《东北大学教职工培训规定》,结合教师成长特点与发展需求分类组织教育技术培训,将人工智能素养提升作为重要内容纳入教师培训制度安排。教育技术培训结合现代教育技术发展趋势,以信息技术提升课程教学质量和水平为出发点,围绕在线开放课程的现状与展望、混合式教学改革、在线教育工具改进传统课堂教学等内容组织了52学时的培训。
重点支持人工智能领域教师队伍建设。围绕“人工智能”研究领域,学校通过实施“创新团队建设工程”“协议年薪制岗位聘任”“长聘教师岗位聘任”等举措,加大力度重点支持“人工智能”研究领域特色鲜明、创新活力强、研究方向明确、引领学科跨越式发展的高水平创新团队,如“工业互联网与工业人工智能驱动的智能化管理与控制系统团队”和“工业智能与系统优化团队”等;在工业人工智能领域布局发展,建设“工业人工智能研究院”“人工智能与大数据科学中心”“智能电气科学与技术研究院”等多个重要科技基地,为实现未来国家级优秀学术领军人才的培养以及新兴优势学科方向的确立奠定重要基础。学校鼓励教师开展自由探索,开拓新的研究方向,打破学科专业壁垒。建立有利于学科交叉融合的学术评价和成果认定机制,优化学科交叉领域资源配置,瞄准科技前沿和关键领域,重点支持人工智能、智能制造与装备、深地深空、新能源及储能、新材料等研究方向的交叉融合,推动创新团队及所在学科实现跨越式发展。
大数据支撑教师评价改革。学校利用大数据采集和学习分析技术,对教师教学、科研等育人各环节数据进行深度分析,在职称晋升、聘期考核、团队遴选等工作中,充分利用大数据采集和全球引文数据库(Scopus数据库),对教师及所在团队在教育教学、科学研究、学术影响力等方面进行深度分析,探索建立包含第三方客观数据源分析评价在内的综合测评体系,全面了解教师的科研现状及发展趋势,利用Scival科研分析管理工具,查阅科研绩效分析、学科前沿分析、国际合作程度等,为教师及团队发展评价提供数据支撑。
北京市海淀区:信息技术支持教师进阶发展
北京市海淀区作为教育部第二批人工智能助推教师队伍建设试点区,充分利用互联网、人工智能、大数据、5G等新一代信息技术优势,聚焦高质量教师队伍建设关键问题,启动实施“海淀区人工智能助推教师队伍高质量一体化发展”试点。
一是推进智能教育新型基础设施建设,加快构建智能环境。海淀区系统推进智慧型教师研修中心——海淀区教师进修学校新校区智慧校园建设,启动远程互动教室、沉浸式演播厅等创新研修空间建设。
应用全方位支持教师混合式研修的海淀教研平台,该平台目前可以实现课程发布、自主选学、记录研修、学分认定等全过程信息化管理,留存研讨过程中的结构化资源。同时,配合在线研修建设了结构合理、内容优质、丰富多样的课程资源库。
二是探索技术赋能的教与学方式变革,促进课堂教学提质。开展三类“双师课堂”模式探索,走出教师柔性交流新路径。以优质资源的重新配置为导向,系统规划了双师教学实施方案,组建稳定的双师协作伙伴关系。构建了适用于线下教学场景的“1+1协作直播”的双师课堂,适用于线上线下混合教学场景的基于“名师微课”的双师课堂等。
同时,开展促进学生自主学习的混合式教学模式研究与实践,研发调研工具,做好中小学线上教学指导。同时,凝练基于混合式教学设计与实施的典型经验,积累了优质的教学设计案例、教学课例、活动方案、教学工具等素材和资源。此外,探索基于大数据的精准教学模式,依托智能学习终端积极开展“基于在线学习行为数据的精准教学”和“基于学生学业水平的精准教学”两类实践。
三是提升教师作业设计与实施能力,助力“双减”政策落地。
建立学校作业网络系统和智慧作业方案,分学段探索技术支持下的分层、弹性和个性化作业的设计、布置与反馈路径与方法;探索了系统设计、课题研究与项目试点相结合的作业提质行动新模式。
四是开展人工智能支持的联合教研,促进教师一体化成长。开展65场“海淀‘大教研’之一体化联研”系列实践,开展三种类型的人工智能支持的联合教研实践,包括课例载体的联合教研、学科学术研讨类的联合教研、复习和命题为主导的联合教研,沉淀出一套可迁移的技术助力的联合教研典型工具和模式,积累并共享数字化学习资源。
五是建设数据支持的“精准培训”体系,支持教师进阶发展。面向全区中小学教师开展海淀区“十四五”时期教师培训现状及需求调研,基于全区教师培训需求的精准挖掘与分析,科学合理设计进阶培训课程。依托海淀教研平台开展线上线下相结合的新任教师培训、骨干教师研修、名师培养特色专题活动。研制“海淀区卓越教师专业素养标准及理想行为模型”,借助大数据手段建立教师成长过程评价与追踪机制,为下一阶段进一步探索教师“数字画像”、支持教师进阶发展提供依据。
上海市宝山区:打造“未来宝”数字基座
上海市宝山区自获批教育部人工智能助推教师队伍建设试点区一年来,聚焦教师队伍高质量发展,通过教育教学模式变革及育人方式转型,着力培养高素质创新型“未来教师”。
