人工智能在教學改革中的應然角色及理性審視

馮春艷 陳旭遠

(東北師范大學 教育學部，吉林 長春 130024)

人工智能(Arttificial Intelligence,AI)已有60多年的發(fā)展歷史，它所帶來的技術革命已經(jīng)滲透到社會發(fā)展的各行各業(yè)，隨著“喬布斯之問”的提出，人工智能所主導的技術變革也開始進入教育教學領域。2017年，國務院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確指出我國新一代人工智能發(fā)展的戰(zhàn)略目標。[1]2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，應智能技術的發(fā)展，積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的進一步融合。[2]這標志著人工智能已經(jīng)被納入我國教育信息化的戰(zhàn)略規(guī)劃，人工智能與教育教學的融合已然開啟并漸顯其前瞻性。目前，在教育教學中應用人工智能主要有兩種形式：一種是利用網(wǎng)絡介質(zhì)進行超越時間和空間的在線學習，其時空壓縮屬性改變了教育發(fā)生的場域；另一種是在學校教育場域中借助于人工智能設備輔助教學，其不疲勞屬性和信息廣納特性促生了教學方式的轉(zhuǎn)變。已經(jīng)初步應用的各種智能教學系統(tǒng)，在某種程度上替代了教師重復性的工作，其海量的教學資源和智能分析技術成為教育轉(zhuǎn)型升級的強大驅(qū)動力。[3]但當前人工智能助力教學改革也存在著不少問題，人工智能在教育教學中的應用更多的是站在技術的視角，局部地、離散地嵌入教學之中，單一為了提高教或?qū)W的效率，而缺乏改善應試教學范式、帶動教學過程創(chuàng)新、助推教學和學習評價改革以及促使人工智能與教學實踐生態(tài)化體系融合等方面的根本性變革。人工智能在教學改革之中的應用僅僅是“傳統(tǒng)教育+網(wǎng)絡信息課程”的簡單疊加，而并非真正將人工智能與當下的教學有機地結合起來，難以滿足信息時代隨時隨地學習、個性化學習的需要。[4]這些都是對人工智能在教學改革中的角色定位不清，對其發(fā)揮的具體作用認識不到位，對人工智能解構教學形式、重組教學環(huán)節(jié)、促生良性關系的引領地位未能加以重視的結果。因此，我們有必要厘清人工智能在教學改革中的應然角色，以明確教學改革的關鍵性需求，提升人工智能在教學改革中的引領地位；同時，我們還要認清人工智能在教學改革中可能引發(fā)的問題，理性看待人工智能面臨的實然困境，促使人工智能在教學改革中的恰切運用。

一、人工智能在教學改革中的應然角色

人工智能作為工業(yè)4.0的領軍者，正在逐步替代教育領域中人類機械重復性的生產(chǎn)實踐活動。人工智能可以分為弱人工智能和強人工智能，強人工智能被認為是有意識形態(tài)的，其世界觀和價值觀接近于人，但目前的強人工智能在感知、感官運動、情感交流方面還無法超越人類。弱人工智能則是基于某一特定領域或具體問題所建立的數(shù)據(jù)收集、整合、決策、預測和分析的人工智能應用。目前在教學中應用的弱人工智能如智能機器人、智慧課堂系統(tǒng)、自適應學習系統(tǒng)、泛在學習、智能規(guī)劃系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實(AR/VR)等，漸顯其工具屬性，大大改變了以往的教學環(huán)境，為學生的認知提供了諸多形式的刺激。但教學具有社會互動屬性，人工智能無法促使教學自動化完成[5]，所以人工智能不能夠完全取代教師。基于對人工智能在當下教學改革中運用的分析，我們認為，人工智能在教學改革中可以充當教學環(huán)境的構建者、雙師課堂的輔助者、教學過程的刺激者、學習結果的反饋者四種角色。

(一)人工智能作為教學環(huán)境的構建者

智能導學系統(tǒng)專家胡祥恩教授曾說過：“學習者在最佳的教育環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)知識結構的最優(yōu)化。”[6]自新課程改革以來，新教學理念未能落實到教學實踐常態(tài)的一個重要的原因即相應教學環(huán)境構建不易。比如探究式教學強調(diào)的探究環(huán)境，需要多媒體、實驗室以及良好的人文環(huán)境等相互配合。而人工智能的加入則為構建優(yōu)質(zhì)的教學環(huán)境提供了基建條件，自適應學習系統(tǒng)、智慧課堂、虛擬現(xiàn)實等基于人工智能的軟硬件設施提供了智能、泛在、靈活的數(shù)字化教學環(huán)境支持。

