“AI”时代未来教师专业发展途径探究

2018-05-14 17:57宋灵青许林
中国电化教育 2018年7期
关键词:教师专业发展立德树人人工智能

宋灵青 许林

摘要:人工智能(AI)时代的到来,对教育产生了巨大的影响。教师作为教育环节中最重要的一员,也受到严峻挑战。如何适应“AI”等新技术变革,积极有效开展教育教学,是教师必须回答的课题。该文结合“AI”的特征,阐述了“AI”對教师的影响,从立德树人、重塑教师角色、变革教学方式、变革评价方式、注重自我成长、加强顶层设计、完善教师培养体系、教师培训与时俱进等八个方面阐释了“AI”时代的教师专业发展途径,以期帮助教师适应时代的要求。

关键词:人工智能;人机共教;立德树人;教师专业发展

中图分类号:G434 文献标识码:A

一、研究背景

人工智能(Artificial Intelligence,AI)是在1956年“达特茅斯会议”中上提出的,经过长达60余年的发展,期间经历了三起三落,随着数据收集及整理、算法、机器学习、移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术的发展以及经济社会发展的强烈需求,终于在2017年迎来爆发,其标志性事件为谷歌AlphaGo战胜世界围棋冠军李世石。如今,“AI”已成为引领科技发展的重要驱动力,2016年美国国家科学与技术委员会相继发布的两份“AI”领域国家战略报告提出,政府要主动作为,创造并维持一个足以支撑未来的三个层次的人才资源队伍(技术专家、应用专家和未来学专家),这标志着美国开始了面向“AI”时代的国家努力。中国也将“AI”纳入国家发展战略,印发了《“互联网+”人工智能三年行动实施方案》(下文简称“实施方案”),习近平总书记在十九大报告中指出,要大力推动互联网、大数据、“AI”的发展;在2018年全国两会上,众多代表纷纷对“AI”建言献策;《2018年国务院政府工作报告》指出,要加强新一代“AI”研发应用。

随着“AI”的迅速发展,其对教育产生了重要的影响。2017年《地平线报告》认为,“AI”等将在未来五年对基础教育发展产生重要影响。“AI”将对教育产生革命性影响,将为教育界与产业界更加广泛的跨界合作提供发展空间。“AI”在教与学、教育管理、教育服务过程中的融合应用,可以推动实施教育信息化进入新的阶段。

教师作为教育环节中最重要的一员,一直受到国家的高度重视。《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》(下文简称“意见”)提出,到2035年,教师主动适应信息化、“AI”等新技术变革,积极有效开展教育教学。《教师教育振兴行动计划(2018-2022年)》提出:“充分利用云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等新技术,推进教师教育信息化教学服务平台建设和应用,推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革。

“AI”技术有可能成为新的革命的起点,这一特征极大地改变着教育生态,必然会对教师的存在方式产生显性或隐性、正向或负向、暂时或持久的影响,这要求教师必然要发生与之相适应的转变。本文结合“AI”的特征,从立德树人、重塑教师角色、变革教学方式、变革评价方式、注重自我成长、加强顶层设计、完善教师培养体系、教师培训与时俱进等八个方面阐释了“AI”时代的教师专业发展途径,以期帮助教师适应时代的要求。

二、“AI”对教师的影响

(一)“AI”可部分替代教师职能

“AI”具有开放性、互动性、全球性、个性化的特点,它改变着教育的生态,教师也受到“AI”的严峻挑战——自“AI”出现起,就存在一种“AI”威胁论,“AI”能否取代教师成为人们关注的焦点。《未来简史》的作者尤瓦尔·赫拉利(Yuval Noah Harari)宣称,未来已至,人类将在“AI”时代变成“无用阶级”。有人预测说:“未来10年,大部分人类只需思考5秒钟以下的工作都会被‘AI取代”,教师也被列在被取代的职业之中。当然,这种观点过于悲观,我们要理性地看待“AI”对教师的影响,需要重新思考教师在教育中的职责和功能。首先,“AI”的逻辑思维和数据处理能力非常强,可以将教师从繁琐、机械、重复的工作中解脱出来,能够替代教师的部分功能,但“AI”距离实现通用,完全模拟人类认知活动,仍需数十年的努力。其次,教师的工作往往是非预设、非逻辑、非线性的,教育过程中的各种偶发事件需要高度的创造性和艺术性。第三,人类所具有的直觉、同情心、好奇心、求知欲、想象力、洞察力、创造力、情感处理能力、社交能力等天赋本能和特质是“AI”时代人类存在的价值之所在,这是人类胜于机器、优于机器且不可被机器取代的东西。因此,教师作为一种职业不会被取代,