建设宝山教育数字基座,提供教师专业发展数字化支撑。针对教师信息化教学创新能力不足、薄弱学校教师应用能力水平低、教师机械性与事务性工作繁重等问题,宝山区建立“未来宝”数字基座,依托基座组织中心、应用中心、数据中心、消息中心、物联中心的五大核心能力,整区推进教师智能助手常态化应用,缩小校际数字鸿沟,优化数字化教学环境,整体提升全区教师信息素养,初步形成“未来宝”数字基座赋能教师队伍建设的新路径、新模式。一是基于组织中心能力,提供组织架构支撑。二是基于应用中心能力,赋能学校教育教学和管理服务。三是基于数据中心能力,实现人少跑路而让数据多跑路。四是基于消息中心能力,实现师生人员互联互通。五是形成三大“虚拟学校”方案,有力支撑疫情防控期间的教育教学。
推进“三个课堂”建设,探索缓解教师结构性缺编新路径。聚焦公平均衡,针对优质师资不足、薄弱学校教师教学水平不高、区域内校际差距大等现实难题,宝山区开展了智慧同侪课堂,利用5G、大数据、人工智能等新技术连通课堂,实现教师同步备课、同步上课、同步教研、同步研训以及同步课后延时服务,教师“智能手拉手”形成“1位教师+1个云端合作团队”的网络共同体,破解跨学科教学、教师单兵作战等难点,缓解教师结构性缺编难题,扩大优质师资辐射范围,同时提升教师教学实践与创新能力。
落实“双减”政策,探索人工智能支持的教学新形态。针对师生负担重、教学效率低、标准化教学模式难以兼顾学生个性化发展等问题,宝山区探索了人工智能支持的教学新形态。立足“双减”“双新”政策背景,以“两个减少、一个增加”为目标(即教师低智慧重复劳动减少,学生学习负担减少,学习效能提高),在基础教育全学段开展区域基于知识图谱的“智适应”学习系统的开发实践与应用推广,开发运用学科“智适应”学习系统,优化区域“未来宝”智能助教系统和智能学伴系统,助推个性化教学实践;通过资源建设,逐步实现智慧同侪课堂常态化应用,项目驱动、研用一体,助推教师教研模式创新,培养一批具有数字化素养的各学科应用型教师。
推进教师专业能力与需求评测,探索教师专业发展新模式。在教师专业发展方面,针对部分教师专业发展意识淡漠、职业倦怠,新教师对专业前景和发展方向把握不准以及教师教育与专业成长模式单一等问题,宝山区构建了教师画像和智能导航系统,依据教师职业生涯发展阶段特点,总结提炼优秀教师成长模型,借助智能技术给予教师适当、适时的协助,发掘教师潜能,为教师专业发展持续续航。
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来源丨中国教师报
编辑丨梁欢
编审丨郭文君
人工智能视域下教师智能教育素养研究: 内涵、挑战与培养策略
王丹
摘 要 :以人工智能为代表的新一轮科技革命正在不断重塑现有的教育形态,教师作为“教与学”关系中的核心要素,其专业素养也亟待进行适应性调整与升级。教师智能教育素养可视为对原有教师信息 素养的转型升级,强调教育功能与教学法的核心价值以及教师作为“人”不可替代的发展特性。智能时代的教师专业素养是智能化和人性化的统一,可划分为以智能技术为工具、以智能应用为路径、以智能 人才培养为目的三个层次。通过重塑教师角色、激发主体意识,面向学生需求、提升教学效能,增加SEL 维度、注重价值引领等培养策略推进人工智能赋能教师队伍建设。
关键词:人工智能;智能教育;教师智能教育素养;教师教育。
以人工智能为代表的新一轮科技革命正在深刻地改变着人类社会。新形势下人工智能与教育教学的深度融合发展已经成为未来教育的必然趋势。这场新科技革命所引发的社会变革也在不断重塑现有的教育形态,包括知识生产模式、教育服务供给、人才培养观念以及教师的价值定位等。教师作为“教与学”关系中的核心要素,其专业素养也亟待进行适应性调整与升级。为此,党和国家近年来密集出台一系列政策文件,积极推进人工智能赋能教师队伍建设。2018年《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》要求“教师主动适应信息化、人工智能等技术变革,积极有效开展教育教学”。政策文件的出台和技术手段的不断升级为人工智能教育发展提供了重要的外部支持,但发展是内外因共同作用、相互转化的结果,不仅需要信息技术革命的外源性刺激,也需要教师专业素养的内生性发展与之配合,将外部社会需求转化为促进“人工智能+教育”双向融合的内在驱动力,反作用于教学实践与教育理论创新。因此,如何提升与完善智能时代的教师专业素养,如何利用人工智能提高教师教学效能以适应教育生态系统数字化转型的新趋势,成为亟待解决的重要课题。
当前,智能教育发展仍面临着诸多问题与挑战,特别是教师专业素养缺乏明确、系统的培养理念与培养机制,导致了不同教师群体在信息技术应用能力与智能化教学方面仍存在巨大的“数智鸿沟”,一线教师对人工智能及智能教育素养的认识还比较片面,信息素养、数据素养等概念无法满足智能时代人才培养与教师专业发展的新需求,等等。为此,本文从智能教育发展的现实诉求出发,对“教师智能教育素养”的内涵构成进行解读,探索与AI时代智能教育发展相适应的教师专业素养培养路径。
