人工智能與教育教學融合的應然之態(tài)與實然之道

胡立 王鍵 高曉清

摘? ?要? ?隨著人工智能技術與教育教學的融合進程的加快，教育教學改革的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了改變。人工智能技術在未來教育中，能夠為學習者的“深度學習”提供“導航式”服務，為學習者學習路徑提供幫助，是一種自適應的學習方式。人工智能分析技術下，個性化學習成為可能，人工智能將教師從“日常生活”中“解放”出來，人工智能不能完全代替教師，但使用人工智能的教師會取代不使用人工智能的教師。人工智能幫助教師實現(xiàn)學習者行為分析、優(yōu)化知識建構方式，最終實現(xiàn)“雙回路學習”。人工智能與教育教學的融合需要喚起師生的“存在感”，提升師生間人際溝通，發(fā)揮“課程思政”的價值。教師只有具備“人工智能”所不能具備的“無可替代”的特性，才能找到教師自身的存在價值。

關鍵詞? ?人工智能? 教育教學? 應然之態(tài)? 實然之道

疫情時代，教師和教學管理者都不得不開始實行全面化“線上教學”和教學管理的“線上化”。在后疫情時代，線上教學成為教學的主潮流，隨著人工智能的快速發(fā)展，廣大教育工作者不得不思考：人工智能時代的教師該如何轉型？教師要具備哪些素養(yǎng)才能勝任智能時代教學？

一、人工智能與教育教學融合的應然之態(tài)

人工智能的發(fā)展能加快后疫情時代教育教學改革與現(xiàn)代技術的深度融合，教育反哺人工智能的發(fā)展，二者融合發(fā)展，是相互促進的關系[1]。后疫情時代的教育信息化催生了現(xiàn)代教育技術與教育教學的深度融合，推動著教育教學理念更新和教學模式變革，教育教學生態(tài)系統(tǒng)中各組分之間關系發(fā)生變化。

1.人工智能與教師

人工智能能否替代教師的作用？哪些教師將被人工智能所替代？毫無疑問，人工智能有其存在的價值：人工智能能夠通過其自身算法，模擬學習者的學習過程，通過對學習者學習行為的提取與分析，實現(xiàn)學習者學習能力與學習內容的匹配，從而為學習者推送個性化學習服務。人工智能給學習者提供了“導航式”學習模式，讓學習者根據學習需求進行學習路徑的選擇。人工智能可以根據學習者在學習平臺留下的“學習痕跡”與“師生互動”行為進行跟蹤，從而為學習者提供后續(xù)學習的“學習菜單”，學習者可以根據“學習菜單”和學習目標調整下一步學習計劃。人工智能幫助提高學習質量和學習效果，將教師從“日常生活”中“解放”出來，將更多時間與精力投入到與學生的“人際互動”中。但人工智能不斷地“侵占”了教師原本的“生態(tài)位”，教師的作用似乎被人工智能所取代，甚至人工智能可實現(xiàn)教師不易達到的“個性化教學”。教師只有具備“人工智能”所不能具備的“無可替代”的特性，才能找到教師自身的存在價值。

2.人工智能與學習者

信息化時代的教學，學習者在海量化信息資源的沖擊下，面臨著學會如何選擇學習資源、整合學習資源的問題。在這個“智能化”學習過程中，學習者的學習方式發(fā)生改變，學習效率提高。學習者通過人工智能技術，可以找到最有效的學習方式，通過系統(tǒng)的推送，可以找到適合自身學習能力的學習內容，憑借的是數(shù)據驅動的手段，而不是學生的自行判斷[2]。學習者過多依賴人工智能，就會喪失對信息資源的甄別能力，逐漸喪失獨立分析問題、思考問題的能力。以語言學習為例，人工智能能夠根據學生已有水平進行“知識推送”，并給出“診斷性學習評價”。人工智能可以在學習者練習或測試過程中，記錄學習者學習情況，發(fā)現(xiàn)學習者在發(fā)音等方面的薄弱環(huán)節(jié)，并且開設“學習處方”，告知學習者在流利度、語法、發(fā)音或者詞匯、閱讀、聽力的哪個或哪幾個方面需要進一步提升。并且通過一定階段學習后，人工智能技術能根據學生學習曲線，為學生繪制個人專屬學習提升計劃。

