教師與人工智能的協(xié)作

余勝泉

眾所周知，在2020年積極預防、抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情的過程中，教育的情況發(fā)生了很大變化，學生居家學習催生了在線教育和傳統(tǒng)教育的融合。當在線教育融入傳統(tǒng)教育以后，教育教學服務空間發(fā)生了根本性的變化，師生的社會性交互從實體空間轉移到虛擬空間，教師的知識權威地位逐漸被打破;教育服務的來源不再局限于學校或區(qū)域內部，海量的學習資源和教育服務來源于校外，并向所有教師和學生開放;提供教育服務的主體不再僅僅是中小學一線教師，而是來自大規(guī)模的社會群體，如教育企業(yè)、輔導機構、高校教師、科研工作者、師范生、各領域實踐者等。

在虛實融合的教育空間里，教育服務的供給方式更多地體現(xiàn)出多人協(xié)同和人機協(xié)同的特點。教育服務不再由單個教師完成，通常需要多個教師組成團隊，分別承擔更精細化的社會分工，并且在這一分工過程中，技術、智能化、智能體的技術也會發(fā)生關鍵性的作用，教師可以在人工智能教師的協(xié)助下，提供更優(yōu)質的教育服務（見圖1）。

教師的工作一旦做了精細化分工，有一部分就可以外包給外部的教師，也有一部分可以外包給智能化程序，人工智能就可以嵌入教學過程中，承擔部分教師的工作。2020年疫情防控期間，我們已經(jīng)看到，人工智能發(fā)揮了重要作用。比如，學情的分析與自動化反饋、學習內容的智能推薦、作業(yè)與考試的自動化批改、自動答疑服務、心理健康分析與預警、情緒感知及其智能干預、教研問題的診斷與改進，等等，這些都在實際的教育教學中發(fā)揮了作用。

從長遠來看，我們覺得，人工智能會在教育教學過程中發(fā)揮非常重要的作用。未來的教育將是人與人工智能協(xié)作的時代，充分發(fā)揮機器與人類不同的優(yōu)勢是提高教育生產(chǎn)力的關鍵。人工智能將會取代教師簡單重復的腦力勞動，教師要在創(chuàng)新、復雜決策、情感關懷激勵等方面發(fā)揮更大的優(yōu)勢與作用。

實際上，我們現(xiàn)在再談教育，不僅要關注個體頭腦的智能，更需要關注人機結合的智能。我們不僅需要用自己的頭腦思考，而且需要借助外部的智能設備進行人機結合、聯(lián)合思考。人工智能不僅可以代替教師做一些簡單的重復的單調的工作，更重要的是可以增強教師處理復雜事務的能力，使教師能應對超出個體認知能力的情況，適應超越人體個體認知能力極限的快速的變化。人機結合可以增強人類的能力，所以我們要關注人機結合的教育智能。

人工智能為增強教師提供了可能。人的思維越來越多地體現(xiàn)出分布式認知的特點，是內部頭腦思維和外部思維的結合。頭腦內部有一個知識網(wǎng)絡，外部智能設備中也有一個知識網(wǎng)絡，內部和外部連接點越多、連接強度越強，解決實際問題能力越強，駕馭復雜情況能力越強。當思維過程有一部分外包給外部的智能體時，這個外部工具的變化會增強人跟電腦的整體思維能力的變化。這種增強體現(xiàn)在四個方面。

首先，計算信息外包。互聯(lián)網(wǎng)時代海量增長的信息為人類的信息記憶、存儲、加工以及檢索帶來了挑戰(zhàn)，而計算信息外包正是針對人類大腦信息加工能力的不足，借助外部設備補救、輔助。

其次，感知信息外包。感知技術的發(fā)展使得機器可以對文本、圖像、語音、情感等進行感知和識別，它可以使人類更好地感知和識別生活空間里的自然和社會信息，拓展人類的感知能力。

再次，認知信息外包。認知信息的外包主要強調通過對可感知事物背后復雜信息的計算、推理和分析過程獲取超越事物表象的復雜認知功能，使得我們能面對紛繁復雜的數(shù)據(jù)、紛繁復雜事物的表象，增強人類的計算能力。

最后，社會網(wǎng)絡外包。具備主體性的智能設備將成為與人對等的社會化個體，它們將擁有情感計算、理解和表達能力，在此基礎上可以參與學習群體（人與人工智能機器）的社會化協(xié)同，進行獨立的思考，與人腦進行對等的合作，實現(xiàn)雙主體共同進化。

如果按照人工智能增強教師能力的層次以及教師從事工作的創(chuàng)造性的高和低來說，人工智能和教師的協(xié)作路徑可以分為四個層次。

第一層是AI代理。人工智能直接取代教師，代替教師做重復性工作。例如，人工智能助教、人工智能答疑。學生通過手機的攝像頭，將需要答疑的部分拍下來上傳，人工智能可以自動識別問題背后反映出的薄弱知識，并根據(jù)學生的知識薄弱點推薦相關學習內容，然后再提供答案。美國佐治亞理工學院計算機科學教授艾休克·戈爾在網(wǎng)絡課程中，將一款基于IBM沃森技術的聊天機器人Watson安排為自己的助教，代替助教為學生答疑5個月。聊天機器人在回答問題時非常厲害，以至許多學生甚至根本沒有注意到課程的助教是人工智能。