一、人工智能时代教师培养面临的挑战
(一)后疫情时代智能教育发展的现实诉求
世界范围内的新冠疫情推动了智能教育的高速发展,在线课程的规模化与常态化、智能教学环境的普遍应用对教育管理、教师定位、教学设计、家校互动等各教育层面产生了直接的影响。其中,教师信息技术素养不足成为影响教育教学质量最为突出的问题之一。在教学与课程层面,大多数教师仍停留在“信息化”与“智能化”教学的第一层级,即作为工具与手段的技术应用阶段,而对于优化教学活动、提升课堂效能、培养学生问题解决能力、实现个性化学习和精准教学等第二层级教学目标的实现还存在较大差距。党和国家相关政策文件的密集出台显示出我国对发展智能教育的重视以及与国际接轨的愿景,但在具体的教学实践中,尚缺乏明确指示性与可操作性。疫情防控期间出现了部分教师对线上授课、辅导、答疑等活动准备不足,教学资源利用不充分,在线教学内容与形式单一等问题。钟绍春认为,教师自身没有能力独立研究、解决第二层级教学问题的能力,是制约人工智能助推教师队伍建设工作向纵深发展的主要障碍。相较于教育技术发展的前沿性,教师教育则具有相对的独立性与滞后性,“还没有做好充分的准备应对来自人工智能的挑战,还没有在人与机器的关系中重新思考如何培养人类的教师。”因此,加强对智能时代教师专业素养的理论研究、更新认知与技术层面的教师培养理念显得尤为迫切。
(二)知识生产模式以及“教与学”方式的转变
人工智能时代,新理念、新技术、新方法的迭代发展突破了知识生产来源的封闭性,挑战了教师的权威性,深刻地改变了“教与学”的关系。知识生产模式受到人类社会发展水平的影响,经历了从单一学科知识生产(模式I)到多学科应用情境下知识生产(模式II)的现代转型。一些研究者认为,知识生产越来越具备情境性、问题性、跨学科性、实践性等特点。人工智能作为革命性的技术创新,使学科知识生产与技术知识应用的边界日益模糊。智能社会的知识生产模式,其基本特征可以归纳为以应用驱动为导向、体现跨学科和学科融合以及知识生产参与者的多样性和异质性三个方面。学科之间的深度交叉融合、海量数字化教育资源的自由获取、从学术知识到应用知识的需求转变、知识生产机构的多样性与复杂性,决定了未来教育将形成知识集群、创新网络、智能生态体系为一体的多主体、跨学科的知识生产范式,使基于单一学科知识传授的传统教师角色面临严峻的挑战。
同时,智能教育环境下,学生亦成为知识创生的主体,即在知识习得的基础上为满足个性化学习需求通过借助外部技术支持实现对已有知识的改造和创新,改变了以教师为中心的传统课堂。慕课、微课、翻转课堂、混合式教学等教学法的普遍应用使教师从知识的生产者、传授者转变为组织者、辅助者,使教学成为一种以学习者为中心的动态知识建构过程。这种以个性化学习、问题解决、知识应用为导向的教育模式对教师的教学能力和专业素养都提出了更高的要求。
(三)人工智能教育的全球治理对教师专业素养的新需求
教育是人工智能最重要的应用领域之一,也是一项全球共同责任。推进人工智能参与全球教育治理有助于增强学习机会的获取、提高全球范围内教育资源配置的合理性与有效性,加速实现全球教育的可持续发展。当今世界正经历百年未有之大变局,人类发展前景与世界局势均充满不确定性,加之全球疫情对教育产生的深远影响,引发了全球教育治理方式与服务供给模式的变革。从治理的视角来看,推动智能教育可持续发展尤其是人工智能赋能教育的动因,源于推动科技发展与完善全球治理的基本诉求,需将智能教育与国家发展进行价值整合,使其成为推动构建全球教育共同体、实现教育现代化的重要助推力量。如《中国教育现代化2035》指出,中国要积极参与全球教育治理,深度参与国际教育规则、标准、评价体系的研究制定。
当前,如何构建人机协同发展的教育治理新秩序,共同应对人工智能教育产生的风险,缩小区域间的“数智鸿沟”从而促进“人工智能+教育”公平健康发展已经成为全球教育治理要面对的普遍性问题。在宏观层面上,完善智能社会教师教育治理体系、改善教育资源配置失衡现象,很大程度上依赖于教师的专业素养发展水平。在微观层面上,全球教育治理需要每一位教师重塑教育理念,通过职业培训、课程开发、教学质量评估等全方位的教育实践活动不断更新自身的信息技术素养与智能教学应用能力,以胜任人工智能时代的教师角色。
因此,人工智能时代的教师培养应从全球治理的视角出发,彰显时代发展特色、以服务国家重大战略需求为使命,应对人才培养理念的转变,将提升智能教育素养作为教师专业发展的核心目标。
二、教师智能教育素养的内涵解读