“教育不是培养流水线上的产品,无论技术如何发展,教师的言传身教、面对面的沟通交流都是育人必不可少的环节”。未来的教育将会进入“人机共教”的新时代,教师和“AI”各自发挥自身优势,相互协作,实现高效教学。

(二)“AI”改变教学方式

“AI”在教学中的应用,将转变教师授课方式。美国教育界曾经广泛流传一句话:谷歌上能查到的东西不需要在课堂上教。“AI”时代,教师迫切需要更新教育教学观念,以知识传授为主体的传统课堂教学需要转型。“当机器实现了海量存储记忆,教师如果依然只重视简单的知识传授,让学生背熟公式、年代等,那么我们已经落后了。死记硬背、大量刷题,机器肯定会秒杀人类。”经过学习和训练之后的“AI”教师可以与学生进行互动,回答学生提出的一些问题,对学生的学习状况进行评估和诊断,还可以进行作业批阅,评测、辅导学生做练习、模仿性训练等,这些需要教师花费大量时间、精力的工作都将被“AI”取代。“AI”时代,教师需要娴熟地运用智能机器人,娴熟地获取各种教育资源,利用各种数据处理的方法与技术,及时分析教育教学中的各种案例与问题,进行高效教学。

三、“AI”时代未来教师专业发展途径

“科技不能取代教师,但是使用科技的教师却能取代不使用科技的教师”。这就需要我们真正看清教育与学校变化的格局与趋势,需要我们更加深刻地理解教育与教师的本性与特质。

未来是“人机共教”的时代,“AI”会帮助教师更好地从教,如何培养未来教师,帮助受到“AI”冲击的教师重新适应并获得新技能,是保障教育稳步发展的关键。本文构建了“AI”时代未来教师专业发展模型(如下图所示),该模型由国家、区域/学校、教师三个维度构成,分别从宏观、中观、微观三个层面逐步聚焦“AI”教师专业发展。“AI”时代,围绕“立德树人”的根本任务,国家层面应加强顶层设计,出台“AI+”教师专业发展政策;区域/学校层面应完善教师培养体系,组建区域专业支持服务团队,与时俱进改善教师培训,为职前教师和在职教师提供支持;教师层面需要不断学习、自我成长,重塑教师角色、变革教学和评价方式,学会与AI协同,实现内在职业尊严和外在专业角色的融合,以适应“AI”时代的教育要求。

(一)立德树人是根本任务

教师的一言一行具有很强的引导性、示范性,任何时候都必须以德立身、以德立学、以德施教。《意见》明确提出“落实立德树人根本任务,遵循教育规律和教师成长发展规律,加强师德师风建设,培养高素质教师队伍”。立德树人既深刻体现了党对教师队伍建设的一贯要求,又精辟揭示了教师发展的内在规律,提出了与时俱进的新期待新要求。

技术越进步,越要重视对人的价值引领。“AI”可以改变教育方式,但不可能代替教师,人与人之间的关系、沟通不可能用机器替代,培养学生的理想、信念、情操、爱心等精神世界方面的作用不可替代。“AI”时代,“立德树人”这一教育的根本任务不会变,依然是教师职业的根本。教师要紧紧围绕立德树人的根本任务,传递正确的价值观,通过创造有凝聚力的文化,提倡人文关怀,学习沟通和交流的技术方法,增强人的社会性,培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人、培养担当民族复兴大任的时代新人,用“AI”去创造社会福祉。

(二)重塑教师角色

教师角色规定了教师在教育情境中所应该表现的心理和行为方式。传统的教师一直扮演着讲授者的角色,正如古德莱德所述的那样,我们现在学校的教育其实是训练而不是教育。教师随着时代的不同,教师的角色和内涵也在不断转变。宋灵青论述了MOOC时代的教师角色;李芒阐述了“互联网+”时代高校教师发展新思路和卓越教师的核心特征;余胜泉具体阐述了“AI”教师在未来可能承担的12個角色。2017年6月,国际教育技术协会(The International Society for Technology in Education,ISTE)正式发布了包含两大主题七大能力维度的24个能力指标的新版教师标准。如何适应并迎接“AI”时代对教育的变革,重塑教师角色显得尤为重要。

