教育的人機(jī)協(xié)同化與未來(lái)教師核心素養(yǎng)

吳茵荷 蔡連玉 周躍良

[摘? ?要] 人工智能的快速發(fā)展與社會(huì)應(yīng)用，正在帶來(lái)教育系統(tǒng)的人機(jī)協(xié)同化。人機(jī)協(xié)同教育圖景與傳統(tǒng)教育流程大異其趣，人機(jī)協(xié)同的有效運(yùn)轉(zhuǎn)使得教育所需的智能結(jié)構(gòu)發(fā)生轉(zhuǎn)型?；趪?guó)家實(shí)力三分理論建構(gòu)的教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)所需的智能結(jié)構(gòu)三維模型有硬、軟、巧三種智能，在弱人工智能時(shí)代，機(jī)器的長(zhǎng)處在于硬智能，人類教師則優(yōu)在軟、巧智能。由教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)智能結(jié)構(gòu)三維模型，推導(dǎo)出未來(lái)教師核心素養(yǎng)框架的三個(gè)維度：（1）硬素養(yǎng)，即數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化和可重復(fù)的教育教學(xué)能力;（2）軟素養(yǎng)，即基于“關(guān)系能力”和創(chuàng)造性的教育教學(xué)能力;（3）巧素養(yǎng)，即教育人機(jī)協(xié)同的價(jià)值觀、意識(shí)、知識(shí)能力與反思?；谌藱C(jī)比較，未來(lái)教師核心素養(yǎng)的重點(diǎn)應(yīng)在硬素養(yǎng)中的計(jì)算思維、軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)。培養(yǎng)未來(lái)教師的核心素養(yǎng)，需要師范教育率先建構(gòu)基于人機(jī)協(xié)同的教育教學(xué)模式、課程體系和實(shí)訓(xùn)路徑，以及提升教師教育者的人機(jī)協(xié)同教育能力。

[關(guān)鍵詞] 人機(jī)協(xié)同化; 智能結(jié)構(gòu)三維模型; 教師核心素養(yǎng); 教師教育

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

[作者簡(jiǎn)介] 吳茵荷（1991—），女，江西鷹潭人。博士研究生，主要從事教師教育、智能教育研究。E-mail：262357957@qq.com。蔡連玉為通訊作者，E-mail：cailianyu@126.com。

一、引? ?言

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展及其在教育系統(tǒng)中的逐漸滲透，學(xué)校教育使用各種人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)越來(lái)越普遍。教育實(shí)踐中人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致學(xué)校教育流程的整體再造，學(xué)校教育所需的智能結(jié)構(gòu)也將隨之轉(zhuǎn)型，如此則會(huì)對(duì)未來(lái)教師的核心素養(yǎng)提出新要求。在前期的研究中，我們已經(jīng)對(duì)社會(huì)的人機(jī)協(xié)同化與學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)進(jìn)行了探究，本研究為此基礎(chǔ)上的一種延續(xù)性探討。未來(lái)已來(lái)，適應(yīng)智能技術(shù)時(shí)代的高素養(yǎng)教師是高質(zhì)量育人的基石，面向人機(jī)協(xié)同化的學(xué)校教育實(shí)踐培養(yǎng)未來(lái)教師核心素養(yǎng)，應(yīng)為當(dāng)前教師教育變革的一個(gè)核心向度。

二、教育的人機(jī)協(xié)同化與人機(jī)協(xié)同教育圖景

當(dāng)前，沒(méi)有自主意識(shí)的人工智能正在逐漸滲透進(jìn)學(xué)校教、學(xué)、管、評(píng)、考、測(cè)等教育教學(xué)活動(dòng)中。這些活動(dòng)由教師主導(dǎo)，日益廣泛和充分地使用人工智能技術(shù)，由此構(gòu)成一個(gè)個(gè)教師與機(jī)器共同工作的人機(jī)協(xié)同教育子系統(tǒng)，整個(gè)學(xué)校教育運(yùn)行正逐步建基于一個(gè)大的教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)之上。我們可以稱這一過(guò)程為教育的“人機(jī)協(xié)同化”。教育的人機(jī)協(xié)同化是人類社會(huì)信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也將賦能于人類教育。傳統(tǒng)的學(xué)校教育是一種為滿足工業(yè)化時(shí)代人才需求的批量化、標(biāo)準(zhǔn)化培養(yǎng)模式。從某種意義上看，傳統(tǒng)學(xué)校教育遵循效率邏輯，形成了對(duì)因材施教理想的背離，而當(dāng)前基于人工智能技術(shù)的教育人機(jī)協(xié)同化正在持續(xù)地改變傳統(tǒng)學(xué)校教育場(chǎng)景。人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)內(nèi)人工智能的大數(shù)據(jù)采集、超強(qiáng)算力和算法，為因材施教和學(xué)生個(gè)性化發(fā)展提供了契機(jī)。

教育的人機(jī)協(xié)同化正在構(gòu)建新的人機(jī)協(xié)同教育圖景，如圖1所示。在人機(jī)協(xié)同教育中，人類教師和人工智能發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，協(xié)同完成教育教學(xué)工作，形成一種新的教育流程。