2018年《教育部办公厅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》首次提出“教师智能教育素养”的概念:对教师进行智能教育素养培训,帮助教师把握人工智能技术进展,推动教师积极运用人工智能技术,改进教育教学、创新人才培养模式。对此,北京外国语大学作为唯一试点高校进行了全方位的教育实践,并开展了“全国教师智能教育素养提升论坛暨第二届北京外国语大学─英国开放大学在线教育研修班”等一系列活动。经过三年时间的不断探索,在2021年9月举行的试点工作总结交流会上,与会专家充分肯定了北京外国语大学积极建设教师发展智能实验室、教师智能教育素养提升平台(BFSUTDLDP)等推进行动。在总结试点经验的基础上,教育部启动第二批人工智能助推教师队伍建设行动试点工作,在北京大学等100个单位开展第二批试点,进一步“推进人工智能、大数据、第五代移动通信技术(5G)等新技术与教师队伍建设的融合”,将提升教师智能教育素养作为六项重要任务之一推广到地市和区县,成为“助推教师管理优化、助推教师教育改革、助推教育教学创新、助推教育精准扶贫新路径”。由此可见,人工智能赋能教师队伍建设、提升教师智能教育素养是我国下一阶段教育现代化的重要发展目标之一。
(一)相关概念辨析
自计算机与网络技术普及以来,对获取、处理、理解、评价信息和利用信息技术解决实际问题的能力要求也在不断扩展与升级,衍生出一系列相关概念,如信息素养(InformationLiteracy)、数据素养(DataLiteracy)、媒介素养(MediaLiteracy)、数字胜任力(DigitalCompetence)等,其中以信息素养的使用最为广泛与基础。如2003年我国信息技术课程标准提出“信息素养”是21世纪公民的必备素养,包括学生掌握信息获取、加工、管理的方法,让学生学会在交流和表达过程中解决实际问题等。张建平认为,信息素养反映的是人们搜索、鉴别、筛选、利用信息的处理技能 以及人们对于信息的情感、态度和价值观。另一个使用较广泛的概念是数据素养。威尔玛·基珀(WilmaB.Kippers)等学者将数据素养定义为教育者设定目标、收集、分析和解释数据以及采取教学行动的能力,包括教师在数据的采集、组织和管理、处理和分析、共享与协同创新方面的能力,以及教师在数据的生产、管理和发布过程中的道德与行为规范。从这些概念的界定我们可以清楚地看到,教师专业发展目标遵循着技术—能力—素养的建构路径。这些概念从不同视角和应用情境阐释了近几十年教育发展对于信息通信技术及应用能力的要求,扩展、完善了信息化教育的边界与框架,显示出对“信息素养”的理解与认识伴随着技术发展与社会进步在不断地深化。但这些概念的核心要素与能力目标仍处于同一层面,并未产生质的变化,仍属于前一次教育革命(以互联网为核心的信息技术革命)的理论范畴。
UNESCO曾建议每种新环境都需要一种新的信息素养表述。当前世界处在信息社会向智能社会转型的过程中,智能教育发展对应的是以人工智能技术为核心的新型素养,称之为智能素养,即“胜任智能时代社会生产生活与个体发展的品格和能力,包括与人工智能有关的知识、技能、能力以及伦理态度”。智能素养囊括了上述几种相关素养并在此基础上强调创新思维与应用能力的核心价值,是智能时代未来公民应具备的基本素养。它既包含知识体系与技能体系的要求,如高级认知能力(逻辑推理、信息加工等)、知识应用能力(解决复杂问题、创新意识等),也包含非智力体系的精神追求与价值观塑造,如社会行为态度(关系建构、协作共享意识等),其本质内涵是通过智能技术的应用满足社会需求、促进人的全面发展,可以将其视为对信息素养的理论拓展与价值重构。与此相应,这种人才发展目标与培养理念的革新也要求与之相匹配的教师专业能力,原有的教师信息素养概念亟待转型升级。
(二)教师智能教育素养的概念与内涵
基于新一轮科技革命中不断涌现的教育新样态,近年来国家对教师专业素养进行了理论创新,提出了教师智能教育素养的培养需求。这一概念的提出既是面对智能社会信息技术革命与人才需求变化的应然之策,也是从“物”到“人”、从“硬件”到“软件”的一种服务转变。其外在表现是技术升级与资源更新,内在意蕴却是文化转型与观念创生。
人工智能赋能教育的核心价值在于改善学习评价、助力个性化培养,赋能教学、辅助教师工作,改善教育管理、优化教育供给,其最终目的在于培养具备智能素养、全面发展的学生。而以往的“教师信息素养”或“教师数据素养”受到现有认知的框定,更重视教师对技术知识的学习以及将信息与数据转化成可操作的教学实践的能力,如通过教育大数据收集与分析的方式进行成绩监测、教学评估、教学能力诊断等。这种以信息驱动教学的能力培养更偏重于技术层面的应用,而忽视了信息智能技术与教师情绪劳动等其他重要教学环节的融通,容易造成教师教学热情减退、学生学业压力过大、师生沟通交流不畅等负面作用。