1.学生灵魂的工程师

随着“AI”水平不断进步,变得越来越“聪明”,泛在学习资源无处不在,教师的传道授业解惑的任务基本上可以由“AI”取代。“尽管‘AI给教育带来了巨大变革,但学校和教师的地位依旧无可撼动,儿童的成长也依旧需要有仁爱之心的教师指导、帮助”。教育是人的事业,“教育在本质上是唤醒人的生命意识、启迪人的精神世界、建构人的生活方式、实现人的生命价值活动”,教学不是冰冷的教学,而是师生之间无时不在的情感交流,“真正好的教学不能降低到技术层面,真正好的教学来自于教师的自身认同与自身完整”。教学除了教授技能知识,还涉及人生观和价值观的培养,由于“AI”缺乏创造性和道德性,不可能具有人的情感交流和人文关怀,不能全部代替教师的职能,只是起到辅助作用。

可以预见在不久的将来,社会性、情商、好奇心、适应性、创新、审美、批判性思维和价值引领等精神活动会越来越重要,教师的育人角色将越来越重要,教师必须肩负着塑造灵魂、塑造生命、塑造人的时代重任,要成为学生“灵魂的工程师”、情感的呵护者,为学生的未来发展和终身学习奠定基础。

2.学习的组织者、引导者、服务者、共同学习者

“AI”通过模仿和学习有经验的老师,总结优秀的教学方式,可以很好地传授确定性知识,而教师的主要工作将是创造性实践活动的组织者、引导者和陪伴者,真正实现以学生为中心的教学。事实上,“AI教师”与原有的教师并不是“非此即彼”的替代关系。“AI”更多承担辅助教师的角色,承担记忆性、规范性的知识的传授,可以帮助学生检查问题,帮助学生创造出实验空间,让学生了解自己的学习过程,以及知道能做的事情。而教师从过去的处于中心地位,变成组织者、引导者、服务者。教师结合“AI”可以设计引人入胜的与学生密切相关的学习情景,设计适合学生的、真实的、学习者驱动的学习活动和环境,激发学生学习兴趣,实现学习目标,使学生的创造性、个性和独立性得到充分发挥。教师通过提取学生数据、判断他们的学习需求、分辨学习过程中遇到的问题,推荐最合适的学习资源,从而提供量身定制的个性化服务。

“我们是无法真正教育一个人,我们能做的只是陪伴一个人共同学习。”“学习不应只是个人的事情,作为一种社会经验,需要与他人共同学习,以及通过与同伴和教师进行讨论及辩论的方式来学习。”“AI”时代,教师将不再是权威的代表,而是将教育者、学习者和陪伴者融合,成为和学生一起成为学习者。在“AI”时代,学生的学将会激发老师的学,师生之间将真正实现教学相长。

3.“AI”的应用者和评估者

“AI”可以提供非常丰富的手段,有效地辅助教师更好地教学。然而,任何新技术进入教学都存在一个长期而又漫长的过程,许多学校和地区教育部门领导人对“AI”的教学应用还存在一定的疑虑。教师是“AI”技术的实施者和评估者,他们需要评估“AI”教学应用的效率和效益。教师需要对自己以及学生的需求有深刻的了解,勇于创新,敢于尝试,不断创新“AI”与教育教学融合的方式,与其他教师分享他们的学习和教学试验成果,为同伴提供支持。教师可以围绕“AI”应用的投入产出效果、教学效果、保护隐私、安全等方面进行快速而严格的评估,考察“AI”是否能带来预期的教学结果,为学校以及或地区应用提供经验和信心。

(三)变革教学方式

在未来社会,不仅需要重视教师最基本的职能,即扎实的知识基础,更重要的是教师如何应对学生的个性化需求。教师要不断创新教学方式,和“AI助教”合作分工,提升教学能力和教学质量,培养学生的核心素养。

