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“人工智能+”行動(dòng),教育何為(下)

發(fā)布時(shí)間:2024-04-20 來(lái)源:中國教育報

編者按

2024年政府工作報告提出開(kāi)展“人工智能+”行動(dòng)。在教育領(lǐng)域,人工智能正逐步超越其作為技術(shù)工具的傳統角色,成為推動(dòng)教育轉型和革新的主要力量之一?;A教育應該如何應對教育教學(xué)方式的變革?中小學(xué)教師又該如何有效開(kāi)展人機協(xié)同教學(xué)?智慧教育專(zhuān)刊特約請專(zhuān)家、學(xué)者就此展開(kāi)討論,敬請關(guān)注。


中小學(xué)教師如何應對智能時(shí)代挑戰

盧宇

以生成式人工智能為代表的新興技術(shù)正迅速發(fā)展,其展現出的接近人類(lèi)的理解、創(chuàng )作和交互能力已經(jīng)引起了全社會(huì )的關(guān)注。2024年兩會(huì )政府工作報告明確提出,開(kāi)展“人工智能+”行動(dòng)。在教育領(lǐng)域,人工智能正逐步超越其作為技術(shù)工具的傳統角色,成為推動(dòng)教育轉型和革新的主要力量之一。廣大中小學(xué)一線(xiàn)教師需要積極做好準備并行動(dòng)起來(lái),以應對數字化時(shí)代對基礎教育階段人才培養提出的新挑戰與新要求。

智能時(shí)代教師角色的重新定位

人工智能時(shí)代,技術(shù)的融入使教學(xué)從“師—生”二元關(guān)系逐步發(fā)展為“師—生—機”三元關(guān)系,在這一過(guò)程中,中小學(xué)教師需要充分認識到人工智能將重塑人類(lèi)獲取知識和應用知識的方式,這種影響遠非傳統意義上的“拍照搜題”或“人臉識別”等簡(jiǎn)單應用,而是傳統教育領(lǐng)域的知識講授和知識傳遞工作將逐漸由人工智能承擔,智能技術(shù)在教學(xué)中可能成為“實(shí)踐客體”甚至“實(shí)踐主體”。

然而,這種變化并不意味著(zhù)教師在教學(xué)過(guò)程中角色與作用的弱化。在基礎教育階段,人才培養需從傳統的“知識傳授”模式轉向“能力培養”導向,中小學(xué)教師的職業(yè)角色和工作需要轉向促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的育人活動(dòng)。教師需要培養學(xué)生的好奇心和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,而非深諳各類(lèi)題庫和解題技巧的“做題家”;需要培養學(xué)生的批判性思維和創(chuàng )新能力,而非人云亦云的“乖孩子”;需要培養學(xué)生的人際溝通與協(xié)作能力,而非不善言辭和表達的“書(shū)呆子”。

首先,智能時(shí)代的教學(xué)呈現多主體、多要素的復雜關(guān)系,新的教學(xué)樣態(tài)中各主體、要素能否有效協(xié)同運作極為重要。因此,中小學(xué)教師需要更細致觀(guān)察并深入理解學(xué)生的個(gè)體差異,包括他們的性格特征、興趣愛(ài)好以及潛在能力。在此基礎上,教師應協(xié)助學(xué)生認識并發(fā)展其自身優(yōu)勢,通過(guò)制定有針對性的學(xué)習計劃和明確的目標,鼓勵和激發(fā)學(xué)生的求知欲和潛能,培養其批判性思維和創(chuàng )造力,成為學(xué)生成長(cháng)道路上的引路者和催化劑。

其次,教師需要通過(guò)設計和實(shí)施多種教學(xué)活動(dòng),增強學(xué)生的人際交往、團隊合作等非認知能力。智能時(shí)代的學(xué)生與機器互動(dòng)的頻率可能超過(guò)人際交流,這可能導致他們在社交與合作方面出現障礙。因此,教師可以通過(guò)設計、組織和實(shí)施多元化活動(dòng),幫助學(xué)生建立人與人之間的信任關(guān)系,學(xué)會(huì )管理自己和他人的情緒,提升合作與交流的能力。如語(yǔ)文學(xué)科學(xué)習中,雖然人工智能可以提供甚至講解豐富的文學(xué)知識,但教師可以通過(guò)組織小組討論、角色扮演或合作寫(xiě)作等活動(dòng),讓學(xué)生在互動(dòng)中深入探討,表達個(gè)人觀(guān)點(diǎn),并學(xué)習如何傾聽(tīng)和尊重他人的意見(jiàn)。這些活動(dòng)不僅能夠促進(jìn)學(xué)生對文學(xué)作品的理解和鑒賞,更能夠鍛煉他們的溝通技巧和團隊協(xié)作精神。