作为教师专业能力发展的适应性调整与优化,教师智能教育素养的概念从效能、标准等技术化层面的外部因素延伸到教师的个性发展与价值定位等内在精神范畴。其中“智能”是指新一轮技术革命对于以往信息素养、数据素养的升级迭代;“教育”则是在智能素养的基础上强调教育功能与教学法的核心价值,以教师自身专业发展与人才培养需求为双向目标,突出教师作为“人”在教学优化、师生互动、价值引领等方面不可被技术替代的发展特性。UNESCO2018年更新的《教师ICT能力框架(第3版)》在人工智能技术赋能教育变革的背景下,对标联合国《2030年可持续发展目标》,提出了对教师信息技术应用能力水平的新要求,包括三个层次———知识获取、知识深化和知识创造,以及六个实践层面———理解信息通信技术的教育政策、课程与评估、教育教学、数字技能应用、组织与管理、教师专业学习。该框架指出“教师仅拥有管理数字技术并将其传授给学生的某些技能是不够的,还必须让学生在使用数字技术时能够协作、解决问题并富有创造性”,即在利用人工智能改变教学模式的基础上,重点培养学生利用人工智能与数字技术思考问题、解决问题的能力以及面对人工智能的情感、社交与伦理态度,以促进智能教育的可持续发展与生态体系构建。
综上所述,教师智能教育素养是建立在信息技术发展基础上的多元化、系统化的概念范畴,是教师运用人工智能技术提升教学与管理效能、创新人才培养模式、塑造智能伦理与价值规范、提高学生个性化、智能化学习水平与创新能力的综合性素养。
三、教师智能教育素养的培养策略
教师作为教育教学工作的直接承担者,肩负着知识传播、技能培养与价值观塑造三个重要任务。如何将人工智能更好地融入这三个维度的人才培养,需要重塑教师角色与价值定位,构建教师智能教育素养的培养体系。一般来讲,素养概念指的是为了人们能够成功地生活和形成健全的社会而要求具备的自觉意识和思维习惯。世界经合组织(OECD)提出的核心素养框架围绕着使用工具、自主行动、在社会异质群体中互动三个核心问题提出,进而形成人与工具、人与自己、人与社会三个维度。与之相对应,智能教育素养按照技术—能力—素养的专业发展路径可划分为以智能技术为工具、以智能应用为路径、以智能人才培养为目的三个层次。
(一)工具应用:突出“智技”之要
与过去截然不同的教学场景和课堂环境,要求教师的角色发生相应的转变和重构。教学条件的智能化、教学关系的立体化、教学行为的人机交互性是驱动智能时代教师角色变革的根本立场。人工智能技术正在不断推动教师更新观念、重塑角色、提升素养、增强能力。《新一代人工智能发展规划》将智能教育分为“AI与教育的深度融合(即AI支持的教育)”与“提高对AI的整体认知和应用水平(即学习AI技术的教育)”。“教师智能教育素养”首先要求教师熟悉和掌握人工智能的相关知识和技能,增强人工智能意识,以人工智能技术辅助教学与管理,处理好“人与工具”的关系。
同时,教学实践的复杂性和综合性决定了教师需要具备高度的专业性和自主性,而不仅仅是对教育政策和教学任务的执行。人工智能教育的大背景下,一些涉及教师“情绪劳动”教学环节,因为无法通过量化数据测量而被忽视,在此情形之下,教师的实际角色可能会成为“技术人员”而非自主的专业人员。这种趋势不仅限制了教师的专业精神,而且还可能严重损害学生的学习,因为它削弱了教学,使其只能产生政策所规定的主要结果,而没有充分认识到学生的各种背景、需要和潜力。
因此,在人工智能与教育的深度融合中,仅靠信息、数据驱动教学是不完整的,还需激发教师的主体意识,从教学课堂和教育实践的真实场景出发,以教与学过程中产生的真正需求为导向,而不仅仅局限于对智能技术的被动迎合和工具化操作。除提高自身智能素养外,教师还需提升教学效能,唤醒价值自觉,构建包含智能学习、交互式学习的新型教学模式。
(二)培养路径:重视“学生”之需
与传统教育模式相比,智能教育更强调跨界融合的教育理念与人才培养模式。国家“四新”学科建设(新工科、新文科、新医科、新农科)集中反映了这一趋势———学科、技术、产业、社会的深度融合发展,以及对学生知识应用、问题解决等综合能力的考量。2017年《美国国家教育技术计划》提出“知觉学习模块”(PerceptualLearningModules),即学生在复杂信息环境中作出快速判断、提取出关键信息的能力,并将创造力放在学习目标的首要位置。在智能教育发展的过程中,随着学生自主创新意识以及人机协作能力的提升,教师日益从“讲台上的圣人”转变成“身边的向导”,学生在解决复杂问题,探索新领域和获得具体技能时仍需要教师相对应的辅导和指导。为此,教师应具备智能时代的“育人能力”———组织与引导学生进行思维创新,创设适应不同学习内容的学习情境,帮助学生进行内外部知识资源整合,使其具备智能学习的意识和能力,最终“建立以学习者为中心的教育环境,提供精准推送的教育服务,实现日常教育和终身教育定制化”。
智能时代的教师需要在具体的教学情境中进行系统性、智能化教学设计,可由人机协同转化为人类教师、学生、机器人教师的三元交互,通过智能技术手段使各种资源与课堂研讨、教材使用、考试方式、教学评价等环节实现“深度融合”,为学习者提供个性化支持,具体体现在以下四个方面。第一,运用人工智能技术对与学习有关的资源进行重新设计、开发,突破传统教材的局限,创建数字化、开放性的教学资源。教师在获取信息资源过程中要注意对信息进行甄别、评估和整合。第二,运用人工智能技术创设适应不同学习内容的学习情境,对学生学习中的问题进行全方位诊断和精准化测评,实现内容、方法、评价与技术的高度融合。第三,营造现代、和谐、促进学生充分发展的智慧化教学环境,构建师生、人机学习共同体。第四,依托教师、学生、资源、媒体等各种要素,构建信息交换为纽带的对话式互动平台,实现数据信息的交换与共享。