1.建构以学生为中心的个性化教学模式

2015年新媒体联盟《地平线报告(基础教育版)》将个性化学习列为具有相当困难的挑战性工作。在传统教育的模式中,教师的主要精力在于备课、授课并为学生创造丰富的学习环境,无法真正做到对每个学生有教无类和因材施教,但“AI”带来了这样的机会。“AI”本身就是一个模拟人类能力和智慧行为的跨领域学科,其目的在于促进自适应学习环境的发展和“AI”工具在教育中高效、灵活及个性化的使用。教师借助“AI”技术可解决阻碍教育走向个性化的关键问题:

(1)学习过程个性化。大数据智能为个性化教育提供了极大的支持,学习者在学习过程中留下了很多学习数据,例如做题正确率、考试情况、历年学习成绩、听课专注度、平时兴趣等。拥有这些数据,智能技术可以为每个学生画像,清晰掌握学生的个性特征、学习需求和认知特点,然后根据每个学生的真实需求,智能化推送合适的个性化学习资源,进行自适应学习路径设计,让其能针对性地开展学习,减少重复学习的时间,提高效率,实现学习过程的个性化。

(2)教学过程个性化。通过“AI”,教师能够精准掌握学生个体的学习需求、学习经验、学习潜質、学习态度、学习风格、知识点掌握情况以及班级整体的学习氛围状况、薄弱知识点分布、成绩分布等学情信息,为每个学生提供个性化、定制化的学习内容、方法,对学生实施一对一的教学,将教学变为大数据分析和“AI”辅助的以学生为中心的个性化教学,并随时根据大数据的更新进行调整,从而激发出学生深层次的学习欲望。

可见,在“AI”的支撑与推动下,教育的个性化必然会由理论构想逐步转为落地实践,个性化也将成为智能教育应用发展的必然趋势。“AI”时代,“没有创意的老师”可能会被替代,教师应充分利用“AI”等新技术,推动以学生为中心的个性化教学模式变革。

2.推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革

“知识无处不在,任何交互都是智能的”,“AT”能够帮助学校实现让学生“知道更多,做到更多,体验到更多”,原先学生需要教师帮助的很多学习行动,都可以借助于机器去实现,如沟通、协作、阅读、写作、问题解答、课外辅导、寻求信息等,从而使学校的课程、课堂教学活动可以超越时空的局限,走向更加广阔的天地。作为数字“原住民”的学生到校学习最主要的不是记忆知识,而应该是智慧的成长。所以,在“AT”时代,教师工作的重点要放在推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革,培养学生自主学习、提出问题、谋划未来、分析思辨、合作交流、问题解决及创造性思维等一系列机器无法具备的核心素养和能力。

(四)变革评价方式

学习评价是每位教师工作的必要组成部分。总结性评价用于测量学生在某个特定时间点的知识和技能,通常用于评估学生群体、学校中的某个班、某个年级的学业水平。形成性评估可随时为学生提供有指导意义的快速检测,获取教学过程中信息。

在评价过程中使用技术,赋予了评价新的内涵。从传统纸笔到基于“AI”的评价让我们有能力改进长期的评估方法,有助于减少纸质评估管理所需的时间、资源和干扰,可以为教师、教育管理者、家长提供建议,以支持学与教活动,最大限度地提高学习和教学质量。

智能评测是指通过对学习者学习过程和学习行为数据进行大规模自主智能评估,并进行个性化即时反馈。大规模评估是指通过“AI”大数据分析技术对学生的学习行为和学习成果进行针对性地评测;个性化即时反馈是指通过对某位或某一群体学生的学习行为和学习过程数据进行分析后给予反馈。智能评测可以为学生提供更完整、细致的描述,帮助学生进行全面丰富的思考,反思已学的知识,调整学习方式或自行选择适合的学习方法,提高学习效果;学生有机会在评估测试中展示自己的知识和技能,使更强大的个性化学习成为可能,从而加速从基于时间的学习向基于能力的学习转变。

智能测评的形成性评估“可以提供结果的实时报告,让教师了解学生的优缺点,同时指导他们对评估数据进行有效的、可操作的解释”,比传统评估更快地看到、评估和回应学生的学习;还可以捕获反映教学质量(如团队合作和协作)的视频等证据,这些都是自查、同伴互查、反馈和上级考评的新途径。评估数据也可以提供给家长,让家长更了解孩子,以便更积极地支持孩子的教育。

