跨界學習視野下人工智能對學與教方式的變革

臧美鳳

摘要：人工智能強勢來襲，怎樣的教育才能面向未來？人工智能時代已經到來，人工智能將給教育帶來怎樣的改變？作者認為，人工智能將改變我們對教育的看法和對教育的管理方式，將提升教育的生態(tài)，改良教育的內容，優(yōu)化教育的方式。同時，人工智能也讓師生關系發(fā)生變化。

關鍵詞：人工智能;教育方式變革;跨界學習;深度學習

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）05-0096-03

● 由“抄寫機器人”引發(fā)的思考

人工智能有資格成為教師嗎？教育會因為人工智能而進化嗎？如果都被機器替代，那人類教師未來做什么呢？一項有趣的實驗顯示，未來在教學方面，AI是遠遠超過人類教師的。我們每個人的學生時代都有過這樣的經歷——抄寫、背誦、反復練習，目的在于掌握知識。重復是加深記憶的重要方法，但有時是非?？菰锏?。而今天的學生發(fā)現，有神器可以相助。

例如，一位家長發(fā)現女兒很快就把所有暑假作業(yè)的抄寫部分完成了，字跡與女兒的類似，但又不完全一樣，仔細盤問后發(fā)現，女兒從網上買了一個寫字機器人。一時間，寫字機器人在中小學成了熱銷產品。教師和家長可謂是見仁見智，然而教師不考慮不同學生的接受能力差異和掌握程度，就讓所有的學生抄寫同樣多的遍數，也是個問題。

● 教育界的“人機大戰(zhàn)”

隨著人工智能進入教育行業(yè)，真正的因材施教，逐漸實現。教師可以根據每個學生的實際情況來制訂個性化的教學方案，這是否意味著人類教師的危機已經到來？例如，成都舉辦過一場教育界的人機大戰(zhàn)：來自重點中學的超過10年教齡的高級教師組成一隊，人工智能自適應學習系統(tǒng)自成一隊，設置20小時的課程，兩個教學團隊展開了教學比拼。結果顯示，參與AI授課模式的學生成績平均高出人類教師授課模式9分，這從整體來看已經是非常顯著的成績了。

人們不禁要問，延續(xù)千年的課堂教學模式，難道真會因為人工智能的加入而重新被書寫嗎？有AI專家表示，未來在教學方面，人工智能產生的教學效率可能遠遠超過真人教師。當前，教師的工作是教書育人，那么，是否可以讓AI和真人教師通力協(xié)作，將“教書”的部分交給人工智能，將“育人”的部分要交給真人教師？

AI使用的自適應學習系統(tǒng)，其本質是一名人工智能教師，其授課過程是從對學生診斷知識點開始的。在每次授課前，系統(tǒng)會提供一個自適應測試，學生先完成自適應測試，測試結果會以報告的形式呈現，根據學生掌握的熟練程度，用不同顏色的色塊在餅圖上標記出來，即將學生的優(yōu)缺點數據化，通過算法幫助學生制訂個性化針對性訓練，從而真正做到查漏補缺提高成績。

而在目前的傳統(tǒng)學校中，每個班級四五十名學生，在這樣的大班教學中，人類教師是無法照顧到所有學生的接受情況的，基本上是按平均水平進行教學。在傳統(tǒng)的教學中，因材施教在短期內是難以實現的目標。

● 人工智能助力教育公平

教育公平不僅體現在硬件上，更體現在軟性的教育資源上，如師資直接影響教學質量。有教育專家認為，將優(yōu)秀教師的教學視頻轉移到線上，未必就能實現教育公平，原因就在于智慧的大腦難以被復制。

根據人類腦科學的研究，每個學習者的大腦都是由非常細膩的知識點組成的，這些知識點有的掌握得非常牢固，有的掌握得并不牢固，很快會被遺忘。這些知識點之間有一定的關聯性，因此，用最快的方式甄別哪個知識點學生需要加強，對癥下藥解決學生的薄弱環(huán)節(jié)是人工智能自適應學習系統(tǒng)最重要的設計理念。

如何教會機器像優(yōu)秀教師一樣去思考和行動呢？首先要把復雜的知識逐層拆解為具體的知識點;其次是算法及時反饋學習情況、調整學習方案。擁有多年教學經驗的特級教師和人工智能領域的專家可以把學生分成不同類別，將名師智慧聚集到自適應學習系統(tǒng)中，進而幫助人工智能系統(tǒng)分析每個學生需要什么樣的學習內容，給不同的學生量身訂制教學方案，進而提高學習效率。