最后,中小學(xué)教師也應當意識到,作為智能時(shí)代的“原住民”,學(xué)生往往比教師更早地接觸并頻繁使用最新人工智能技術(shù)。因此,在“人工智能+”的教育環(huán)境中,教師應引導學(xué)生科學(xué)合理使用技術(shù)。如教師可以創(chuàng )新作業(yè)形式,鼓勵學(xué)生與人工智能協(xié)同完成,并要求學(xué)生明確標注出人工智能的貢獻以及自己獨特的創(chuàng )意和思考。同時(shí),教師可以運用元認知等策略,引導學(xué)生思考如何更有效地利用人工智能技術(shù)來(lái)解決學(xué)習中遇到的問(wèn)題。這些方法不僅能夠避免學(xué)生過(guò)度依賴(lài)人工智能,而且有助于培養其高階思維能力。

智能時(shí)代教師能力素養的重構

教師的主要職責是培養學(xué)生。人才培養目標的變化、教學(xué)樣態(tài)的變化,都預示著(zhù)教師的工作模式和工作內容將經(jīng)歷重要轉變,特別是人工智能將逐步作為教師的“合作伙伴”,參與到教、學(xué)、評、輔等多個(gè)環(huán)節,人機協(xié)作的工作關(guān)系會(huì )成為未來(lái)教育的新常態(tài)。

為了適應當前核心素養導向的創(chuàng )新人才培養、支撐智能時(shí)代教學(xué)變革,教師需要形成與其相匹配的人工智能素養。  

中小學(xué)教師的人工智能素養包括對人工智能基本概念、原理和應用的理解。教師需要在掌握基本的人工智能知識的基礎上,能夠合理設計教學(xué)活動(dòng),轉變單一的講授式教學(xué),創(chuàng )造性設計探究式、項目化、個(gè)性化學(xué)習活動(dòng),充分發(fā)揮“人工智能+”優(yōu)勢。

教師的人工智能素養也包括將所學(xué)的人工智能知識應用于本學(xué)科教學(xué)實(shí)踐的能力,并利用人工智能技術(shù)優(yōu)化教學(xué)方法和提高教學(xué)效果。如化學(xué)教師可以借助人工智能輔助實(shí)驗平臺,讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗操作,提高實(shí)驗技能和科學(xué)探究能力。教師還可以通過(guò)人工智能技術(shù)收集和分析學(xué)生的學(xué)習數據,從而更客觀(guān)和精確地評估學(xué)生的學(xué)習進(jìn)度和狀態(tài),為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習指導和資源。

教師的人工智能素養還包括對伴隨人工智能技術(shù)應用而出現的倫理和安全等問(wèn)題的關(guān)注與應對。隨著(zhù)人工智能技術(shù)的廣泛應用,教師需要發(fā)展自身的批判性思維能力,對人工智能技術(shù)的實(shí)際應用進(jìn)行思考和監督,以確保其在教育實(shí)踐中遵循倫理道德的準則。在此基礎上,教師才能夠指導學(xué)生合理使用人工智能,引導其正確認識人工智能的利弊,從容應對學(xué)生在使用人工智能過(guò)程中面臨的倫理道德與安全風(fēng)險問(wèn)題。

智能時(shí)代教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展的新路

智能時(shí)代的教師角色和素養結構需要重塑,如何成為新型教師亦是關(guān)鍵問(wèn)題。教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展應基于對理論的深入探討、個(gè)人知識的不斷積累以及教學(xué)實(shí)踐的持續優(yōu)化3個(gè)方面展開(kāi)。在這一過(guò)程中,教師在教學(xué)實(shí)踐中的反思有利于形成和豐富其個(gè)人知識體系與教學(xué)理論,因此,中小學(xué)教師需要積極嘗試將人工智能技術(shù)應用于日常教學(xué)實(shí)踐,以促進(jìn)個(gè)人專(zhuān)業(yè)能力發(fā)展。