总之,“AI”促使评价从不相关联转化为整合性的系统评估和个性化教学,为学生和教师提供更加无缝的学习过程,可以更充分地整合学生的课堂表现、作业任务以及形成性和总结性评估。因此,教师应改变传统的评价方式,善于应用智能测评改善个性化学习,提高教学质量和有效性。

(五)注重自我成长,学会与AI协同

以往,教师在接受完系统的教育训练以后,基本就能够胜任教师职业。在“AI”时代,教师只有“学会学习”和“持续学习”,才能有效应对“人机共教”的新时代。“虽然教师的成长和发展离不开外部社会、学校的支持,但最终获得教育的新生却更需要教师自身的努力和心灵的支撑,教师必须成为自我实践的解放者”,积极探索“AT+教育”。坚强自信、充满好奇心,不断自我成长并且愿意承担尝试新事物带来的风险,是“AT”时代教师应该具备的品质。

1.学会与“AI”协同

以往,教育工作者通过向他人学习和与他人共同学习不断改进教学,随着“AI”的不断发展,“人机协同”工作是未来社会重要的发展趋势,教师需要学会与“AI”协同,不断探索利用“AI”促进学生学习的教学实践。

(1)设立专业学习目标,有目的地进行学习。教师需要不断学习,主动了解、尝试和应用借助“AI”可实现的教学方法,掌握如何运用“AI”技术来分析教学实践,比如基于“AI”的个别化教学等,并在实践中不断反思和提高这些教学方法的成效。教师应追踪包括学习科学在内的最新的关于“AI”的研究成果,比如,教师可以浏览教育专家的博客、参加在线会议等了解最新研究成果。当然,教师也可以通过其他途径学习。

(2)学会对任务的分析、判断和分配。“未来^类和机器人的关系会把工作分为四大类:人类能从事但机器人表现更佳的工作;人类不能从事但机器人能从事的工作;人类想要从事却还不知道是什么的工作;只有人类能从事的工作”。善于使用“AI”或许是将来成为优秀教师的一个前提。教师要善于和“AI”合作,善于分配任务,把重复性、机械性工作安排给“AI”,教師只从事“AI”不能完成的工作。可以说,这种劳动分工的改变,将促使^类和机器之间的合作不断加强与深化,而这种能力实际上完全取决于人类对机器的了解、判断和互动等认知。

2.学会合作,群智发展

“AI”能够成为变革教学和学习的强大工具,但是,现实中仍然有很多人没有认识到这一点。这就要求教师勇于承担责任,与其他人分享技术变革教学的魔力。未来单打独斗的个体智慧将会慢慢被“AI”所超越,群智发展将成为常态。已有研究证明合作能够改善教师的教育实践。通过合作,教师分享想法、资源和不同的观点,获得专业知识和建设性反馈,一起探索问题及其解决方案。合作的优势使教师相比独立工作,能更好地改善学生的学习,专业教师应该有意识地和他人合作,并建立自己的专业学习网络,贡献观点、策略和技能。

信息技术为教师提供了更多的合作机会和室外学习的机会。通过技术,教师不再仅限于与学校的其他教师合作,他们可以创建学习社区(学习社区的成员可以由学生、教师和其他教育工作者组成)、网络学习空间、社交媒体,与世界各地的其他教师和专家相互连接。在学习共同体中,教师可以一起合作,塑造、提出并加速形成利用“AI”改革学习和教学的共同愿景,了解“AI”是如何影响教学的,诊断并排除技术故障,改进教学实践,分享“AI”教学方面的个人经验以及有关于“AI”改善学习和教学的远见。

(六)完善教师培养体系

“AI”教学师资的缺乏,是个棘手的问题。为解决这个问题,本文提出了“以学科建设为基础,以专业建设和课程开发为核心,以科普和竞赛活动为重要手段,以加强科学研究和人才引进为保障”的“AI”教师培养策略,注重培养和引进相结合,加强教师储备和梯队建设。