人工智能在創(chuàng)設課堂環(huán)境時有這樣幾種方式。第一，實現(xiàn)走班、考勤的方便快捷。智慧課堂系統(tǒng)中的人臉識別可以實現(xiàn)精準記錄、無感考勤，教師在移動應用上就可以看到出席的學生和他們的基本信息；智能電子班牌不僅可以實現(xiàn)原有班牌的信息展示功能，還可以顯示學生人數(shù)、上課科目等即時性信息。第二，提供有助于高效交流互動的課堂教學空間。教室前方變?yōu)楸趻齑笮惋@示屏、四周為白板，學生的座位是一體移動桌椅，每個學生還可以統(tǒng)一配備平板電腦，教師則配有移動終端機等。教師既可以組織學生將當堂任務在平板電腦上完成，也可以讓學生小組合作在四周的白板上進行展示。第三，多方位高清攝像頭實現(xiàn)教學實錄。這樣一來教師就可以將其制作為網(wǎng)絡共享課程，既便于課后學生自我反思，又有利于突破時空界限，滿足其他學習者的個性化需求。第四，人工智能還可以為有特殊教育需求的學生提供幫助。如利用智能語音轉(zhuǎn)譯系統(tǒng)為聽障學生上課，為智障兒童提供適應性材料輔助學習，讓智能機器人以AI伙伴的角色與自閉癥患兒進行交流。微軟公司便推出了一款名為“seeing AI”的產(chǎn)品，幫助弱視或失明群體解決“看”的問題。第五，人工智能虛擬仿真實驗室構建了安全、逼真的實驗操作環(huán)境。四川大學的生物科學與技術虛擬仿真實驗中心、天津大學建的精密儀器與光電子虛擬仿真實驗教學中心都是利用人工智能作為優(yōu)質(zhì)教學環(huán)境的支持者。虛擬仿真實驗室的構建有利于學生對于抽象內(nèi)容的理解與應用。學生戴上VR/AR目鏡，在教師的引導下認識抽象事物，進行實驗操作，感知實驗過程，全方位地體驗和探索，有觸感、溫度、視聽感、運動感，達到直觀教學的作用。其基于互聯(lián)網(wǎng)的共享性還可以避免高成本、高消耗實驗項目的消損，實現(xiàn)高?；驑O端環(huán)境下不可及或不可逆的操作。[7]

(二)人工智能作為雙師課堂的輔助者

隨著時代的不斷進步，信息量也在不斷地擴增。信息量的增大將導致信息熵的增多，事物之間的聯(lián)系也增多；信息本身是用來消除不確定性，而信息量劇增使得事物的不確定性反而更加難以消除。面對海量的信息，人類教師獲取信息、處理信息的能力有限，也難以駕馭信息的不斷變化，要想適應這種變化，就需要借助外部智能設備作為人腦的認知外包進行信息處理和思考，而AI教師就成為重要且絕佳的輔助者。[8]人工智能時代，雙師課堂中的人機協(xié)作即AI教師作為學生的導師與人類教師協(xié)同合作授課。如IBM公司在佐治亞理工大學的教學中投入了一個叫Watson的人工智能助教，模擬Goel教授并通過網(wǎng)絡與學生進行交流，回答及時，準確率極高，自授課和答疑的五個月內(nèi)，學生們沒有發(fā)現(xiàn)任何使用上的障礙。2018年9月，由奧克蘭能源公司Vector與人工智能企業(yè)Soul Machines合作研發(fā)的智能教師Will已經(jīng)應用在了新西蘭某小學。2018年11月第五屆互聯(lián)網(wǎng)大會上的學而思網(wǎng)校展示了AI老師給四川涼山彝族學生上普通話課的實例。人們正在進一步開發(fā)AI教師的各項功能，除了優(yōu)化外在的眼神等微表情之外，在機器人的情感計算、情緒檢測等類人化方面也在不斷完善之中。