● 人工智能為教育重新分工

為社會培養(yǎng)合格的勞動力是教育的重要使命之一，未來職業(yè)的更迭，必會影響到今天的學校教育，那么，人工智能究竟會給就業(yè)市場帶來怎樣的改變？未來的社會又需要什么樣的人才呢？世界經濟論壇發(fā)布的2018就業(yè)報告中顯示，在未來，全球將有部分工作崗位逐漸消失，其中包括會計秘書、裝配工人等，但是好消息是，還會有新的工作崗位誕生，如數據分析師、人工智能和機器學習專家等。也就是說，人工智能可能會讓人們失業(yè)，但是如果我們學到了新的知識、新的技能，那么人工智能也會給我們帶來新的工作。

因此，面對人工智能技術的發(fā)展，教師需要做的是讓學生了解人工智能是如何運作的，并有能力將人工智能與人的智能區(qū)分開來，同時，教會學生如何利用人工智能的能力彌補人類思維的不足，只有這樣，學生才能更好地與機器協(xié)作。

同時，教師還要調整教學內容，將對學生的培養(yǎng)集中到有創(chuàng)造性、有意義、令人興奮的事情上，如批判性思維、決策等。這是否意味著今天的學生不再需要學習基本的知識點了？整體來說，目前中小學生所學的知識依然是必需的，因為如物理、化學、數學等基礎學科以及語文等學科的知識，對構建學生完整的知識基礎及人格具有重要作用。

人工智能和各個學科跨界融合，已受到全球越來越多教育機構的重視，因為未來社會很可能是人機混合或者是人機共存，那么我們的學生就要知道哪些問題是可以計算的，即知道如何把這個問題分成人負責的部分和機器負責的部分。

● 人工智能跨界合作，融合于各類學科

人大附中的一位信息技術教師開展了與其他學科教師合作嘗試，由教師提供數據，然后給學生計算思維的引導，把一個實際問題中可計算的東西抽取出來，讓學生根據數據去分析，進而得到結論。這就不只是把人工智能作為一種教學的工具，而是把AI的內容滲透到日常教學中。多門學科的教師通力合作，一起構想如何把課程融入到真實情境下。

課堂上，教師教授知識固然重要，而教會學生如何發(fā)現問題、分析問題、解決問題的思維方式則更為重要。這種新穎的方式激發(fā)了很多學生對化學這門學科的興趣，讓學生更好地獲得了綜合的知識。

學科教學的理念在培養(yǎng)高端人才的大學里也逐漸發(fā)展為一種潮流，2018年麻省理工學院宣布將投資10億美元開設一所新的計算機學院，希望將人工智能納入到所有學生的課程中。像寫作一樣，所有的事情都要計算，現在每一門學科都需要計算來推動，但計算也需要其他學科，這是把各學科聯系在一起的重要的一步。這樣，“計算”就不是一門獨立的科學，而是包含于一切事物中。統(tǒng)計數據顯示，麻省理工學院40%的學生選擇了計算機科學或者計算機科學加上其他學科作為專業(yè)。如果人們想要通過這些學科了解未來，就必須了解技術知識。

● 人工智能的深度學習，讓藝術插上想象的翅膀

在如今的時代里，藝術家也開始與人工智能合作，創(chuàng)作出讓人驚嘆的作品，而在這種協(xié)作中，人類自身所獨有的想象力和創(chuàng)造力顯得彌足珍貴。日本東京的一家藝術餐廳用深度學習系統(tǒng)就能識別出不同的盤子，在盤子周圍自動投影出與之相匹配的花，讓消費者嘆為觀止。AI的這類認知功能可以做到匹配盤子和相對應的花，借助科技的支持，研發(fā)者打造了一個個如夢如幻的電子仙境，讓參觀者更深層地沉浸于藝術。想象力、創(chuàng)造力，是科學和藝術共同的基礎，也是人工智能崛起后人類生存的秘訣。

這是一個人工智能的時代，現在AI逐漸能夠代替人類完成很多工作，所以將來只有運用想象力的工作才是人類的工作。我們從小接受的教育就是問題的標準答案只有一個，完全忘記了自由和想象的樂趣。像創(chuàng)造性這樣的東西，其實對于人類的生存和發(fā)展來說，是非常重要的。

教育的重點究竟是什么？愛因斯坦曾經這樣說，被放在首要位置的永遠應該是獨立思考和判斷的整體能力的培養(yǎng)，而不是獲取特定的知識。在科技高速發(fā)展的今天，知識更迭的速度越來越快，這也更凸顯了他這句話的重要意義。今天的教師和家長更應該幫助孩子們獲得擁抱未知的能力，而不僅僅是給他們傳授知識和技能。

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