3.人工智能與知識理解

人工智能與知識理解的存在方式發(fā)生改變。首先，學習者在理解知識時，需要用感覺把握事物之間的關系，或者用概念把經驗表達出來，或用邏輯把事物之間的關系表達出來。這些知識被稱為“明知識”，可以通過不斷的訓練實現(xiàn)加強、鞏固，可以通過學習不斷習得。對于語言學習者而言，詞匯的記憶、語法規(guī)律屬于“明知識”。而機器發(fā)現(xiàn)了人類既無法感受又無法表達的“暗知識”，學習者在學習過程中不容易掌握或理解，即使掌握了，也不會在實際場景中加以運用。在語言學習中，學生在進行言語溝通中的“語用失誤”就屬于沒有感受到語言中所蘊含的語言文化知識。其次，在認知行為上。機器認知正是通過對已有數(shù)據進行描述，對學習者模式進行識別。人工智能能夠對學習者的學習模式進行反饋、概率運算，對學習者學習數(shù)據和學習過程進行處理。最后，在知識的“深度學習”上，機器認知可以幫助學習者習得人類可以理解和表達的“明知識”，還非常適合只可意會不可言傳的默知識，因為機器萃取容易傳播。人工智能通過其自身算法能夠實現(xiàn)“深度學習”。

二、人工智能與教育教學融合的應然之勢

無論是傳統(tǒng)教學還是信息化教學，在“明知識”習得中給學生創(chuàng)造了許多訓練的時間與空間，可學習者在花了大量的時間與精力，習得了大量的“明知識”后，遇到真實情境卻無法表達自我，無法建立學習和運用的支架，語言習慣以及語言文化等“默知識”的缺乏使得學生無法進行順暢語言交流。人工智能的介入，幫助教師實現(xiàn)學習者行為分析、優(yōu)化知識建構方式，最終實現(xiàn)“雙回路學習”。

1.實現(xiàn)學習行為分析

在小數(shù)據時代，信息化教學手段和教學平臺，可以搜集學習行為的“小數(shù)據”，對于學習者的學習表現(xiàn)進行統(tǒng)計與分析。而且這種學習反饋與數(shù)據，作為教學計劃調整的重要依據，也是衡量學習者學習行為的重要指標。教師可通過簡單的學習元素，如：作業(yè)、階段性測驗、課堂互動，得到學習者的學習反饋，這種反饋是單向、針對學習者學習結果的，并不能對學習者學習行為的過程進行分析與處理。而人工智能在記錄學生學習過程后，對學習學習過程進行有效反饋，并能精準判斷學生學習過程中存在的問題，并對學生的學習過程進行“圖像化”處理，分析其“學習曲線”，提供“一人一張課表”[3]。人工智能通過對學習者行為數(shù)據分分析，實現(xiàn)“大規(guī)模定制”，教師不再需要憑借主觀判斷[2]來進行學習資源的選擇，人工智能能在學習行為分析和大數(shù)據反饋的基礎上創(chuàng)建個人的“播放列表”，實現(xiàn)“一人一個尺寸”的個性化學習。