雙師課堂是以“引導—反饋”的交互關系為主要教學形式，人類教師向AI教師發(fā)送了解學生實時學習進度、學生情緒現(xiàn)狀等應用請求，AI教師響應該請求，根據(jù)學生反饋的數(shù)據(jù)，進行處理分析之后反饋相關結果。[9]在雙師課堂中，AI教師通過對人臉、圖像、語音、文本等進行識別，感知周圍環(huán)境信息，以互聯(lián)網(wǎng)信息為知識儲備庫進行信息檢索，利用大數(shù)據(jù)進行計算、推理、分析，進而模型匹配，做出信息反饋。AI教師將完成絕大部分知識性的教學和機械性的教學行為，如批改作業(yè)、測評試卷、成績統(tǒng)計、學生簽到；人類教師則可以對教學內(nèi)容進行宏觀設計，利用機器輔助教學，對學生進行精細化關注，給予激勵與指導，針對學生的差異進行因材施教。AI教師在情感方面尚未達到類人化，一些情感語義也只是程序員設置的結果，不過在反饋信息上，AI教師卻能夠提供信息量巨大的客觀性事實或結論，這有助于人類教師和學生綜合分析、全面考慮、做出非爭議性的判斷。在雙師課堂中，人類教師和學生與AI教師的交流互動也能增加AI教師“腦”中的數(shù)據(jù)與信息儲備，通過計算機的深度學習，完善或修正以往的模型，作為消除下一個不確定性的信息資源。人工智能助力教學、增益學習的過程中，人類行為和信息也在影響著人工智能的自我改進和完善，兩者相互影響。

(三)人工智能作為教學過程的刺激者

認知心理學的研究表明，大腦總是渴求新奇的東西，它不會費心地去記憶枯燥乏味的事情，使學習能夠更有效的方式是不斷地讓大腦接收刺激。邁耶(Mayer)和斯萊溫(Slavin)對刺激變量的研究表明，任何偏離標準的變化都會導致更高的注意力水平。傳統(tǒng)的教學中，優(yōu)秀的教師會不斷變換教學行為，一堂課當中要使出渾身解數(shù)、絞盡腦汁地利用各種各樣的技巧來引發(fā)教學刺激，如在教室內(nèi)的走動、手勢動作、聚焦強調(diào)、與學生交流、停頓、變換感覺通道等方式[10]，使學生不斷地得到新的刺激，從而保持對學習的興趣和注意力。人工智能是個開放的系統(tǒng)，既能自主運算、構建模型，還能與外部信息環(huán)境進行交互，人工智能可以模擬輔助、替代、延伸、擴展和增強學生主體能動性。[11]人工智能所參與的教學可以在如下幾個方面提供認知上的刺激：第一，人工智能設備可以作為學生課堂實踐的材料，實現(xiàn)某些功能，提供工具應用性的刺激。如在STEAM課堂中，可以利用3D、4D打印技術打印出智能教具，對其進行編程、組裝、控制，從而實現(xiàn)某種指令。也可以采用Google的AIY，學習者可通過AIY Voice Kit，借助Google Assistant SDK和Cloud Speech API，創(chuàng)建虛擬語音助手，并添加語音交互功能，控制電燈開關、電器開關等。這些人工智能軟硬件的應用可以極大地調(diào)動起學生學習的興趣，從而保持高漲的學習熱情。第二，智能機器人作為教師的輔助者，可以為課堂教學提供多種形式的刺激信息。在教學過程中，智能機器人是學習內(nèi)容、教學活動、學習時空的靈性載體，教師可以隨時隨地讓智能機器人調(diào)出支持課堂教學內(nèi)容的圖像、聲音、視頻等資源。當教師需要智能機器人幫忙監(jiān)督學生時，智能機器人聽從指令，隨時移動、與學生交流，這對于學生來講都是一種教學過程中的刺激。第三，人工智能可以暫時替代教師，為學生提供教師所未能獲悉的新知識的刺激。比如人工智能可以將計算機編程的專業(yè)知識傳授給學生，并向?qū)W生展示自己某一程序的代碼頁面，學生也可以利用所學的編程知識對人工智能進行訓練，實現(xiàn)技能的應用。第四，人工智能還可以作為學生學習的伙伴，提供安慰性和啟發(fā)性的刺激。相對于在人類教師面前有壓力的學習，學生更愿意在智能機器人面前進行反復試驗和試錯性學習，智能機器人可以為學生提供在相對無判斷的環(huán)境中進行實驗和學習的方法，尤其是當智能機器人可以提供改進的解決方案時。[12]人工智能還可以作為學生答疑解惑的對象，當學生想查找某些信息時，人工智能的回答將進一步擴展學生所接收到的刺激的廣度和深度。總的來看，在人工智能賦能教學的過程中，學生的學習信息刺激的來源不再局限于書本上的知識，學生可以將網(wǎng)絡作為一種信息媒介工具，在此基礎之上進行決策、辨別、意義聯(lián)結、信息加工。