（一）人機(jī)協(xié)同教育的技術(shù)框架

教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)中人工智能技術(shù)框架包括算法層、感知層和認(rèn)知層。算法層是人工智能教育應(yīng)用的技術(shù)核心，各類人工智能教育應(yīng)用都要依靠算法實(shí)現(xiàn)，包括機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法。機(jī)器學(xué)習(xí)能夠在經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)中自動(dòng)改進(jìn)具體算法，通過(guò)開發(fā)自動(dòng)檢測(cè)數(shù)據(jù)模式的方法，在使用未覆蓋的模式時(shí)，預(yù)測(cè)未來(lái)的數(shù)據(jù)[1]。深度學(xué)習(xí)通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法能夠?qū)W習(xí)傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)無(wú)法處理的抽象數(shù)據(jù)[2]。感知層模仿和延伸人類的感知能力，通過(guò)圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別和生物特征識(shí)別等技術(shù)，在人與機(jī)器的自然交互中實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生多模態(tài)數(shù)據(jù)采集。認(rèn)知層模仿人類的認(rèn)知活動(dòng)，讓機(jī)器學(xué)會(huì)“理解”。認(rèn)知層的主要技術(shù)有自然語(yǔ)言理解、知識(shí)圖譜和情感計(jì)算等。由于目前人工智能技術(shù)發(fā)展仍處于弱人工智能階段，機(jī)器的認(rèn)知能力僅體現(xiàn)在“特定領(lǐng)域”中的認(rèn)知推理[3]。通常，教育人工智能應(yīng)用并非單獨(dú)靠算法層、感知層和認(rèn)知層中的某項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，而是結(jié)合了各層相關(guān)的技術(shù)。例如，語(yǔ)音翻譯系統(tǒng)結(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理等技術(shù)。

（二）人機(jī)協(xié)同教育的應(yīng)用環(huán)節(jié)

當(dāng)前人工智能被應(yīng)用于教、學(xué)、管、評(píng)、考、測(cè)等教育教學(xué)環(huán)節(jié)，促進(jìn)個(gè)性化的教與學(xué)[4]、全方位的管與評(píng)、自動(dòng)化的考與測(cè)的實(shí)現(xiàn)。人工智能在教育場(chǎng)景中的應(yīng)用并非依靠機(jī)器單獨(dú)完成，而是需要人類教師不同程度的參與。

在教與學(xué)方面，個(gè)性化的教與學(xué)是班級(jí)授課制的難點(diǎn)?；诖髷?shù)據(jù)的診斷為教師了解每位學(xué)生提供了支持，但教師仍難以對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)。智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)基于內(nèi)容知識(shí)、教學(xué)策略知識(shí)、學(xué)習(xí)者知識(shí)的學(xué)習(xí)，能夠?yàn)閷W(xué)生動(dòng)態(tài)推薦合適的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)內(nèi)容，量身定制學(xué)習(xí)計(jì)劃。為了更“接近”人類教師，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)不斷開發(fā)模擬人類的情感和社會(huì)交往能力，同學(xué)生對(duì)話時(shí)，與學(xué)生的語(yǔ)音、語(yǔ)調(diào)進(jìn)行配合，讓學(xué)生感受到親密感和社會(huì)認(rèn)可[5]。雖然智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)能夠越來(lái)越出色地進(jìn)行教學(xué)，但完成的都是指令性、程序性的教學(xué)任務(wù)，對(duì)開放性、突發(fā)性的問(wèn)題束手無(wú)策[6]。并且人工智能受限于數(shù)據(jù)源和算力等因素，教育場(chǎng)景適切性不足，會(huì)影響教學(xué)干預(yù)的精準(zhǔn)度，需要發(fā)揮人類教師的靈活性，與人工智能的邏輯性相結(jié)合，提升教學(xué)的精準(zhǔn)性。更為關(guān)鍵的是，現(xiàn)階段的弱人工智能不具備“自我意識(shí)”，并不能真正理解和表達(dá)情感，教師和學(xué)生之間的情感和社會(huì)交往尚不能被機(jī)器取代。

在管與評(píng)方面，傳統(tǒng)的管理和評(píng)價(jià)工作依賴教師的主觀經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試數(shù)據(jù)，教師對(duì)過(guò)程性數(shù)據(jù)的捕捉和分析存在較大困難，難以對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面客觀的評(píng)價(jià)。在人機(jī)協(xié)同的教學(xué)環(huán)境中，各類傳感器可以采集學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的文本、語(yǔ)音等海量數(shù)據(jù)，利用多模態(tài)學(xué)習(xí)分析對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)追蹤式全過(guò)程學(xué)業(yè)管理。人工智能不僅能實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)業(yè)水平的評(píng)價(jià)與管理，還能利用綜合建模評(píng)價(jià)技術(shù)，基于體質(zhì)健康、心理健康等數(shù)據(jù)生成學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)報(bào)告。建立在大數(shù)據(jù)上的評(píng)價(jià)可以超越人類的認(rèn)知偏好和有限的知識(shí)背景[7]，人工智能負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集和呈現(xiàn)，教師對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀和判斷，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)和全面的評(píng)價(jià)與管理。