在備課階段,教師可借助人工智能技術(shù)構建高質(zhì)量與多模態(tài)的教學(xué)資源。人工智能能夠綜合處理大量教育數據與學(xué)科知識,依據特定的教學(xué)情境需求,對教學(xué)對象和目標進(jìn)行深入分析,進(jìn)而高效地創(chuàng )制個(gè)性化且跨模態(tài)的教學(xué)資源。如人工智能可以輔助語(yǔ)文教師和英語(yǔ)教師總結和分析課文并自動(dòng)收集相關(guān)資料,為數學(xué)和物理教師生成符合教學(xué)要求的課堂測試題及其詳細解析,幫助音樂(lè )教師與美術(shù)教師創(chuàng )作新穎獨特的藝術(shù)作品。教師還可以充分利用人工智能理解和整合多學(xué)科知識的能力,開(kāi)展跨學(xué)科主題設計與教學(xué)方案的制定。另外,新手教師還可以利用人工智能模擬課堂教學(xué)情境進(jìn)行備課。如人工智能可扮演具備豐富經(jīng)驗的教師及具有不同認知水平的學(xué)生,模擬師生互動(dòng)和課堂問(wèn)答的場(chǎng)景。通過(guò)觀(guān)察和反思這些模擬情境,新手教師能夠更為有效地應對真實(shí)課堂中可能出現的各種情況,從而提升其教學(xué)勝任力。

在課堂教學(xué)的實(shí)施過(guò)程中,教師應逐步使用人工智能技術(shù)開(kāi)展多樣化的人機協(xié)同教學(xué)。此類(lèi)教學(xué)模式不再將人工智能作為簡(jiǎn)單的輔助工具,而是強調教師、人工智能以及學(xué)生三方在課堂環(huán)境中進(jìn)行深層次合作與互動(dòng)。在項目式學(xué)習過(guò)程中,人工智能可以扮演“助教”和“同伴”兩種不同角色,與教師共同深度參與到小組活動(dòng)中。在這一過(guò)程中,人工智能可以在個(gè)性化驅動(dòng)問(wèn)題提出、項目方案共同設計、項目作品輔助完成、項目作品多角色評價(jià)等多個(gè)環(huán)節中發(fā)揮支撐性作用。

在課后評價(jià)階段,教師可借助人工智能實(shí)現自動(dòng)批閱學(xué)生的作業(yè)和考卷。隨著(zhù)人工智能對自然語(yǔ)言理解能力的增強,不僅可以提供客觀(guān)且準確的評分,還可以提供針對每個(gè)學(xué)生的錯因分析與診斷性反饋。這些個(gè)性化評價(jià)信息有助于學(xué)生理解并改正錯誤。如果學(xué)生仍然存在疑惑,人工智能能夠模擬優(yōu)秀人類(lèi)教師的教學(xué)策略,通過(guò)探究性對話(huà)方式提問(wèn),鼓勵和引導學(xué)生自主探索和發(fā)現問(wèn)題的答案,提升其學(xué)習動(dòng)機與認知水平。

將人工智能作為專(zhuān)業(yè)發(fā)展的助手,教師還可以通過(guò)人工智能對課堂產(chǎn)生的多模態(tài)數據進(jìn)行解析,獲得關(guān)于教學(xué)行為和課堂學(xué)情的專(zhuān)業(yè)報告,依據報告進(jìn)行教學(xué)反思,從而推動(dòng)教研活動(dòng)的智能化和精準化。人工智能還可以為教師提供最新專(zhuān)業(yè)知識與教育研究成果,有助于教師了解教育實(shí)踐的發(fā)展趨勢,改進(jìn)教學(xué)方法,從而在專(zhuān)業(yè)發(fā)展上實(shí)現持續提升。

(作者系北京師范大學(xué)未來(lái)教育高精尖創(chuàng )新中心人工智能實(shí)驗室主任)


以“人工智能+”推動(dòng)地區間教育融合發(fā)展

王曉寧

今年政府工作報告中首次提出開(kāi)展“人工智能+”行動(dòng),與此同時(shí)全球范圍內Sora等顛覆性技術(shù)迭代正在接連涌現,政策層面和技術(shù)領(lǐng)域的趨勢都在全面驅動(dòng)教育智能化開(kāi)啟新篇章??陀^(guān)來(lái)看,“人工智能+教育”的落實(shí)與發(fā)展,需要依托大模型、大數據、大算力,這意味著(zhù)跨地域聯(lián)合共建、技術(shù)共生將是大勢所趨。這一集約化趨勢,將為深化地區間教育融合、構建“教育共同體”帶來(lái)重要機遇。