(四)人工智能作為學習結果的反饋者

未來教學是基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云存儲、大數(shù)據(jù)等技術對教學過程中的對象、話語、行為進行數(shù)據(jù)的實時收集、分析和整理的過程，特別是人工智能驅(qū)動的網(wǎng)絡教學可以為學生和教師提供及時而有效的反饋，這為學生的形成性評價提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。對于線上學習，學生的登錄情況、文本閱讀、點擊數(shù)量、執(zhí)行路徑、作業(yè)完成等都將被人工智能全面全過程地收集、記錄成為云端數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)支持課堂教學的即時反饋、支持預測動態(tài)變化、支持作業(yè)試卷的客觀項目的自動評分，并能夠為學生構建出一對一的學習指南數(shù)據(jù)，如對于學生經(jīng)常做錯的題目或者薄弱的知識內(nèi)容，人工智能系統(tǒng)會記錄并定時推送這些內(nèi)容。大型開放式在線課程項目Coursera在發(fā)現(xiàn)學生提交帶有大量錯誤答案的家庭作業(yè)時，系統(tǒng)就會向教師發(fā)出警報，并為將來的學生提供定制的消息，提供正確答案的提示。[12]對于作文這種主觀項目的評分可以利用My Access的智能在線服務系統(tǒng)，它能夠?qū)ι蟼鞯挠⒄Z作文進行在線自動評分、評價及診斷，學生還可以據(jù)此反復修改直到滿意為止。人工智能還能夠?qū)崿F(xiàn)對語言學習的評價與測試，如ETS的Speech Rater引擎便是應用最廣泛的英語口語測評機器，接受語音信息之后，系統(tǒng)運用語音技術自動識別、分析、鑒定，可用于英語口語測試、日常教學等，測評的結果可作為反饋學生學習效果的數(shù)據(jù)。[13]教師可以依據(jù)以上這些數(shù)據(jù)對學生的學習情況進行分析、管理、評價，并指導學生的學習，學生們根據(jù)線上學習結果和教師的指導適時調(diào)整自己的學習進程和路徑。

對于線下學習，教室中所有電子設備都與人工智能在5G網(wǎng)絡中相連接，便于人工智能進行數(shù)據(jù)采集。人工智能設備通過面部識別與動作分析技術記錄出席人數(shù)、學生上課聽講的專注程度，根據(jù)學生的動作或表情來評估學生對于課堂內(nèi)容的了解情況，所有這些數(shù)據(jù)將生成學生的個人信息檔案，及時將這些重要信息反饋給家長和教師，以進一步改變策略幫助學生更快更好地理解、運用知識。[14]學生評價不再是一考定終身，只根據(jù)最終的測驗成績，而是借助人工智能對學習者的學習表現(xiàn)進行長期的監(jiān)測，基于成長歷程的數(shù)據(jù)鏈條生成獨特的過程性評價報告。這種客觀的評價為人類教師對學生進行最終的綜合性評價提供了很好的事實參考，也增強了評價的準確性和客觀性。教師從記錄學生學習過程的大數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)學習者的興趣偏好、態(tài)度習慣、情緒性格、學習風格，為學生量身定做中長期的學習計劃并提供學習策略上的指導，從而為個性化學習持續(xù)加注動力。[12]基于多層次多角度的數(shù)據(jù)分析將大大擴展人類認知的范疇，并提高學習反饋的精準度。