在考與測(cè)方面，過(guò)去作業(yè)批改等重復(fù)性工作占用了教師大量的精力，人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)口語(yǔ)測(cè)試、紙筆考試的自動(dòng)評(píng)分。語(yǔ)音評(píng)分系統(tǒng)相較于普通評(píng)分員更接近專家，而且效率更高，更公平公正[8]。批改系統(tǒng)在自動(dòng)評(píng)分的基礎(chǔ)上，提供針對(duì)性的反饋報(bào)告，學(xué)生可以根據(jù)報(bào)告反復(fù)修改提交，直到滿意[9]。自動(dòng)化的考與測(cè)能夠大幅度地提升教師工作效率，但由于人工智能不能真正“理解”語(yǔ)言、文字的意義，如智能批改系統(tǒng)無(wú)法像人類教師一樣理解文章，可能會(huì)對(duì)新穎有創(chuàng)造性的作文判低分[10]。因此，教師需要識(shí)別出被人工智能誤判的內(nèi)容，實(shí)施人工審核。

（三）人機(jī)協(xié)同教育的運(yùn)行機(jī)制

人機(jī)協(xié)同教育的運(yùn)行機(jī)制與人工智能技術(shù)發(fā)展階段緊密相關(guān)，當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展處于弱人工智能階段，不具備“自我意識(shí)”，主要基于對(duì)大數(shù)據(jù)的強(qiáng)算力解決問(wèn)題，進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策。由于人工智能缺乏“常識(shí)”“橫向思考能力”等人性元素，機(jī)器決策有其局限性，教師需對(duì)機(jī)器決策進(jìn)行理解和判斷，在機(jī)器決策的基礎(chǔ)上啟發(fā)自身決策[11]。因此，人機(jī)協(xié)同本質(zhì)上是一種基于數(shù)據(jù)的決策，人類決定方向與價(jià)值，機(jī)器提供數(shù)據(jù)與事實(shí)。在弱人工智能時(shí)代，人機(jī)協(xié)同教育的運(yùn)行機(jī)制是：首先，由教師發(fā)現(xiàn)和提出教育問(wèn)題，設(shè)定教育目標(biāo)，明確自身和人工智能各自應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的任務(wù)，對(duì)人工智能教育應(yīng)用作出相應(yīng)的功能選擇。接著，人工智能教育應(yīng)用根據(jù)教師的指令進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)智能算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、特征提取和模型構(gòu)建，從而形成決策。教師對(duì)機(jī)器決策進(jìn)行意義理解、情感理解和價(jià)值判斷，在此基礎(chǔ)上作出決策，將決策規(guī)則反饋給人工智能并采取教育教學(xué)干預(yù)。教育教學(xué)干預(yù)可由人或機(jī)器單獨(dú)完成，也可由人與機(jī)器協(xié)同完成。教育應(yīng)用場(chǎng)景接受干預(yù)后，會(huì)產(chǎn)生一定的效果，形成新的數(shù)據(jù)，反饋給教師和人工智能教育應(yīng)用。最后，教師對(duì)教育教學(xué)干預(yù)是否解決教育問(wèn)題、達(dá)成教育目標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。人工智能對(duì)教師的決策規(guī)則和應(yīng)用場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)反饋進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而優(yōu)化自身算法，提升決策的適切性。

三、教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的智能結(jié)構(gòu)三維模型

通過(guò)對(duì)人機(jī)協(xié)同教育圖景的描繪可見，教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)中有人類和機(jī)器兩類智能主體，人機(jī)協(xié)同有效運(yùn)轉(zhuǎn)所需的智能結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)教育發(fā)生了轉(zhuǎn)型。那么，人機(jī)協(xié)同化的學(xué)校教育實(shí)踐需要什么樣的教育智能結(jié)構(gòu)？機(jī)器和人類分別具備哪些智能？各自智能優(yōu)勢(shì)在哪？對(duì)這些問(wèn)題的思考涉及機(jī)器智能的發(fā)展。隨著技術(shù)的迭代更新，人工智能模仿人類的能力會(huì)不斷增強(qiáng)，未來(lái)是否會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)人工智能尚未有定論?；谥?jǐn)慎的技術(shù)樂(lè)觀主義，人類社會(huì)將在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)處于弱人工智能時(shí)代，因此本文將討論限定為人工智能具有“自我意識(shí)”之前。

國(guó)家實(shí)力硬、軟、巧三分理論為分析人機(jī)協(xié)同化所需的教育智能結(jié)構(gòu)提供了借鑒啟示。約瑟夫·奈（Joseph Nye）提出的國(guó)家實(shí)力三分理論將一個(gè)國(guó)家的實(shí)力分為硬、軟、巧三類。硬實(shí)力主要指國(guó)家、軍事、科技、經(jīng)濟(jì)等有形實(shí)力的總和[12];軟實(shí)力指來(lái)自文化、歷史、價(jià)值觀等精神性力量[13];巧實(shí)力是外交政策中巧妙地利用軟實(shí)力和硬實(shí)力，將二者結(jié)合以提升自身影響力的能力。在巧實(shí)力的運(yùn)用中，對(duì)使用軟硬兩種實(shí)力的比例沒(méi)有明確規(guī)定，要根據(jù)具體情況，靈活選擇合適的運(yùn)用方式[14]。如果說(shuō)軟實(shí)力和硬實(shí)力指向人、物或任務(wù)本身，巧實(shí)力則更側(cè)重于做事的方式，是一種手段和謀略[15]?；趪?guó)家實(shí)力硬、軟、巧三分理論，可以建構(gòu)如圖2所示的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)的教育智能結(jié)構(gòu)三維模型。