2.優(yōu)化知識建構方式

線上教學為教師幫助學生知識建構提供了更多的知識場景，大量的音頻、視頻資源，讓學生能夠將習得的“明知識”與知識運用的場景之間建立聯(lián)系，但是這種建構無法實現(xiàn)輸入與輸出情境之間的交互與轉換。人工智能的虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術可以逼真地模擬現(xiàn)實世界，而學習者投入到這種環(huán)境中，便會產生一種身臨其境的感覺，不自覺地與虛擬環(huán)境進行交互。在這個環(huán)境中，虛擬環(huán)境還能夠實時地作出相應的反應，使一些在真實環(huán)境中無法適應的學習者能夠更加大膽地表達自我，與智能機器人進行人機互動。人工智能技術在這種場域下，優(yōu)化了學習者知識建構的方式。學習者知識建構的過程從單向度的“輸入—輸出”的過程，轉變?yōu)樘摂M情境中“輸入—輸出—新輸入—新輸出”，這種多維度的情境與體驗為學習者的“輸出”創(chuàng)設了學習環(huán)境，學生在虛擬空間中進行一定的學習訓練后，在課堂活動中參與課堂活動的參與度提高。

3.實現(xiàn)“雙回路學習”

基于學習者學習問題的個性化教學設計在人工智能的輔助下成為可能，教師不僅可以為學生提供個性化學習資源，還能為學生提供量身定制的個性化學習指導。平臺教學可以為教師分析學習者的學習情況提供參考，但是教師是在學習者出現(xiàn)了錯誤之后，才會把學生學習中出現(xiàn)的問題作為教學重點在教學設計中幫助學生解決問題，這是一種“單回路”學習模式。而人工智能技術還可以實現(xiàn)“雙回路學習”，通過對學習者的學習過程，包括學習者在學習過程中動態(tài)行為和學習者在學習過程中的投入情況進行分析，幫助學習者糾正學習過程的錯誤，智能分析學習者犯錯誤的原因，并針對學習者的學習情況，將“診斷方案”內嵌到學習資源、學習進度中，讓學生在學習過程中實現(xiàn)錯誤的“自行糾正”。

三、人工智能與教育教學融合的實然之阻

人工智能使教學過程更加智能化，能夠實現(xiàn)人機互動，但是人與人之間的情感交流與語言交流的社會情境以及跨文化交際中的文化意義與價值判斷是人工智能無法識別的。在人工智能與教育教學改革融合過程中，人工智能的情感缺失，會在人才培養(yǎng)過程中產生現(xiàn)實阻力。

1.情感體驗缺席

技術層面的變革為學習者的學習方式、學習環(huán)境、學習路徑的優(yōu)化提供了無限的可能。在大量的反饋數(shù)據和智能分析之下，學習者個體被數(shù)字化和概率化，各種量身定制的教育和算法，把學習者當成了一個個“虛擬化”的存在，每個學習者在數(shù)據分析和概率統(tǒng)計的“個性化”學習下，被“強行植入”了大眾共同的興趣點和價值觀[2]。似乎學習者只有按照設定的學習軌跡，才能達到既定的學習目標。人工智能在提供知識輸入，應用場景仿真方面為語言輸入創(chuàng)造了諸多條件，但是人的情感體驗與對于知識的意義建構還需要在各種日常交往中不斷激活。人工智能在傳遞顯性的“明知識”方面和傳授技能的“默知識”方面具備明顯優(yōu)勢，但是人工智能無法產生情感共鳴，文化生成的使命需要教師從微觀上關注學生的學習效果，將學生意識不到的學習經驗加以適當?shù)目刂婆c安排，使這些文化的因素“明顯化”[4]，才能達到預期的文化遷移目標。

2.功能轉化欠缺

人工智能在知識傳遞的準確性、學法引導的智能性等方面具備優(yōu)勢，解決了教學過程中確定性、可測量、重復性的教學問題，而要培養(yǎng)學生的能力，還須要引導學生化理論為方法，引導學生發(fā)生目光的轉向，給學生提供方法論的啟示[5]。在語言文化教學場域中的語用功能和文化意蘊需要在教師的心靈引導下化成一種意識、一種理念、一種修養(yǎng)，才能理解其中的話語含義。人工智能在言語功能的正確性、語法性的錯誤方面能夠實現(xiàn)自我糾錯，而具體語言情境中的語用錯誤或文化沖突，則無法被識別。學生的語言及其行為的文化錯誤需要教師進行不斷修正、強化與塑造，最后內化成一種語言能力，從而使學生的認知潛移默化為以后日常交際中的行為。