1.完善“AI”学科建设

由于“AT”是一门具有高度综合性和交叉性的学科,以往多是包含在计算机、自动化、智能科学等学科下。如果继续把“AI”彼此割裂地留在各个学科,很难适应时代的需求。《新一代人工智能发展规划》(下文简称“规划”)提出要建设“AI”一级学科。目前,设立“智能科学与技术”本科专业的高校已达50余个,国科大等高校也成立了专门的“AI”学院。但由于“AI”学科覆盖面广,包容性强,是一门交叉学科,要想成为一级学科,还需要经过反复的专家论证。首先就是要打破旧学科的藩篱,然后重新梳理以前散落在各个学科下面的课程体系,再按相互联系的思路有机整合,发展“AI”独特的课程体系。“AI”技术在解决实际问题时,往往需要很多知识融会贯通。因此,需要“加强人工智能与计算机、控制、量子、神经和认知科学以及数学、心理学、经济学、法学、社会学等相关学科的交叉融合”;需要“完善人工智能基础理论、计算机视觉与模式识别、数据分析与机器学习、自然语言处理、知识工程、智能系统等相关方向建设”。

国家层面提出设立人工智能学科意味着该领域将有更多的资金和项目,分散在各个院系的人才培养将更加体系化,这对于培养人工智能教师将产生积极的推动作用。

2.加强“AI”专业建设和课程开发

(1)完善“AI”专业建设

建设“AI”专业是为我国培养“AI”人才的重要举措之一。《规划》强调,“设立人工智能专业,鼓励高校在原有基础上拓宽人工智能专业教育内容,形成‘人工智能+X复合专业培养新模式”。《高等学校人工智能创新行动计划》(下文简称,“行动计划”)提出,形成“人工智能+X”复合专业培养新模式,到2020年建设100个“人工智能+X”复合特色专业,建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中心。

由于“AI”是一个交叉学科,其边界并不明确,各学校在建设“AI”专业时,需要明确其科学概念,对照国家和区域产业需求布点“AI”相关专业,根据“AI”理论和技术具有普适性、迁移性和渗透性的特点,主动结合学生的学习兴趣和社会需求,积极开展“新工科”研究与实践,重视“AI”与多学科专业教育的交叉融合,不断在专业和课程设置进行探索,不断优化“人工智能+X”的人才培养模式。

(2)形成“AI”课程体系

高等教育阶段。《教育信息化2.0行动计划》指出“完善课程方案和课程标准,充实适应信息时代、智能时代发展需要的人工智能和编程课程内容”。《行动计划》提出:“推动人工智能重要方向的教材和在线开放课程建设,特别是人工智能基础、机器学习、神经网络、模式识别、计算机视觉、知识工程、自然语言处理等主干课程的建设,推动编写一批具有国际一流水平的本科生、研究生教材和国家级精品在线开放课程”。基于智能技术的未来学校课程,显示了由“具体内容向整体学科,由单学科向多学科,由单领域向跨领域,由独立向整合,由专才向通才的价值转向,其终极目标是培养终身学习的完整的人”。以往课程设置过分注重学科知识体系,强调单一学科的教育,忽视智能教育人才培养应有的内容体系与核心价值。今后需要在课程与教学改革的顶层设计时予以高度重视,进一步完善课程体系,做好相关课程的衔接与整合,形成全局f生知识体系基础设计,建设平台化课程谱系。

基础教育阶段。“AI”作为连接未来的教育,重在逻辑思维能力的提升和思维方式的改变。多国已将编程融入K12教育。美国K12阶段约有67.5%的孩子已接受在线编程教育。2013年,英国对中小学教学大纲进行全面改革,将”计算机科学”列为基础必修课程。目前,国内开设的“AI”课程比较单一,专门的编程等教学比较少。近年来,“AI”的人才培养正在逐步下移,2017年“AI”等内容正式进入了全国高中“新课标”。《规划》和《行动计划》明确指出“在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育”。未来“AI”的教师不一定要是计算机专业出身,每个人都可以掌握数据分析技能。因此,可以通过推广编程教育、改革信息与技术课程等方式来从小培养孩子的计算思维能力。在中小学可以设置一些基础课程,可以进行基础的游戏化、图像化的编程教育,把一些模块做成系统,让中小学生对主流的“AI”有个初级认识,重在进行逻辑思维能力的提升和思维方式的改变。至于深度地学习,乃至设计“AI”,至少得从高中开始。除了学校正规的课程,还可以开展全民智能教育项目、综合实践活动,重点培养学生“AI+”的思维和兴趣以及交叉学科思维,会使用一些“AI”的应用模块。