學(xué)校人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)中存在三類教育智能，分別為硬智能、軟智能和巧智能?？煞謩e作如下深入解讀。

（一）教育硬智能

硬智能主要是一種基于數(shù)據(jù)的計(jì)算和推理能力，包括記憶數(shù)據(jù)和基于一定算法的運(yùn)算等，硬智能擅長(zhǎng)處理用數(shù)據(jù)表征的結(jié)構(gòu)化問(wèn)題[16]。人工智能的功能實(shí)現(xiàn)都是建立在對(duì)數(shù)據(jù)采集和運(yùn)算基礎(chǔ)之上的，即為一種硬智能。人工智能具有強(qiáng)大的計(jì)算智能，擅長(zhǎng)基于數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)重復(fù)性活動(dòng)的規(guī)則，高效地處理機(jī)械重復(fù)任務(wù)[17]。人工智能模仿和延伸人類的感知智能，將語(yǔ)音、圖像、動(dòng)作轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別，把學(xué)習(xí)過(guò)程行為分析轉(zhuǎn)變?yōu)榇髷?shù)據(jù)問(wèn)題[18]。認(rèn)知智能的實(shí)現(xiàn)在于對(duì)特定領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)，將教學(xué)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化問(wèn)題。人類教師也具備硬智能，但人類處理數(shù)據(jù)計(jì)算的活動(dòng)效率不高，對(duì)信息的提取、計(jì)算速度遠(yuǎn)低于機(jī)器，并且機(jī)械重復(fù)勞動(dòng)易使人產(chǎn)生偏差。教育硬智能所承擔(dān)的工作大多與學(xué)校教育中的“教書”功能（培養(yǎng)學(xué)生讀、寫、算能力）相關(guān)，這也是傳統(tǒng)教師教育致力培育和強(qiáng)調(diào)的，然而，人工智能的教育硬智能在相當(dāng)程度上已然超過(guò)人類教師。

（二）教育軟智能

學(xué)校教育除了承擔(dān)“教書”功能之外，還需“育人”，滋養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)性成長(zhǎng)。“育人”工作所需的對(duì)學(xué)生的道德、情感、創(chuàng)造等的培養(yǎng)能力，整體上可以看作教育軟智能。軟智能的表現(xiàn)形式多樣，一定程度上，可以認(rèn)為軟智能主要指“關(guān)系能力”和創(chuàng)造能力[17]?！瓣P(guān)系能力”指?jìng)€(gè)體處理與自我、與他人、與自然之間關(guān)系的能力。學(xué)校教育培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)性和創(chuàng)造性素養(yǎng)時(shí)，尤其需要教育軟智能。教育軟智能處理的問(wèn)題較難被數(shù)據(jù)化和結(jié)構(gòu)化，軟智能是人類教師的優(yōu)勢(shì)，也是機(jī)器無(wú)法取代教師的重要緣由。智能教學(xué)系統(tǒng)可以模仿師生的情感交互，但由于人工智能不具備“自我意識(shí)”，并不能真正地像人類一樣理解和表達(dá)情感，呈現(xiàn)出的只是一種形式上的情感交流。如果說(shuō)機(jī)器具有教育軟智能，也是一種被數(shù)據(jù)化、形式化的軟智能。此外，人工智能難以具備思維的靈活性和創(chuàng)造性，教學(xué)活動(dòng)不僅是合規(guī)律性的活動(dòng)，更是富有創(chuàng)造性的，“教書”和“育人”也不能割裂開，創(chuàng)造性教學(xué)活動(dòng)的開展需要人類教師發(fā)揮軟智能的作用。

（三）教育巧智能

教育巧智能可以理解為人機(jī)協(xié)同智能。人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)能否有效運(yùn)作，“協(xié)同”非常關(guān)鍵?！皡f(xié)同”本質(zhì)上是一種目標(biāo)設(shè)定和決策分配活動(dòng)，由于人工智能不具備“自我意識(shí)”，如何協(xié)同只能由人類教師決定。在教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)中，教師不僅要呈現(xiàn)傳統(tǒng)的人類智能，還要展現(xiàn)出人機(jī)協(xié)同智能。人機(jī)協(xié)同智能是將教育教學(xué)任務(wù)在人與機(jī)之間合理分配，以達(dá)到教育教學(xué)效果最優(yōu)化的能力。如果說(shuō)人工智能具有巧智能，由于機(jī)器沒(méi)有自我意識(shí)，那也只是為更好地人機(jī)協(xié)同提供數(shù)據(jù)和按人類要求所作計(jì)算的能力，幾乎可以忽略不計(jì)。