3.價值理性缺失

技術理性的發(fā)展，使得人的價值理性蛻化。人工智能在實現(xiàn)個性化教學的過程中，容易變成“數(shù)據收集和分析的集中體”。教學過程中基礎和單調的部分被機器所取代，如果教師不把更多有價值的內容傳遞給學習者，教師和學習者的“存在感”就會被削弱。人工智能改變了知識傳播的方式和學習者學習的方式，然而教師在培養(yǎng)學生價值理性、提升學生道德情操等方面的隱性育人功能是無可替代的。教師的德性是人工智能時代教師的專業(yè)特質，是教師在教學實踐過程中形成的一種修養(yǎng)，凝結了教師個人的價值追求，并通過教師的教學行為把個人修養(yǎng)化成一種無聲的力量，不斷去拓展學生的視野，在有限的課堂里喚起學生個人成長的無限追求。如果說人工智能可以完成知識從“本然界”向“事實界”的呈現(xiàn)，教師的作用則是喚醒學生的意識，引導學生進行“價值之思”和“文化生成”[5]。

四、人工智能與教育教學融合的實然之道

人工智能與教育教學的表面運用和單點運用，豐富了教育現(xiàn)代化的內容，而人工智能與教育教學的深度融合和全過程運用需要全面分析教育教學過程中存在的問題，從教學實際需求出發(fā)，才能使人工智能在未來的教育教學中發(fā)揮其應有功能。

1.喚起師生“存在感”

“后疫情”時代，人工智能教育下，教師的“顯性”作用被掩蓋了，因此，老師的教學努力要被學生“看見”，同時老師也要能夠“看見”學生的學習情況[6]。教師“教學存在感”和學生“學習存在感”的平衡需要通過合理的教學評價機制，讓教師和學習者在教與學過程中感知教學行為和學習行為的價值。教師則需要在教學過程的各個階段，協(xié)同機器學習，進行有效課堂教學組織。機器學習能夠幫助學習者記錄整個學習過程，并給出客觀的分數(shù)，教師則需要在客觀分數(shù)背后，在情感上給予鼓勵或表揚，指出其中語用表達尤其是文化運用中的不足。在機器訓練階段，“進階”或者“升級”的過程，讓學習者很有成就感。而對于學習基礎較差的學習者，在長時間沒有晉級的獲得感時，因為無法體驗成就感，沒有教師或同伴的適時的評價與肯定，就會失去學習的動力。加入了人的情感的教學示范或場景能讓學習者有更多的存在感，這種情感的教學是機器學習無法獲得的。

2.加強師生間人際溝通

無論是教師的教還是學習者的學，人工智能幫助師生在云空間中實現(xiàn)人與資源、師生之間、生生之間的交互，且這種交互功能越來越便捷、常態(tài)化。人工智能時代，互動成為一種常態(tài)的情況下，面對面的溝通成為難能可貴的事情。因此，師生間的交往除了通過網絡的線下互動外，需要適當?shù)拿鎸γ婊樱鶕W習者實際情況進行適時的交流與反饋。比如人工智能的閱讀系統(tǒng)可以根據學習者閱讀水平和喜好進行智能推送。教師則需要通過課堂互動等方式，定期與學生交流閱讀效率，讓學生分享閱讀過程中的收獲，并將學生喜好程度高的閱讀材料進行深度分析，提高學生提取閱讀素材關鍵信息，理解語篇的能力。在這種“面對面”交流與探討過程中，教師的教和學習者的學不是生硬的機器與人的交互，而是一個情況交流、價值理念形成的過程，師生之間建立學習共同體，這種交流與討論的體驗是人工智能所不能替代的。