(三)发展目标:把握“教育”之本
通过智能技术驱动教育理念与教育方式的升级转型,需坚持以人为本、以学生为中心、注重全面发展的价值取向,回归教育的本质。“我们需要一种更具有‘未来智慧’的教育视角,在复杂而多变的世界努力培养人的好奇心、启发人的智慧、增进人的自主性和责任感,引导学生积极地、广泛地、有远见地追寻有意义的学习。”
相较于人工智能与机器,人类教师的优势在于体现人类智慧与情感以及作为价值引领者不可替代的发展特性。2019年3月,UNESCO发布《教育中的人工智能:可持续发展的机遇和挑战》工作报告,对教师在智能环境下的价值判断能力、数智认知能力、情感交流与关系建构提出了新要求,以帮助教师为人工智能驱动的教育做好准备。因此,针对科技发展与工具理性可能带来的负面影响,智能时代的教师培养需要构建清晰的人文主义立场与智能伦理道德规范,需要在教师培养中增加社会情感学习(SocialEmotionalLearning,SEL) 维度,其内容包括“获取和应用知识、技能、态度,管理自身的情绪,实现个人和集体目标,建立并维持积极的社会交往意识与人际关系,作出负责任和关心他人的决定等”。国内外多项研究表明,SEL能够减轻教师教学压力、增强职业认同感、创造稳定有效的课堂环境,从而促进教师专业能力发展并有效提升学生的学业成就。在以智能技术为背景的教育环境中,SEL 原有的“人际关系”“个体情绪及行为模式”将扩展至“人机关系”“交互行为模式”的范畴,以提升教师在混合式教学与人机协作中的教学能效,同时通过灵活的教学策略、班级管理、隐性课程等方式对学生的 SEL 水平与状态形成正面影响。
将 SEL融入教师智能教育素养的意义有以下四点。第一,有助于教师认识和处理人工智能时代“人与工具”“人与技术”之间的关系,及时调整自身角色定位并减轻工作中的负面情绪,培养与人工智能的协作共建意识。第二,提升教师的社会情感能力有助于教师感知、理解和调节自我及学生的情绪波动,其亲社会的价值观与行为态度对塑造学生的自我认知与形成智能伦理规范更具正面影响力。第三,有助于教师检测与评估人工智能教育应用的教学效果,通过关注学生的课堂行为与学业情绪及时调整教学方法与教学内容,为个性化、精准化学习提供保障。第四,有助于教师培养跨界融通意识、团队协作意识,增强数据分析与甄别能力,提升智能化教学管理水平,从而促进教师智能教育素养的整体、协调发展。
为此,一方面需要在职前教师教育与职后培训中增强教师对于SEL知识与技能的学习,同时可以利用人工智能、大数据等技术对学生的社会情感能力进行数据评估从而帮助教师完善教育教学。另一方面,教师在教学实践中要做到智能化与人性化的协调发展,增强对学生的价值观教育与人文关怀,重视鲜活的学生生命个体的存在,保障学生隐私与数据信息安全,防止出现“人的空场”。
来源:《中国教育学刊》2022.03
人工智能时代教师专业发展的机遇和挑战
摘要:本文从教师专业发展的动因、新师徒制的发展、精准教育的实现及泛在学习的推进出发,分析人工智能时代教师专业发展的机遇,强调教师应在教学内容上求创新、课堂教学上求突破,告别传统题海战术,探索教学新方式,重视学生反馈,在数据支持下实现精准教学。
关键词:人工智能;教师专业发展;机遇;挑战
随着教育信息化的深入,教育将不可避免地受人工智能影响。笔者从人工智能的发展前景及其对传统教育的改变出发,基于我国教育改革和人工智能的研究现状,剖析人工智能时代教育模式、教育理念、教学形态的转变及发展趋势,同时结合教育改革背景下教师专业发展的调整方向,探求教师专业发展新策略。人工智能的发展已经引发师徒制、精准教育、个性化学习、泛在学习等教育之变,笔者希望相关研究能为教育改革提供一定的借鉴。
一、人工智能时代教师专业发展的动因
总体来看,业界对“人工智能+教育”的研究是在近几年火热起来的。笔者以“人工智能+教育”为主题进行检索,检出论文813篇,其中综述类文献仅27篇,可见该领域研究空间很大。学术界在肯定人工智能对传统教育带来冲击的同时,也存在着“人工智能威胁论”的说法。香港中文大学徐扬生教授认为人们的想象、创造、情感、直觉是人工智能所不及的,“教育怎么把这些东西放进去,才是最大的前景”。清华大学钱颖一教授认为未来人工智能首先会替代那些在我们教育制度下培养学生的优势,即对已有知识的积累。著名学者GrahamBrown-Martin在《人工智能对于教育行业来说意味着什么?》一文中指出:“这使得翻译和语音识别系统变得流行起来。”诸多研究都认为人工智能对传统教育的冲击不可避免。