人機(jī)協(xié)同智能最上位的構(gòu)成元素是人機(jī)協(xié)同的價(jià)值觀，即教師對(duì)人與機(jī)協(xié)同完成教育教學(xué)工作的價(jià)值觀和意義理解;其次是人機(jī)協(xié)同意識(shí)，即教師利用人工智能解決問(wèn)題的主動(dòng)性和敏感性;位于中間層的是人機(jī)協(xié)同的知識(shí)與能力，包括對(duì)人與機(jī)各自擅長(zhǎng)領(lǐng)域的認(rèn)知，以及對(duì)教育任務(wù)在人與機(jī)之間合理調(diào)配的能力。此外，人機(jī)協(xié)同智能還包括對(duì)人機(jī)協(xié)同的反思，教師需要對(duì)人機(jī)協(xié)同是否達(dá)成教育目標(biāo)，有無(wú)違背教育規(guī)律和倫理進(jìn)行反思。

未來(lái)不同層次的人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)將廣泛存在于教育活動(dòng)中，成為推動(dòng)教育教學(xué)變革的重要力量，人機(jī)協(xié)同智能具有重要價(jià)值。有論者認(rèn)為個(gè)體與人工智能之間的關(guān)系將決定其社會(huì)階層[19]。從教師職業(yè)來(lái)看，隨著人工智能的發(fā)展，未來(lái)教師職業(yè)會(huì)呈現(xiàn)更細(xì)的專業(yè)分工[20]，從已經(jīng)出現(xiàn)的“在線學(xué)習(xí)服務(wù)師”即可窺見未來(lái)教師職業(yè)的精細(xì)化分工走向。教育專業(yè)分工中越高的層次，所需的智能就越高;而教育巧智能越高的教師，所處的專業(yè)分工層次也會(huì)越高。對(duì)教師職業(yè)發(fā)展更富遠(yuǎn)見的判斷是：未來(lái)教師將成為自由職業(yè)者，能者即可為師，能夠做到智能機(jī)器所不能，并且擅于利用智能機(jī)器的教師才不會(huì)被淘汰[7]。

（四）智能人機(jī)分布

通過(guò)以上分析可知，在教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)中智能是“分布式”的，分別由機(jī)器和教師所擁有。圖2智能模型中三角形DEF代表機(jī)器智能，機(jī)器的優(yōu)勢(shì)在于硬智能，其只有被結(jié)構(gòu)化的軟智能和根據(jù)人類的指令為人機(jī)系統(tǒng)功能發(fā)揮提供計(jì)算的巧智能。三角形GHI代表人類教師智能，人類教師智能的優(yōu)勢(shì)在于體現(xiàn)“人性”和“創(chuàng)造性”的軟智能和巧智能，硬智能則弱于機(jī)器。未來(lái)智能程度不一的教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)將泛在于學(xué)校教育，人與機(jī)之間雖然有“協(xié)同”關(guān)系，但客觀上也存在著競(jìng)爭(zhēng)，為了不被逐漸強(qiáng)大的人工智能所取代，并在職業(yè)發(fā)展中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，教師培養(yǎng)和發(fā)展的重點(diǎn)不再是傳統(tǒng)的教育硬智能，而應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展教育軟智能與巧智能。

四、基于智能三維模型的教師核心素養(yǎng)框架

為了更好地勝任人機(jī)協(xié)同時(shí)代的教育教學(xué)工作，教師需要更多地發(fā)展哪些素養(yǎng)，這是教師教育培養(yǎng)未來(lái)教師必要的前瞻性思考。

基于對(duì)人機(jī)協(xié)同時(shí)代教育智能結(jié)構(gòu)三維模型分析，可以構(gòu)建如圖3所示的未來(lái)教師核心素養(yǎng)框架。與教育人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)智能結(jié)構(gòu)三維模型相對(duì)應(yīng)，未來(lái)教師核心素養(yǎng)框架應(yīng)具有三個(gè)維度：硬素養(yǎng)、軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)。

（一）教師的硬素養(yǎng)

教師硬素養(yǎng)是可被數(shù)據(jù)化、結(jié)構(gòu)化和可重復(fù)性的教育教學(xué)能力。傳統(tǒng)教師教育注重教師對(duì)確定性專業(yè)知識(shí)和程序化教學(xué)技能的掌握，實(shí)際上都是對(duì)硬素養(yǎng)的強(qiáng)調(diào)。然而對(duì)硬素養(yǎng)的過(guò)分強(qiáng)調(diào)會(huì)使教師教育陷入知識(shí)本位和技能本位，教師被看作“教書匠”和“技術(shù)員”等工具性角色[21]，培養(yǎng)出的教師容易被機(jī)器取代。智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)即建立在對(duì)確定性知識(shí)和程序化技能的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上。但是，未來(lái)教師并非不需要具備硬素養(yǎng)，專業(yè)知識(shí)和教學(xué)技能是教育工作的基礎(chǔ)，教師需要在此基礎(chǔ)上，更多地培養(yǎng)軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)，從而有別于像“機(jī)器”一樣去教學(xué)。此外，人機(jī)協(xié)同時(shí)代有一項(xiàng)不容忽視的硬素養(yǎng)即計(jì)算思維。計(jì)算思維是指使用計(jì)算機(jī)科學(xué)的范式進(jìn)行問(wèn)題求解、行為理解等思維活動(dòng)[22]。計(jì)算思維建基于計(jì)算過(guò)程所需的能力，由人和機(jī)器執(zhí)行。計(jì)算思維是人類求解問(wèn)題的一條有效途徑，但并非讓人類像計(jì)算機(jī)一般思考，而是讓人類學(xué)會(huì)處理無(wú)法單獨(dú)完成而可借助機(jī)器完成的任務(wù)。計(jì)算思維是人機(jī)協(xié)同時(shí)代個(gè)體的基本技能，并非僅屬于計(jì)算科學(xué)家。只有具備計(jì)算思維，教師才能更好地理解和利用人工智能，高效地解決教育教學(xué)問(wèn)題，計(jì)算思維應(yīng)作為教師硬素養(yǎng)中的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行培養(yǎng)。