3.優(yōu)化課程思政設計

人工智能的介入若不能改變教師的工作樣態(tài)，不能提高學生學習效率，人工智能技術的支持便失去了本有的價值。人工智能技術若是直接介入教學中，技術就會主導教育，人工智能讓學生更加相信技術，而忽略對人本身價值的思考。教師應該幫助學生進行正確的認知，找到人本身的價值歸宿，而不能過度依附技術的改變，人工智能不能替代的角色便是教師在情感與價值方面的引領與有效輸入。人工智能技術只有融入到教育教學理念之中，讓人工智能在教育教學中發(fā)揮其“暗知識”傳遞的優(yōu)勢，教師借助人工智能技術更好地進行教學設計，才能彌補人工智能技術所帶來的學生情感培養(yǎng)、價值觀念形成上的不足。在新時代背景下，多元文化價值觀念容易“入侵”，因此，在教學中，要優(yōu)化課程思政的教學設計。課程思政價值觀念的引領，需要教師根據教學內容安排有機融入，而不是一種刻意安排。教師通過各種學習活動，讓學習者在機器學習的孤獨感與個體感中走出來，回歸到集體活動與團隊協(xié)作中。教師通過傳道、授業(yè)、解惑一系列的教學活動，影響著學生的知識建構，也影響著學生的價值選擇[7]，這種隱性育人的過程，是春風化雨，潤物無聲的過程。

隨著人工智能的發(fā)展，學校物理空間將成為提高教學體驗的支撐平臺[8]，為教師與學生開展研討、交流的學習共同體。未來智慧校園將逐步替代數(shù)字校園，并成為教育信息化發(fā)展的主流，引領智慧時代的主流方向[9]。在這場人工智能的浪潮中，基礎甚至單調的語言技能學習部分將被人工智能取代，教書匠、知識壟斷者已經成為過去式，教師需要將更多有價值的內容傳遞給學生，達成一種心靈轉向，找尋到適合的求變且漸變的教育教學模式。不管人工智能如何融入到教學中，只有它真正關照到了教師整體的生活經驗及生命意義，人工智能才能滿足教育教學的需求。不管人工智能以何種方式融入到教育教學改革中，教師的育人目標是指向激發(fā)個體向著更高價值的追求，使學習者在知識學習、技能養(yǎng)成、價值觀念形成的過程中找到人生的價值歸宿。在人工智能時代，除了能讓學習者具備可持續(xù)發(fā)展的學習能力之外，教育教學工作者還承擔著讓學習者擁有獲得個體人生綿綿不絕的精神動力[10]的使命。

參考文獻

[1] 熊媛，盛群力.人工智能與教育融合發(fā)展問題的思考及建議[J].教學與管理，2020（05）.

[2] 維克托·邁爾-舍恩伯格，肯尼思·庫克耶.與大數(shù)據同行：學習和教育的未來[M].趙中建，張燕南，譯.上海：華東師范大學出版社，2015.

[3] 宋靈青，許林.人工智能教育應用的邏輯起點與邊界——以知識學習為例[J].中國電化教育，2019（06）.

[4] 鄭金洲.教育文化學[M].北京：人民教育出版社，2000.

[5] 李棟.人工智能時代教師專業(yè)發(fā)展特質的新定位[J].中國教育學刊，2018（09）.

[6] 汪瓊.“教學存在感”及實現(xiàn)路徑辨析[J].現(xiàn)代遠程教育研究，2020（03）.

[7] 王學儉，石巖.新時代課程思政的內涵、特點、難點及應對策略[J].新疆師范大學學報：哲學社會科學版，2019（11）.

[8] 趙繼，謝寅波.疫情倒逼尋找高等教育教學改革突破口[J].中國高等教育，2020（03）.

[9] 張華.信息化背景下智慧校園的建設[J].教學與管理，2019（12）.

[10] 劉鐵芳.什么是好的教育——學校教育的哲學闡釋[M].北京：高等教育出版社，2014.

【責任編輯? 鄭雪凌】