最后,只强调科学技术,丧失人文思考是不行的。所以,“AI+”作为一种技术的大趋势,“除了专业基础课程外,还应该涵盖伦理学相关的课程,以帮助学生树立正确的伦理价值取向。

(3)加强教材建设

“AI”是一个不断蓬勃发展的学科,教材是否能始终保持前沿更新不可忽视。在具体落实“AI”课程上,梳理开发系统的、有针对性的、与时俱进的教材尤为重要。《行动计划》提出:“加快人工智能领域科技成果和资源向教育教学转化,推动“AI”重要方向的教材和在线开放课程建设”。核心教材应讲授人工智能最为内核的理论和技术,稍外围的教材应介绍与应用场景无关的数据智能技术,更外围的教材应充分体现“人工智能+N”,形成一类丛书。

3.开展“AI”科普和竞赛活动

开展形式多样的“AI”科普活动,提高师生对“AI”的整体认知和应用水平。鼓励、支持高校相关教学、科研资源对外开放,建立面向青少年和社会公众的“AI”科普公共服务平台,积极参与科普工作;支持高校教师参与中小学“AI”普及教育及相关研究工作。开展“AI”竞赛,鼓励进行全国青少年科技创新大赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛等形式多样的“AI”科普创作,通过赛事、体验和教学的全方位切入,促进“AI”教育课程的推进以及教学方式的转变,帮助孩子们了解人工智能知识,培育“AI”素养和创新能力,帮助师生为未来做好准备。

4.加强科学研究和人才引进

科学研究是培养教师队伍最好的途径。《规划》发布以来,“AI”的研究得到前所未有的重视。国家自然科学基金委专门增设了“AI”学科代码,将“AI”与计算机、自动化等学科并列设置,推动了相关课题的申报和人才的集聚,为“AI”师资队伍培养提供了强大的支持。鼓励和引导教师加强与研究机构的合作互动,通过重大项目、任务和网络教研等,形成一批高水平教師团队。

“人工智能本身是交叉学科,边界并不限定,开放合作机制,有利于为校企合作做对接,也给师资队伍的成熟壮大提供了条件。”“企业人才到高校任教,讲一些真正面向实际的人工智能的算法,这是非常好的促进产学研合作的交流途径。”因此,应开辟专门渠道,实行特殊政策,柔性引进企业等社会各界的人才进入教师队伍。另外,应积极搭建人工智能领域教师挂职锻炼、产学研合作等工程能力训练平台,推动高校教师与行业人才双向交流机制。

(七)教师培训与时俱进

教师对“AI”技术的更新和应用能力严重欠缺,高等院校、职业学校和社会化培训机构等应设置“AI”相关知识和技能课程,建立适应智能教育需要的终身学习和教师培训体系,培养教师实施智能教育能力。目前,教育部联合北大等主办的“中国高校人工智能(AI)人才国际培养计划”已启动,计划五年内培训500名教师和5000名学生。企业也要积极响应,通过“AI”企业来引领师资赋能培训,从而来提高教师对于“AI”最新技术的掌握以及教学的能力提升。针对教师培训应注意以下几点:

1.加强培训内容的针对性

首先,培训教师人机交互和协作的效率。教师需要增强对机器的理解和交互能力,以适应“AI”的技术更迭。人机协作的前提是人机交互,只有理解机器信息,学会信息传递和转换,才能真正参与到人机协作的系统中完成工作任务。为此,提供“AI”的基本知识、技能和能力、AI系统所采用的算法和逻辑以及预期故障模式等方面培训内容,将帮助教师加深对“AI”系统的理解与认知,有利于实现人与机器各司其职,协同完成工作任务。

其次,“AI”时代的教师培训体系,不应局限如计算、数据分析等,而更应该提供“人一人”“人一机”以及“人一世界”的沟通能力培训;提供面对瞬间出现的突发性问题进行处理的培训;提供批判性认知和思考的培训。这些培训内容的提供,无疑能够为教师在“AI”时代成功实现角色转换做好铺垫。