（二）教師的軟素養(yǎng)

教師軟素養(yǎng)為基于“關(guān)系能力”、創(chuàng)造性的教育教學(xué)能力。“關(guān)系能力”指教師處理與自我、與他人、與自然之間關(guān)系的能力。教師軟素養(yǎng)關(guān)涉職業(yè)理念與道德、德育、終身學(xué)習(xí)、教育研究等維度的素養(yǎng)。職業(yè)理念與道德是教師對(duì)自我從事的教育活動(dòng)的基本理解。機(jī)器智能飛速發(fā)展的時(shí)代，教師要回歸到生命本身來(lái)理解教育，[23]培養(yǎng)學(xué)生道德、情感、創(chuàng)造等有別于機(jī)器的生命特質(zhì)，成為學(xué)生生命成長(zhǎng)的引導(dǎo)者和示范者。道德是為人之根本，當(dāng)教師工作重心回歸“育人”，教師的德育能力顯得尤為重要。過(guò)去由于缺乏德育能力的專業(yè)化培養(yǎng)，教師德育專業(yè)能力不夠[24]。人機(jī)協(xié)同時(shí)代，道德、倫理問(wèn)題會(huì)更加突出，教師需要對(duì)學(xué)生的道德發(fā)展進(jìn)行正確引導(dǎo)。教師德育能力的核心不在于教授學(xué)生德行知識(shí)，利用軟素養(yǎng)構(gòu)建與學(xué)生具有教育性的關(guān)系是“立德樹人”的重要路徑。面對(duì)未來(lái)教育變革帶來(lái)的挑戰(zhàn)，終身學(xué)習(xí)能力是教師在人機(jī)協(xié)同時(shí)代實(shí)現(xiàn)自我發(fā)展、不被社會(huì)淘汰的持續(xù)動(dòng)力。此外，“教師作為研究者”需要被提到新的高度。人工智能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能，能夠揭示過(guò)去模糊而隱秘的教育教學(xué)規(guī)律，為教師的教育研究提供新思路和方法。擅于利用人工智能為自身研究賦能的教師，將大力推進(jìn)教育理論與實(shí)踐創(chuàng)新。需要說(shuō)明的是，軟素養(yǎng)并非僅包括上述維度，以上素養(yǎng)在傳統(tǒng)的教師培養(yǎng)中已被陸續(xù)提出，只是在人機(jī)協(xié)同時(shí)代須被重新審視和重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。

（三）教師的巧素養(yǎng)

教師巧素養(yǎng)也即人機(jī)協(xié)同素養(yǎng)，包括教育人機(jī)協(xié)同的價(jià)值觀、意識(shí)、知識(shí)與能力，以及對(duì)人機(jī)協(xié)同教育實(shí)踐的反思等。教師人機(jī)協(xié)同的價(jià)值觀與其人機(jī)協(xié)同的意識(shí)、行為、能力是相互關(guān)聯(lián)的，反思則是教師對(duì)自身人機(jī)協(xié)同的素養(yǎng)與實(shí)踐的內(nèi)省審視。

人機(jī)協(xié)同的價(jià)值觀，是教師對(duì)人機(jī)協(xié)同完成教育教學(xué)工作的價(jià)值和意義的理解，涉及教師如何看待人工智能與自身的關(guān)系。有學(xué)者提出，教師對(duì)人工智能的理解存在三個(gè)層次，最底層為將人工智能看作提高教學(xué)效率的“工具”，教師面臨“學(xué)以御物”的技能挑戰(zhàn);中間層為將人工智能看作時(shí)代要求，教師面臨“教以成人”的時(shí)代挑戰(zhàn);最高層為將人工智能視作一種行動(dòng)視角，教師面臨“學(xué)以成己”的行動(dòng)挑戰(zhàn)[25]。不同層次的人機(jī)協(xié)同價(jià)值觀，決定了教師的不同層次。人機(jī)協(xié)同的價(jià)值觀關(guān)系到教師的生存和發(fā)展，教師需正確審視自身與人工智能的關(guān)系。教師對(duì)于技術(shù)的價(jià)值判定是教師人機(jī)協(xié)同意識(shí)、行為、能力的基礎(chǔ);反過(guò)來(lái)，教師人機(jī)協(xié)同意識(shí)不足或能力欠缺也會(huì)阻礙技術(shù)效用的發(fā)揮，從而使教師對(duì)技術(shù)價(jià)值的判斷產(chǎn)生偏差。