二、人工智能用于教學改革存在的隱憂

人工智能為教學改革帶來了前所未有的機遇，重構了教育教學的組織形式和發(fā)生方式，但也引發(fā)了人們的諸多思考：人工智能所構建的教學環(huán)境減少了教與學的互動是否會帶來不良影響？人工智能引領之下的教學形式是否會促進人類智能的發(fā)展？人工智能在應用于教學活動的過程中，我們是否會成為人工智能攻擊的對象？我們的隱私是否會不復存在？這些問題迫使人們重新思考人工智能所架構的教學環(huán)境，所支撐的教學過程以及所導向的教學結果。所以，我們有必要保持清醒理性的頭腦，辯證看待人工智能在教學改革中的作用，審視人工智能在教學改革中可能引發(fā)的問題。

(一)教學環(huán)境中交往上“身體缺席”

人工智能在物理的三維空間之上重構了一個形而上學的實驗室，人們在這個實驗室之中進行知識的交流、情感上的溝通以及基于師生關系、生生關系的互動。人們在這種超脫于現(xiàn)實的教學環(huán)境中因“身體缺席”而只有精神和意識的流轉(zhuǎn)，教師角色的減少或虛擬化將帶來三點隱憂。第一，教與學過分堅持技術主義理性，可能不利于健全的人格的培養(yǎng)。由于機器所提供的道德范例、行為準則難免缺乏“人味”，過多依賴于人工智能的過程往往會忽視對人的行為、習慣、規(guī)范等方面的培養(yǎng)，所以可能不利于人的品格形成。第二，依存于人工智能所構建的空間進行學習，學生情感方面的培養(yǎng)必將缺乏。人類是復雜的存在，由于人工智能無法正確地進行感情識別，也無法恰當表達感情，所以在人機交往過程中學生的情感態(tài)度價值觀很難建立起來。如果全程無教師的參與，那么來自教師溫暖細心的情感關懷、耳濡目染的言行示范、潛移默化的支持教導將幾乎不復存在。[15]第三，人類長期在虛擬世界之中進行交往活動，人類在社交上很可能會出現(xiàn)障礙。長期依賴于網(wǎng)絡課程和虛擬現(xiàn)實設備的學習，那么虛擬世界便成為學習者以數(shù)字化方式體驗生存意義的主要渠道，這便容易造成自我封閉，孤獨感上升，隔離了人的社會性。[16]人具備社會屬性，交往是人生存的重要方式，正如雅思貝爾斯所說：“交往是真理產(chǎn)生的重要條件，交往過程中不同思想的撞擊，可以碰撞出共同的本質(zhì)的思想，而正是這種本質(zhì)的思想把人們聯(lián)系了起來?！盵17]依存于虛擬的學習空間，人類很可能會懼怕現(xiàn)實中人與人之間真實的交流，無法靈活應對人際交往過程中的突發(fā)事件，難以接受現(xiàn)實生活中人類的多面性。所以，在為學生打造虛擬教學環(huán)境擴展其認知的同時，我們還應該讓學生明確學習的目標，提供給學生更多接觸現(xiàn)實生活世界的機會，為學生創(chuàng)造“身體存在”的學習活動，引導學生利用生活實際、利用現(xiàn)實體驗感悟人生，加強人與人之間的互動和交往，構建完整的社會性的人。