第二層是AI助手。教師通過使用人工智能工具顯著提高已有工作的效率。例如，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的主觀題自動判別。教師可以借助人工智能批改論述題、解答題、作文等主觀題。當前，實驗室實驗人工智能已能完成80%左右準確度的批改，如果能夠做到實用化，將會極大提高教師的工作效率。

第三層是AI教師。人工智能增強教師，使教師能做到以前想做而做不到的事情。例如，落實發(fā)展性、綜合性評估。對教師而言，發(fā)展性評估、綜合性評估，因為工作量非常大，實施難度極大。而人工智能完全可以做到多模態(tài)的數(shù)據(jù)采集，然后分析每一位學生的核心發(fā)展、學科能力等具體情況，真正做到個體化、差異化的評估。

再如，進行體質健康監(jiān)測和制訂個性化運動處方。隨著5G網(wǎng)絡的普及，人工智能未來可以通過我們隨身攜帶的內置傳感器的各種器材，幫助我們收集運動過程中的各種數(shù)據(jù)，建立運動數(shù)據(jù)庫，繼而分析每個個體的體質、營養(yǎng)健康狀況，并且為我們提供個性化運動的方案。

又如，研制智能育人系統(tǒng)。我們收集了0到18歲兒童成長過程中的各種問題，分析整理其背后的社會學、心理學、生理學等各種原因，并提供了許多案例，開發(fā)了智能育人系統(tǒng)。學生在成長過程中經(jīng)常會遇到各種問題，如違反校規(guī)校紀、盲目追星、早戀等，教師和家長遇到此類問題，責備、著急于事無補，可以借助智能育人系統(tǒng)，輸入自己的問題，智能系統(tǒng)通過分析研判，提供適當?shù)慕鉀Q方案。例如，學生早戀，系統(tǒng)會分析學生早戀的社會原因是什么、生理原因是什么，還會提供真實的干預案例作為參考。所以說，人工智能可以增強教師，幫助教師處理以前無法處理、想做無法做的事情。

第四層是AI伙伴。教師與人工智能的相互社會性增強。未來機器人、人工智能或情感計算設備不僅能夠理解人類語言，而且能夠對不同語言做出喜怒哀樂反應，能夠通過轉動和睜閉眼睛、皺眉、張嘴、打手勢等形式表達機器豐富的情感，還可以根據(jù)人類面部表情的變化做出相應的反應。

未來人工智能與教師的關系將是相互增強、相互塑造、相互進化的。人工智能可以增強教師開展教育工作的能力，教師也可以增強人工智能的教育智慧，兩者在相互增強的過程中共同演化，共同發(fā)展。研究領域有很多例子，實踐中也有許多例子。比如，某些學校的安保機器人，看到熟人會打招呼，看到陌生人會盤查。當遇到機器人問好時，人和機器人進行互動，人就和機器人產(chǎn)生了感情交流。雖然很淺，但說明人和機器產(chǎn)生感情的交流將很有可能實現(xiàn)。現(xiàn)在已有專門的這種情感機器人的服務，機器人通過互聯(lián)網(wǎng)提供情感撫慰的服務。

從長遠來看，知識性教學遲早會被人工智能取代，教師的業(yè)務重心將發(fā)生轉移。未來，人工智能教師會發(fā)揮非常重要的作用，可以成為健康監(jiān)測的保健醫(yī)生、個性化智能教學的指導顧問、學生個性化問題解決的智能導師、學生成長發(fā)展的生涯規(guī)劃師、精準教研中的互助同伴、學習內容生成與匯聚的智能代理、反饋綜合素質評價報告的班主任，等等。但是，未來是不是不需要教師了？不是的，未來，教師非常重要。教師的職責是教書育人，教師可以把一些簡單的教書工作讓渡給人工智能，教師要增強育人的功能，要成為學生學習服務設計者、個性化學習指導者、綜合性學習活動組織者，連接社會網(wǎng)絡，實現(xiàn)同伴互助專業(yè)成長，發(fā)展評估改進，引導信仰與價值，檢測提升體質健康，人機結合教育決策，等等。實際上，教師的作用更重要了。

人工智能時代的教育應該更關注學生的核心素養(yǎng)。未來的教育應該是幸福的、更加人本的教育。教育要尊重生命、發(fā)展生命，使每個人都過上有尊嚴的生活。教育是心靈與心靈的碰撞，是靈魂與靈魂的啟迪。

面向未來的教育應該更加尊重學生、更加關愛學生，以學生為本，為學生一生的幸福和成長奠基。

人工智能將帶來教師智力勞動的解放，教師能夠有更多的時間和精力關心學生心靈、精神和幸福，有更多的時間和學生平等互動，激發(fā)學生求知本能，能夠實施更加人本的教學，使學生更有創(chuàng)造性、創(chuàng)新性。

所以，教師和人工智能合作并不是對教師的取代，而是對教師工作的升級、增強，未來的教育應該是人與人工智能協(xié)作協(xié)同。

（作者系北京師范大學未來教育高精尖創(chuàng)新中心執(zhí)行主任）

責任編輯：胡玉敏

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