“人工智能+教育”的集約化趨勢體現為,當上游搭建好技術(shù)支持、創(chuàng )建好應用場(chǎng)景、部署好數據收集之后,優(yōu)質(zhì)的智能化教育資源能夠以低成本、大規模、高效率進(jìn)行自上而下的跨地域擴散和傳播。優(yōu)質(zhì)資源的共享,將帶來(lái)教育經(jīng)歷的共創(chuàng ),進(jìn)而帶來(lái)價(jià)值認同的共建。特別是虛擬現實(shí)和增強現實(shí)等智能技術(shù),加速推動(dòng)了共享教育經(jīng)歷向立體化、實(shí)時(shí)化、互動(dòng)化發(fā)展,讓跨地域參與者產(chǎn)生更強的共振和共情。

從技術(shù)可行性上看,通過(guò)有意識地強化設計融通性、數據多元性、算法兼容性,“人工智能+教育”的實(shí)踐有望借助技術(shù)層面的共生共建有效撬動(dòng)跨地域教育共同體發(fā)展。

一是通過(guò)跨地域設計,拓展目標受眾,兼容地域差異。2024世界數字教育大會(huì )發(fā)布的《數字教育合作上海倡議》提出,“共同打造并迭代平等面向每個(gè)人的數字教育公共服務(wù)平臺,構建國際學(xué)習社區,探索知識傳播新機制和教育供給新模式”。在智能系統的規劃設計上,可以借助人工智能技術(shù)著(zhù)力把“融通開(kāi)放的課程觀(guān)”這一教育理想付諸實(shí)現,即圍繞學(xué)科大概念開(kāi)發(fā)教學(xué)資源,形成一種更加綜合、相互銜接、融會(huì )貫通的課程體系,讓跨地域的不同學(xué)生群體能夠不受教材版本、教學(xué)進(jìn)程、教育理念等差異所限,進(jìn)行有效的知識遷移和深度理解。

二是通過(guò)跨地域數據,打破單一地域數據集的閉循環(huán)。從技術(shù)哲學(xué)的角度看,“人類(lèi)歷史被隱藏在數據集里”。這意味著(zhù)不同區域的教育融合,也能夠在充分承載歷史事實(shí)、充分反映未來(lái)發(fā)展大勢的跨地域大數據中逐步實(shí)現。當數據樣本不全時(shí),智能系統的輸出就會(huì )在一定程度上攜帶偏見(jiàn)、歧視等價(jià)值觀(guān)上的偏差,并在有限數據集的閉循環(huán)中一再被強化?;谥悄芗夹g(shù)建設“教育數據中臺”是打破單一地域數據集閉循環(huán)、充分融合跨地域教育數據的重要可選思路?!敖逃龜祿信_”能夠用更多元、更包容的原始數據沖淡小地域范圍、小用戶(hù)圈層的偏見(jiàn)性數據循環(huán),從頂層視角進(jìn)行數據治理,把握住、把握好智能教育系統所承載的教育共同體的價(jià)值走向。

三是通過(guò)跨地域算法,克服算法模型中的認知壁壘。算法是“鑲嵌于數學(xué)中的人類(lèi)觀(guān)念”,比如“女生不擅長(cháng)STEM學(xué)習”“來(lái)自貧困家庭的學(xué)生成績(jì)差”等主觀(guān)上的刻板印象,會(huì )潛在影響算法模型的受眾分類(lèi)和資源調度機制,使相關(guān)群體被虛擬系統悄然無(wú)息地邊緣化甚至污名化,從而進(jìn)一步加劇現實(shí)中的不公和排斥。類(lèi)似的基于單一地域、同質(zhì)化認知視角所開(kāi)發(fā)的智能系統,也會(huì )一再循環(huán)和強化有局限的地域觀(guān)、國家觀(guān)、世界觀(guān)。避免算法認知壁壘的首要策略,正是開(kāi)發(fā)跨地域、跨群體、跨文化的更為兼容和開(kāi)放的算法模型,這也是倡導教育包容與平等的時(shí)代潮流所向。

從具體下手處來(lái)看,可以通過(guò)前瞻規劃、落地切口、團隊建設、價(jià)值把控4個(gè)層面入手,把握跨地域智能教育系統建設的核心關(guān)鍵,搶抓教育共同體構建的時(shí)代機遇。