(二)教學形式引發(fā)學習碎片化、淺表化

人工智能融合的教學，知識唾手可得，信息隨處可獲，不再需要大量地記憶、背誦知識；學生的學習也不再是集中在固定時間內(nèi)，而是可以隨時隨地學習，于是碎片化學習和間歇性學習便成為學生學習的一種主要方式。比如科大訊飛將視頻學習資源碎片化處理，學生通過智能搜索可以迅速實現(xiàn)知識的再現(xiàn)和確認、圖片的即時和大量呈現(xiàn)；學霸君、作業(yè)幫等搜題App通過圖文識別可以幫助學生迅速找到答案和解題思路，答題機器人通過語義分析及時答復學生的請求，在線學習系統(tǒng)為學習者設計輕松快捷的學習方案……這些人工智能的廣泛應用，一方面體現(xiàn)出人工智能在助力教學的過程中只是定位于學習環(huán)節(jié)的某個方面，并不能夠從整體提升和發(fā)展學習者的素質(zhì)；另一方面也體現(xiàn)出人工智能漸成學生依賴的對象，阻抑了學生的深度學習與思考。原因有三：第一，當學生不假思索地將內(nèi)心的疑問訴諸人工智能尋求答案時，人工智能基本上都能夠有求必應，而學生追溯記憶、獨立思考、深度學習的過程則將止于淺表化層面，他們更多依賴智能機器人所提供的豐富信息來進行速食學習，在學習的舒適區(qū)域內(nèi)淺嘗輒止。第二，在課堂教學中，人工智能還能夠因教學需求及時為學生調(diào)取文字、圖像、視頻、聲音等，雖然在一定程度上能夠增加刺激的維度，卻使學生懶得去思考、識記和自我構建，這在一定程度上阻斷了人類深層回憶的路徑，消解了想象的空間，削弱了好奇與感悟在大腦皮層中的印記，限制了人類智能的深度延展。第三，學生依賴人工智能獲取了大量的信息或知識，但這些事實和概念卻缺乏價值判斷，學生如果不能根據(jù)手中大量的信息篩選出重要的和不重要的，不能夠正確辨別信息的準確性而是濫用，那將不利于學生完整世界觀的形成。所以，我們有必要認清人工智能的工具屬性，適度地使用人工智能，避免行為活動的長期受限；有必要學會對碎片化知識進行邏輯性管理，注重知識的分類、歸納和組織，使之成為系統(tǒng)的、有意義的知識存儲；有必要學習如何從大數(shù)據(jù)的洪流中甄別有效信息，準確地理解信息的含義。

(三)教學活動中倫理安全隱患難以預估

依托于人工智能的人機互動、人際互動實現(xiàn)了虛擬世界與現(xiàn)實客場的多維鏈接，然而這種交往模式改變了人們對倫理關系和價值觀念的信念。在人工智能促生的教學活動中，人工智能是否會“惡意”地利用智能學習系統(tǒng)向?qū)W生傳達虛假、暴力、色情信息；人工智能是否會利用錯誤的價值判斷誤導、扭曲學生的人生觀、世界觀；人工智能是否會“刻意”收集學生、教師的敏感話語、隱私信息，“出售”給他人；人工智能是否會篡改記錄學生學習結果的數(shù)據(jù)，挪為他人所用……這些可能引發(fā)的倫理安全問題都值得我們深思，那么在教育中的人工智能能否不依賴學生的數(shù)據(jù)來傳達信息？答案是否定的。這是因為人工智能中的關鍵技術是機器學習，機器學習是通過對大量的數(shù)據(jù)進行歸納和特征目標識別，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系并進行預測。在這個過程中，人類的行為、語言、身份，甚至情感等信息均被機器納入GPU(Graphics Processing Unit)或TPU(Tensor Processing Unit)中進行學習，數(shù)據(jù)量越大，模仿模型構建得就越好。在教育領域中所涉及的不僅僅是教師和學生以及家長的基本信息，還有在教與學交互的場域中所產(chǎn)生的一系列帶有個人屬性的信息，如學生個人的學習成績、健康狀況、性格偏好、能力與智力層次，教師的工作業(yè)績、研究成果、收入信息等都被納入了人工智能的存儲之中，即便刪除了，還有可追蹤的痕跡。由于在教育教學過程中存在著主客體的多元性、要素的復雜性、過程的交互性、情境的多樣性[18]，所以上述信息的流轉(zhuǎn)不可避免，這就要求技術的使用必須是公平的、公正的、無傷害的，才能有利于人工智能對教學改革的持續(xù)推動。如何使人工智能不做出違背人類倫理道德的事情，如何確保教學中用戶的信息不被泄露、盜取以及惡意運用，這是需要有關部門亟待解決的問題，亟需相關法律規(guī)定的出臺，亟需人工智能技術的更加完善，亟需道德規(guī)范的約束……而這不僅是發(fā)揮人工智能在教學改革中應然角色的關鍵，更是人工智能在促進教學變革的道路上能夠走得更遠的保障。

三、人工智能時代教學改革的理性應對

誠然，人工智能為教學改革帶來了重大的機遇，成為教學形式、教學手段變革的助推器，但基于以上分析，人工智能可能引發(fā)的諸多問題同樣讓我們望而卻步。鑒于此，我們在肯定人工智能對于教學改革價值的同時也應正視其帶來的隱憂，并從以下三個方面改進人工智能在教學改革中的運用，促使其更好地引領教學改革。