人機(jī)協(xié)同的意識(shí)，即教師能夠認(rèn)識(shí)到人機(jī)協(xié)同應(yīng)用將決定其職業(yè)發(fā)展層次，積極人機(jī)協(xié)同開展教育教學(xué)的意識(shí)。在具體教育教學(xué)情境中，人機(jī)協(xié)同意識(shí)包括教師利用人工智能解決教育問(wèn)題的主動(dòng)性和敏感性。教師能夠敏銳地識(shí)別需要用人工智能解決的教育問(wèn)題，并積極應(yīng)用人工智能。同時(shí)，人機(jī)協(xié)同意識(shí)也是一種拓展意識(shí)，來(lái)源于教師在人機(jī)協(xié)同活動(dòng)中不斷形成的感知和認(rèn)知。因此，教師人機(jī)協(xié)同意識(shí)離不開其人機(jī)協(xié)同知識(shí)與能力。

人機(jī)協(xié)同的知識(shí)與能力，包括對(duì)人與機(jī)各自擅長(zhǎng)的認(rèn)知，以及對(duì)教育工作任務(wù)在人與機(jī)器之間合理調(diào)配的能力。人機(jī)協(xié)同的知識(shí)與能力是教師人機(jī)協(xié)同素養(yǎng)的核心，并非要求教師成為人工智能專家，而是需要了解人工智能能夠解決什么問(wèn)題，掌握運(yùn)用人機(jī)系統(tǒng)開展教育教學(xué)的方法。另外要強(qiáng)調(diào)的是，人機(jī)協(xié)同運(yùn)行的機(jī)制是基于數(shù)據(jù)的決策，教師要能夠解讀和評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，基于人工智能數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策啟發(fā)自我決策[12]。

人機(jī)協(xié)同的反思即對(duì)人機(jī)協(xié)同是否有效地解決教育問(wèn)題、達(dá)成教育目標(biāo)，包括自我人機(jī)協(xié)同素養(yǎng)進(jìn)行反思。教師應(yīng)當(dāng)按照“教育的邏輯”去考量“技術(shù)”[26]，對(duì)人工智能技術(shù)支持的合理性及倫理正當(dāng)性進(jìn)行反思，是否因?yàn)榧夹g(shù)的過(guò)度應(yīng)用或者誤判而偏離了教育的本質(zhì)。同時(shí)，也要審視自身的教育教學(xué)活動(dòng)是否陷入技術(shù)“座架”，過(guò)于依賴技術(shù)而摒棄了自身的主觀能動(dòng)性。此外，教師還需要對(duì)自身人機(jī)協(xié)同價(jià)值觀、意識(shí)、知識(shí)能力進(jìn)行反思。

（四）素養(yǎng)間的關(guān)系

未來(lái)教師核心素養(yǎng)框架中硬、軟、巧三類素養(yǎng)之間有較為明顯的區(qū)分，但又緊密聯(lián)系。硬素養(yǎng)是軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)的基礎(chǔ)。巧素養(yǎng)則是建立在對(duì)硬素養(yǎng)和軟素養(yǎng)的充分理解和運(yùn)用上的，硬素養(yǎng)中的計(jì)算思維是巧素養(yǎng)的基礎(chǔ)，巧素養(yǎng)的體現(xiàn)也離不開軟素養(yǎng)中的“關(guān)系能力”和創(chuàng)造性。三類素養(yǎng)將形成合力，通過(guò)對(duì)未來(lái)教師這些核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，能夠?yàn)閷W(xué)生在人機(jī)協(xié)同時(shí)代的學(xué)業(yè)發(fā)展和社會(huì)性成長(zhǎng)提供有力支持。

五、為人機(jī)協(xié)同教育培養(yǎng)未來(lái)教師核心素養(yǎng)

隨著學(xué)校教育人機(jī)協(xié)同化的深入，在人機(jī)協(xié)同教育實(shí)踐中，需要重點(diǎn)培養(yǎng)硬素養(yǎng)中的計(jì)算思維、軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)。反觀當(dāng)下的教師教育，將重點(diǎn)放在確定性知識(shí)和固定化教學(xué)技能的硬素養(yǎng)培養(yǎng)，對(duì)教師軟素養(yǎng)的培育不足，更少有涉及對(duì)巧素養(yǎng)的培養(yǎng)。在教育部2012年下發(fā)的教師培養(yǎng)目標(biāo)的指導(dǎo)性文件《小學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》《中學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中，大部分內(nèi)容為對(duì)專業(yè)知識(shí)和教學(xué)技能的要求。雖然將尊重學(xué)生人格和個(gè)體差異作為基本理念之一，但卻忽視了教師作為“人”的發(fā)展特性[27]。人機(jī)協(xié)同時(shí)代，確定性知識(shí)和固定化的教學(xué)技能相對(duì)容易被人工智能習(xí)得，較機(jī)器而言，教師的優(yōu)勢(shì)在于體現(xiàn)“人性”的軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)?？偠灾?，對(duì)于教育場(chǎng)景的人機(jī)協(xié)同化，教師教育需要重點(diǎn)培養(yǎng)未來(lái)教師的軟素養(yǎng)、巧素養(yǎng)，以及基于計(jì)算思維的硬素養(yǎng)。