一是主動(dòng)謀劃,開(kāi)啟知識眾創(chuàng )共享的教育新進(jìn)程。智能時(shí)代是散落各個(gè)地域的學(xué)習者通過(guò)智能體進(jìn)行交互,生成性地建構信息、意義和價(jià)值觀(guān)的發(fā)展階段,即所謂“知識眾創(chuàng )”的時(shí)代。要清晰意識到在智能時(shí)代構建跨地域教育共同體的重大契機,從系統的初步設計、收集數據、建立數據庫、算法編寫(xiě)、模型訓練,直至應用落地等各個(gè)環(huán)節上進(jìn)行前瞻預判和主動(dòng)謀劃,為更大范圍的教育受眾提供公平的、可獲取的、高質(zhì)量的智能教育支持,跨地域匯聚共享平臺,創(chuàng )造共同的教育敘事,激發(fā)思想上的共振、共情、共鳴。

二是乘勢而上,以超大規模數據共享蹚開(kāi)前路。我國擁有全球最大的人口和互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)規模,為教育領(lǐng)域深度掌握認知規律、發(fā)掘交互模式、預判教育走向奠定了獨一無(wú)二的數據基礎。2023年7月教育部宣布將建設國家教育數字化大數據中心,“撬動(dòng)我們的教育改革”。我們的大規模數據寶庫可以嘗試在一定程度上進(jìn)行跨地域共享,進(jìn)一步擴展數據的多樣性、視角的開(kāi)闊性,為訓練更適切、更先進(jìn)、更優(yōu)越的智能系統蹚開(kāi)道路,攜手多地共同推動(dòng)“人工智能+教育”的超前落地。

三是匯聚腦力,組建“跨三界”研發(fā)團隊。第一要跨地域,吸收多地算法工程師共建團隊,充分探究跨地域使用者的異質(zhì)程度,避免與一線(xiàn)教育實(shí)踐脫節。第二要跨領(lǐng)域,推動(dòng)教育決策和行政部門(mén)、學(xué)校管理者、一線(xiàn)師生與工程師深度對接,提升工程師的教育理解能力、教育遠景前瞻能力,直擊教育難點(diǎn)、痛點(diǎn),特別是協(xié)助其修正情感、態(tài)度、價(jià)值觀(guān)方面的偏見(jiàn)。第三要跨學(xué)科,延攬計算機專(zhuān)家、數據科學(xué)家、技術(shù)哲學(xué)家以及教育學(xué)、社會(huì )學(xué)、心理學(xué)、倫理學(xué)、傳播學(xué)專(zhuān)家等技術(shù)和非技術(shù)角色,更全面地理解教育中的地域差異問(wèn)題,從而為尋找創(chuàng )新解決方案提供多元視角。

四是應對浪潮,把控生成式人工智能的立場(chǎng)和導向。Sora等生成式人工智能天然攜帶立場(chǎng)和導向,當用來(lái)構建系統的算法模型,特別是用來(lái)訓練系統的數據集本身隱含地域歧視、刻板印象、區別對待等問(wèn)題時(shí),就會(huì )產(chǎn)生存在同樣問(wèn)題的“有害輸出”。有鑒于此,首先要在“人工智能+教育”應用的開(kāi)發(fā)環(huán)節中,建立對數據訓練來(lái)源、資源遴選原則、內容推送機制、失真失實(shí)評估的審查機制,對不合理、不公正的信息進(jìn)行調試和校驗,防止其反饋到人工智能算法模型并將最終映射到人工智能的立場(chǎng)和導向上;其次要在使用環(huán)節中,推動(dòng)師生群體著(zhù)力認知伴隨技術(shù)異化而出現的信息繭房、群體極化等現象,辯證看待智能體輸出結果的“真實(shí)性”和“客觀(guān)性”,強化其在人機共存時(shí)代識別和防范倫理道德風(fēng)險的能力。通過(guò)對開(kāi)發(fā)和使用環(huán)節進(jìn)行兩手抓,來(lái)促進(jìn)生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應用沿著(zhù)促進(jìn)觀(guān)念相容、教育相通的主流方向發(fā)展,推動(dòng)“人工智能+教育”應用真正成為跨地域教育共同體的孵化載體。

(作者系中國教育科學(xué)研究院副研究員,本文系中國教育科學(xué)研究院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)經(jīng)費專(zhuān)項資助項目“智能化時(shí)代港澳與內地、大陸與臺灣教育融合發(fā)展研究[GYD2020003]”成果)

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