(一)突破人工智能技術瓶頸，加快人工智能推動教學改革

人工智能經(jīng)過60多年的發(fā)展已取得很大的進展，但目前的人工智能系統(tǒng)有智能沒有智慧、有智商沒有情商、有專才無通才，人工智能離“很好用”還有很多瓶頸問題未解決。[19]目前初步應用的人工智能確實引領了教學改革，但它離大幅度提高教學質(zhì)量和教學效率，離全面啟動教學改革還有很長的路，人工智能作為教學環(huán)境的構建者、雙師課堂的輔助者等角色還不夠成熟，還有很多懸而未決的問題存在，這些都源于人工智能在促進教學改革過程中所遇到的三個方面的技術掣肘。第一，人工智能的數(shù)據(jù)標準仍未統(tǒng)一，不同來源的教育人工智能產(chǎn)品在軟硬件上無法達到功能上的兼容，云端的數(shù)據(jù)和教育資源無法共享，未能形成智能的閉環(huán)，信息孤島現(xiàn)象嚴重，如教師所收集到的學生學習的數(shù)據(jù)與云端的數(shù)據(jù)規(guī)格不同，便難以實現(xiàn)即時處理和適時反饋。第二，教育教學的大數(shù)據(jù)收集困難，對于中小學生而言，搜尋自己的教育信息、規(guī)范的應用信息技術能力相對薄弱；教育領域的數(shù)據(jù)格式多樣、教學信息復雜無章、教育主體的信息離散也使得大數(shù)據(jù)的收集殘缺不全[20]，由此導致難以為人工智能提供充足的數(shù)據(jù)去支撐機器學習。第三，人工智能的算法可追溯性和可解讀性較差，猶若“黑箱”，決策結構不明，一旦預測出了問題，將很難追根溯源；人工智能在情感計算、自然語言處理等技術方面仍不成熟，難以準確識別、理解人類的情緒信息，難以在教學過程中與人類進行和諧的人機情感交流互動，自然語言處理對于多輪問答、閱讀理解等方面的分析還處在初級階段。

為了加快人工智能推進教學改革的進程，首先應該加快技術的頂層設計，統(tǒng)一各種數(shù)據(jù)的標準，建立大型的、開放的、安全的云端服務平臺，針對各種來源的數(shù)據(jù)進行匯聚，實現(xiàn)技術的共享、數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)。其次，還應滿足教育用戶的個性化需要，支持教學模式的創(chuàng)新、學習方式的變革以及決策評估的生成性，以促生教學整體上全方位的改革。再者，人工智能技術還需結合認知心理學、腦科學等相關理論進一步深入研發(fā)，以期不斷解決技術上的瓶頸之困，并積極探索人工智能在教學改革之中的創(chuàng)新體系設計。對于教育實踐者而言，應該正確看待目前人工智能技術的不完善之處，任何技術在發(fā)展過程中都會經(jīng)歷著想象與現(xiàn)實的碰撞，人工智能目前的瑕疵不能成為我們拒絕接受與應用的借口。在能夠提升教學質(zhì)量和教學效果的范圍內(nèi)積極運用人工智能技術，基于教育教學大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律、實時預測，使我們的教育從傳統(tǒng)的經(jīng)驗主義走向?qū)嵶C主義，進一步推動教學改革的不斷發(fā)展。在應用人工智能技術輔助教學過程中，對其所存在的問題進行及時反饋，促生人工智能技術的快速完善發(fā)展，也就是說，與新技術協(xié)同合作、共同進化才是推動教育教學發(fā)展的最佳路徑。