综观众多学者的研究,笔者认为:人工智能时代,教师的教育目标将从“知识传授”转为“能力培养”。但是,教师依旧有其不可取代之处,因为人类在想象、创造、情感、直觉方面的优势是人工智能所不及的。如何打破传统教学中以教师为中心的思维惯性,变革以知识灌输为手段的教学模式,在人工智能浪潮下保持教师与教育的先进性,这是所有教育工作者需要思考的重大问题。笔者认为,“人工智能+教育”主要呈现以下几个特点。
(一)教育模式的改变——新师徒制的发展
笔者对国内外关于人工智能如何影响教育模式的文献做了分析,发现大多停留在“设想”的层面。汤敏先生在“未来教育与新师徒制”报告中,以“双师教学”“戴你唱歌”等教育新模式为例引出“互联网下的新师徒制”的概念。同时,汤敏先生对其优势进行了介绍,并阐述了人工智能对“互联网下的新师徒制”的影响。汤敏先生认为人工智能可以数据分析的形式满足相关个性化需求,而被人工智能前期技术淘汰的那些人需要应用一种低成本的有效方式来转换他们的工作。
近年来双师教学持续升温,人工智能将为此类新型教学模式带来怎样的改变值得关注。众多研究表明,依托大数据、云计算以及深度学习的人工智能正在不断革新传统教育模式。人工智能深度学习的特性决定了其对教育模式的改变是必然的。面对人工智能对教育模式之变,教师唯有图变,才能在大数据时代得以发展。正如汤敏先生所说,人都需要不断地充电——持续地学习新知识并掌握新技能比以往任何时候都更为重要。
(二)教学方式的革新——精准教育的实现
教育是线性发展的,而人工智能是呈指数发展的。目前的人工智能只能辅助教育,但若干年后就难以估量了。诸多研究都认为人工智能将推动精准教育发展,尤其是在个性化教学方面。
学者关新认为将来的教育应是往精准教育的方向发展,而人工智能时代的小学教育将充分实现“因材施教”。精准诊断,精准评价,精准辅导,精准练习……一切从学生个体的实际情况出发,以人工智能驱动个性化教学。江南大学牟智佳教授认为“个性化学习是技术与教学深度融合在高级阶段的表现形式,以机器学习和深度学习为关键支撑的人工智能技术的回归,对个性化学习进行了重塑和再造”。
总之,有关人工智能对教学方式影响的研究相对丰富,不少学者对于人工智能如何影响教学颇有见地,但对于理论的完善和实践的摸索依旧“在路上”。一方面,对于人工智能和教学方式革新的逻辑与内涵有待明确。另一方面,人工智能时代教育发展的具体内涵、因果关系有待明晰。但不可否认的是,借助人工智能可以针对学生做精准判断与个性化诊断,并为学生自主学习提供的个性化辅导,确实驱动了精准教育发展。精准教育服务有望实现日常教育与终身教育定制化。
(三)教学环境的更迭——泛在学习的推进
目前讨论人工智能在金融、交通、医疗等领域的应用较多,但在教育领域则相对较少。关于人工智能与教育关系的讨论较为深入的一次也许是在“人工智能与未来教育”高峰论坛。人工智能对于教学环境的改变可在互联网对教学环境的改变上有所洞悉。在华东师范大学袁振国教授的《人工智能的时代,依然会有诗和远方》一文中,他认为人工智能难以替代人类感知和思维的整体性与统整性,以及人的情感性与社会性。人工智能将彻底改变传统的教育,使任何人在任何地点任何时间可以学习任何的内容,即泛在教育。在人工智能发展的过程当中,人类自身一定会不断发展。
泛在学习强调智能化环境的创设,目标是创设让学生随时随地利用任何终端进行学习的环境,实现以学生为中心的教育。学生在时间、空间上的自由度将是传统教育所不能及的。目前国内外关于人工智能和泛在学习的理论相对较少,袁振国教授的研究在国内处于相对领先位置,但依旧没有形成系统的理论。泛在学习的有关观点虽具一定的合理性和前瞻性,但因为太过“年轻”,缺乏足够的说服力。
二、人工智能时代教师专业发展的机遇
(一)教育模式之变:新师徒制,以学生为中心
在我国,“学而优则仕”的思想根深蒂固,传统的教育模式依旧有其影响。在新课程改革热潮下,中国的教育模式正在从应试教育向素质教育过渡。大数据时代,发达的网络催生了“互联网下的新师徒制”——以互联网为媒介,由某一领域的行家里手,以长期言传身教的方式,带领较大规模的徒弟们用碎片时间进行学习与实践的一种新型教育模式。它改变了传统的教育模式,实现了教育史上的一次革命。人工智能可以通过数据分析为徒弟们匹配相应的教师,从而满足学习者的个性化需求,甚至以机器教师的身份在线为学习者提供有针对性的指导,或通过人机交互技术协助教师为学生在线答疑。此类教育模式以学生为中心,突破了传统课堂对学生的束缚,更是顺应了我国教育改革的趋势和方向。教师在专业发展过程中需主动适应人工智能时代新型教育模式,不断提升自我信息素养以顺应时代之变。
(二)教学方式之变:精准教育,重视个性化学习
人工智能是通过机器学习、深度学习来工作的,而其也能相应地推动学生对知识的深度学习。可以说,个性化学习的目标是满足学生的需求和兴趣,而人工智能技术则能基于学生的个性化信息数据进行情绪识别、情感计算、自然语言处理与分析,为个性化学习提供智能支持,从而实现精准教学。常见的模式有个性分析、智能推送和精准反馈服务。未来,每个学生会像拥有智能手机一样人手一个陪伴自己成长且能学会解决复杂而抽象问题的机器人。人工智能可以成为教师的助手,而学生则可以通过机器人辅助从而拥有“私人”教师团队。时代在进步,21世纪的小学生与“智能”走得太近,如果教师能够全面突破传统,瞄准精准化、个性化、弹性化、融合化的变革趋向,强化“共享共创”“个性定制”“体验参与”意识,更加有利于把握人工智能时代的教育新机遇。