為人機(jī)協(xié)同教育培養(yǎng)未來(lái)教師的核心素養(yǎng)，需要在教師教育層面進(jìn)行整體變革。長(zhǎng)期以來(lái)教師教育機(jī)構(gòu)培養(yǎng)教師的邏輯是面向以班級(jí)教學(xué)為核心的常規(guī)學(xué)校教育情境[28]，教師缺乏面向未來(lái)多樣化教育情境的教學(xué)能力，疫情期間在線教學(xué)效果不佳即為明證。并且，教師教育課程主要為系統(tǒng)性的理論課程與程序化的教學(xué)技能訓(xùn)練課程加上模仿性的實(shí)踐課程的“拼湊”;教學(xué)模式仍以傳遞—接受式為主，智能化教學(xué)環(huán)境建設(shè)甚至落后于基礎(chǔ)教育學(xué)校，如此培養(yǎng)出的教師很難滿足基礎(chǔ)教育人機(jī)協(xié)同化對(duì)未來(lái)教師能力素養(yǎng)的需求。面對(duì)如上問(wèn)題，具體言之，需要進(jìn)行如下深層變革。

首先，教師教育機(jī)構(gòu)應(yīng)率先建立起人機(jī)協(xié)同教育環(huán)境和教學(xué)模式，讓師范生在人機(jī)協(xié)同的環(huán)境中養(yǎng)成人機(jī)協(xié)同教育所需的素養(yǎng)。通過(guò)創(chuàng)設(shè)智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境、教室、教學(xué)平臺(tái)、實(shí)訓(xùn)中心等，讓師范生作為“學(xué)習(xí)者”感受和理解人機(jī)協(xié)同教育的理念和實(shí)踐，并且在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握多種智能化設(shè)備的使用方法，為未來(lái)踐行人機(jī)協(xié)同教育教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

其次，對(duì)陳舊的教師教育課程體系進(jìn)行重構(gòu)，建立面向未來(lái)人機(jī)協(xié)同化教育實(shí)踐的、以軟素養(yǎng)和巧素養(yǎng)以及硬素養(yǎng)中的計(jì)算思維培育為重點(diǎn)的教師教育課程體系。通過(guò)指向?qū)嵺`、指向融合的課程體系建設(shè)，幫助師范生掌握人機(jī)協(xié)同教育所需的能力和素養(yǎng)，將師范生從確定性知識(shí)和固定化技能的規(guī)訓(xùn)中解放出來(lái)[29]，喚醒師范生的自主與自覺(jué)意識(shí)，使其發(fā)展為具備主體性、創(chuàng)造性的未來(lái)教師。

第三，變革師范生教育實(shí)踐方式。借助VR/AR、5G等技術(shù)，為師范生提供接近真實(shí)體驗(yàn)的實(shí)踐訓(xùn)練，突破傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐空間的限制，師范生可以在各類教育情境中鍛煉自身的人機(jī)協(xié)同教育教學(xué)能力。并且，智能化教育實(shí)踐平臺(tái)通過(guò)對(duì)師范生教育實(shí)踐數(shù)據(jù)的采集與分析，可以為師范生推送個(gè)性化的優(yōu)秀教學(xué)案例，教師教育者也可查看師范生教育實(shí)踐數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化的輔導(dǎo)。當(dāng)前已有師范大學(xué)基于人機(jī)協(xié)同理念設(shè)計(jì)了師范生教育實(shí)踐平臺(tái)，能夠一定程度上實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同的教學(xué)、管理、評(píng)價(jià)和研究，是師范生教育實(shí)踐改革的有益探索[30]。

第四，培養(yǎng)教師教育者的人機(jī)協(xié)同教育能力。過(guò)去在理論和實(shí)踐層面對(duì)教師教育者的教育教學(xué)能力的關(guān)注相對(duì)匱乏。在教育不斷走向人機(jī)協(xié)同化的背景下，教師教育者作為師范生的引領(lǐng)者，首先需要具備人機(jī)協(xié)同教育能力。教師教育機(jī)構(gòu)應(yīng)建立有針對(duì)性的專業(yè)成長(zhǎng)支持，培養(yǎng)教師教育者的人機(jī)協(xié)同教育能力。

對(duì)人機(jī)協(xié)同教育，我們還需要進(jìn)行更多的理論與實(shí)踐探索，呼吁教師教育重視對(duì)未來(lái)教師軟素養(yǎng)、巧素養(yǎng)以及硬素養(yǎng)中計(jì)算思維的培養(yǎng)，是本研究對(duì)教育人機(jī)協(xié)同化帶來(lái)的新的教育智能結(jié)構(gòu)和教師核心素養(yǎng)框架進(jìn)行探索的旨趣所在。

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