(二)提升教師信息技術素養(yǎng)，促使教師合理運用人工智能

目前，教師在利用人工智能輔助教學的過程中存在著有效性不高的問題，應用在教育教學中的人工智能無疑表明其能提高工作的準確性和效率，但是在現(xiàn)實教育場域中，教師的教學缺乏課程與人工智能資源的有效整合。一方面是過分依賴人工智能設備，一心想被人工智能替代而忘了它“輔助者”的角色，如教師將人工智能所提供的備課資源不假思索加以利用，使教師進行創(chuàng)造性教學的能力減弱。更有教師生硬地依靠智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對學生進行評價，完全相信人工智能做出的判斷和預測以及決策，致使教師的情感性工作大大縮減。人工智能技術應用的目的是為了促進學習，應該回歸“人的教育”，而不是以技術為本體無節(jié)制地使用。[18]另一方面是教師對于初步應用的人工智能的信任感還不夠強，主要體現(xiàn)在質(zhì)疑其功能，進而不愿意學習如何應用，或者有的教師會使用而不去積極應用。這兩種極端都不可取，在未來，教師不會被人工智能所完全替代，但不會運用人工智能的教師定將會被會運用人工智能的教師所取代。在人工智能時代，教師不僅要學會利用人工智能輔助教學，學會輸入、調(diào)取、整合數(shù)據(jù)，幫助自己觀察、分析、記錄學習者的學習過程和學習結果，以便綜合評價學習者；還要對學習者進行適時的人文關懷和情感評價，達到育人的目的。

教師合理運用人工智能，應該基于以下三點。第一，教師應迅速轉(zhuǎn)變教學觀念，樹立終身學習的理念，高效地運用人工智能進行更智慧的教學設計，以積極的心態(tài)應對人工智能帶來的教學上的挑戰(zhàn)。在這個過程中，僅憑教師自身可能無法實現(xiàn)觀念上的轉(zhuǎn)變以及實踐操作上的更新，所以教育管理部門號召、鼓勵、支持與適時的培訓是必要的，從而幫助教師學習必要的數(shù)字技能、信息處理能力。第二，教師應注意人工智能技術的適切使用，教師應首先意識到人工智能技術只是作為輔助、提高教學效果的工具而已并非教師角色的替代者，過分依賴人工智能只會削弱自身的價值以及育人的意義指向，所以教學過程中還是應該以面對面的教學對話、情感交互的現(xiàn)實溝通為主，靈活的選擇、應用人工智能產(chǎn)品融入自身所主導的教學變革之中。第三，教師應努力提升自身的教育理論素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，在利用人工智能技術促進教學改革時，積極運用新的教育理論引領教學形式和學習方式的變革，驅(qū)動人工智能在教學改革中發(fā)揮關鍵性作用。

(三)正視技術的倫理安全問題，加強人工智能應用的監(jiān)管

人工智能是人類智慧的產(chǎn)物，為人類所應用，它的角色設定始終是靠人類自身來設計，比如人工智能的倫理道德，其實不過是人類所提供的大量倫理道德數(shù)據(jù)與所設計的行為邏輯模型相互匹配的過程。人工智能在教學活動中可能做出的“惡意”“刻意”等行為(如上所述的倫理道德、隱私安全等)，其背后也只不過是人類的指令在作祟，有人在利用人工智能所搜集的數(shù)據(jù)從事非法活動，以實現(xiàn)一己私欲；人工智能在學習結果反饋中所做出的預測存有的“偏見”或“歧視”，也并非人工智能本身的善惡問題，如果排除使用者肆意篩選數(shù)據(jù)、篡改結果的原因，那么便是源于算法設計者自身的、社會和文化的以及政策的原因所產(chǎn)生的偏見或誤導性知識。[21]所以，人工智能本身并無善惡之分，它的善惡實則為人類意識的有序植入，有的是在設計之初由算法設計師植入的標準所決定的，有的則是在人工智能應用于教學活動中經(jīng)不良使用者惡意篡改、操作所致。

有關部門應加強人工智能教育應用的監(jiān)管，制定與安全應用相關的規(guī)定，運用區(qū)塊鏈等技術保護使用者的隱私和權益，推動教育人工智能良性積極地發(fā)展[22]；對于人工智能的倫理安全問題，政府和科學家們有義務向社會普及人工智能相關知識，引導人們正確認識、客觀了解人工智能；教育培訓部門應將倫理道德教育納入人工智能課程之中，使從事人工智能行業(yè)的相關人員樹立正確的倫理道德信念，增強安全防范意識。教育教學實踐者應該堅守對數(shù)據(jù)使用的道德規(guī)范，不泄露、非法傳播、惡意利用教育教學中的數(shù)據(jù)信息；同時，也要教育學生注重自身數(shù)據(jù)的隱私安全。我們相信有技術為后盾支撐，法律制度為保障，以及相關網(wǎng)絡倫理道德教育為引導[23]，人工智能定能持續(xù)地促進教學改革的發(fā)展。