(三)教学形态之变:泛在学习,随时随地学习
传统的学习资源分散无序、共享性差、聚合性差,而在泛在学习时代,资源深度聚合让学习变得“泛在”与即时。相比火热的在线教育,“人工智能+基础教育”的融合之路要审慎、复杂得多。随着互联网的发展及人工智能在教育上的应用,泛在学习将会真正实现。人工智能改变了教学的形态,也促使教育打破传统思想边际,加快教育教学转型,以适应新形势下的教学形态之变。同时,人工智能可以实现教育资源的相对公平。智能教育将让更多的人享受一样的资源,得到一样的受教育权利,让更多的少年儿童在人生起跑线上不因资源的不同而被区别对待,而从这一视角上来看人工智能对于教育的改变将是革命性的。此外,人工智能为学生构建的群体智能学习环境将能有效满足学生的学习需求,让学生适应未来的学习工作模式,甚至创造新的模式。教师的专业发展是与具体的教学情境联系的动态的知识建构过程,如何提前适应泛在教学形态并在此情境下提升自我教学能力及教学效果,是每位教师需要思考的问题。
三、人工智能时代教师专业发展的挑战及应对
(一)教学内容求创新,课堂教学应突破
人工智能催生了泛在学习,也将扩充教学资源。不仅教师能够接触深度聚合的教学资源,学生亦能唾手可得海量的学习资源。在这样的情况下,教师对教学内容进行创新就显得很有必要。单纯依靠书本上的“死知识”显然很难满足学生的需求,书本上原原本本的内容,学生依托人工智能便可学习。未来,人工智能时代的教育是“人性为王”的教育,教师应加强教育对德、仁、情等人性特有的东西的关注。在课堂教学中更多地关注对学生创造力、社交能力等人工智能难以代替因素的培养。
(二)告别传统题海战术,探索教学新方式
受应试教育的影响,教育被许多人狭隘地理解为“刷题”,其实教育并非仅灌输知识与传授技能。知识主要依靠人的记忆力和逻辑判断力进行消化。可以说,任何一个机器人都可以记忆五万个数字,所以机器在这一点上是很容易取代传统的注重知识灌输的教育的。如果一位教师最大的兴趣就是做重复的工作,那么在效率优先的人工智能时代,他是肯定会被替代的。传统行为主义下对学生反复操练的教学方式显然在人工智能时代是立足不了的。真正的教育过程,从来就不是师生之间单向的机械操作。教学主体不是冷冰冰的“程序载体”,而是有血有肉有思想有灵魂的人,情感交流绝对不是没有温度的人工智能能够做到的。教师应有意识地转变传统的题海战,寻求教学新方式,注重教学的艺术性,将学生放在主体地位。教师要在泛在学习大趋势下巧妙利用好教学情境,变灌输为感化,增强自身的能动性,提高效率并降低事件重复率。
(三)学生反馈应重视,依托数据精滴灌
人工智能将为学生的个性化学习提供技术支持,从而推进教师精准教学的开展。人工智能时代,教师对于学生学习的认识被画上新的问号,多元学习环境下作业和考试已很难反映学生的学习全貌。人工智能所带来的数据分析技术将为教师开通对学生学习情况诊断、反馈的绿色通道。此外,在教学中,教师对于学生学习情况的反馈与矫正是一个循环往复的过程,这就要求教师的反馈要及时、准确,而这些恰恰是人工智能所擅长的。如何应对人工智能所带来的挑战,积极利用它而不是被其取代,是每位教师需要认真思考的问题。
人工智能时代教师专业发展正受到越来越多人的关注,人们也正在致力于这方面的探索与实践。人工智能时代,教育模式、教学方式、教学形态等被重新解读,担负着教育信息化和教育改革使命的教师也应转变传统教学观念,重新定位角色,发展专业素养,从讲授者转向指导者,适应新师徒制、个性化学习、泛在学习等发展要求,思考教育的本质和内涵,重视教育过程中的情感投入,在实践和反思中不断提高教学的艺术性和创造性,拥有仁爱之心、恻隐之心,逐渐达到专业发展的目的。
[1]徐扬生。我排完课程表后,发现人工智能最大的冲击是教育[R]。中国源头创新百人会年度论坛,2017-07-06。
[2]汤敏。未来教育与新师徒制[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
[3]伏彩瑞。人工智能,打造个性化定制化教育[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
[4]牟智佳。“人工智能+”时代的个性化学习理论重思与开解[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
[5]袁振国。人工智能的时代,依然会有诗和远方[R]。“人工智能与未来教育”高峰论坛,2017-05-13。
(作者董瑶瑶系浙江师范大学教师教育学院博士生;李志超系浙江师范大学教师教育学院副教授)
责任编辑:祝元志