第三,对教师进行培训应重视教育观念和教学方法的培训。

2.丰富培训方式

首先,VR(Virtual Reality)、AR(Augmented Reality)、MR(Mediated Reality)为培训形式带来了更多直观的、过去很难实现的学习体验——机器实现简单的操作和底层的自动化控制,由人实现上层的监督控制、任务安排、轨迹设定及技巧性的操作等,这种智能系统充分调动了大数据、云计算等技术,使教师融入强于真实的学习环境中,获得深化、持久的体验式学习,从而提升现实工作或学习的思维和实践能力。因此,培训应充分合理地利用VR、AR、MR等新兴技术,结合传统的指导、学徒制等方式,建立起新的培训模式,帮助教师获取相关的培训内容。

其次,培训可以通过模型、多媒体设备让教师观察机器的外在构造、物理特性和运行状态等信息,引导其根据自身的知识经验、分析能力,获得机器的对象特征、模型等内在规律信息,使得教师在人机协作中掌握主动权,将自身的知识和技巧结合到机器中。

第三,为教师提供更多的基于真实问题的学习机会。设计和促进教师发展活动的时候,应密切联系教师实践,提升参与者的参与度、认知体验和情感体验。Little认为,最有前途的专业发展形式是让教师学习实际的、真实的问题,提升他们的实践水平。通过基于真实问题的学习,让教师者成为技术的熟练使用者,创造性和协作性的问题解决者。

最后,为教师提供个性化指导。“AI”时代,培训所涉及的无形技能等(类似于波兰尼提出的默会知识)培训内容,需要个性化的指导。

3.完善培训政策

制定与“AI”相适应的教育培训政策,能够为教师教育变革做好前期准备。首先,教师培训部门、学校和地方政策制定者以及教师应共同合作设计教师专业培训项目。这些项目应与“AI”期望相符合,并能反映不断增加的教学需求。其次,负责教师职前教育和在职教育的主管机构应保证所有教师都有能力选择、评估和使用适当的技术和资源,以提高教师参与度和学习积极性。只有将基于“AI”的学习纳入教学计划中,这个目标才有可能实现。第三,在培训过程中,要从政策、经费和管理给予保证。明确教师培训职责和参与主体,鼓励政府、企业、第三方等利益相关者积极参与,保证培训资源的供给,推动教育、培训之间的无缝对接。第四,应鼓励相关部门让“AI”技术渗透到教育培训领域,支持AI技术在培训领域的开发与应用,并借助其监管培训的安全性和可控性。最后,完善培训评估的质量标准。相关部门要通过“AT”技术实现数字认证,统一培训质量标准,完善培训评估体系。

(八)加强顶层设计

“AI”在教育中的普遍应用可能还需要数十年,但如何培养未来教师,帮助受到“AI”冲击的教师重新适应并获得新技能,这是保障教育稳步发展的关键。我国高度重视“AI”的发展,出台一系列政策措施,推进“AI”发展。2016年印发的《实施方案》支持在制造、教育等重要领域开展“AI”应用试点;2017年国务院印发的《规划》重视“AI”在教育领域广泛应用。

虽然我国高度重视“AI”的发展,但对“AI”在教育领域的应用和发展还尚未出台相关明确的政策措施,尤其是对教师适应“AI”时代的要求还没有具体明确。因此,国家应该大力支持和实施“AI+教育”“AI+教师”发展计划,研制教师信息技术应用能力标准,提高教师的信息素养和信息化教学能力,并出台教师培训课程指导标准,培养“AI”领域的教师人才。

四、结束语

教育“AI”是教育发展的大势所趋,未来的教育模式一定是“AI”和传统教育的深入结合,未来的优秀教师将是那些善于使用“AI”的教师,教师与“AT”协作共存,发挥各自的优势。“AI”利用其强大的算法,逐步替代那些无须动脑、机械化、记忆性的劳动,“解决教育机构运作低效的问题,同时使得教师更清晰地认识学生,推动因材施教”。教师做更有价值的事情,把工作重点放在“机器无而人类有”的不可替代的创造性工作和价值引领方面,传递情感、发展人性、培养人格、改善人生,更好地满足学生个性化的需求,促进学生的全面发展。“AI”时代的教师应懂技术懂方法,更应不忘教育初心,始终做—个有灵魂、有感情、有温度的教育者。值得注意的是,“AI”增加了学生成长的可能性,所有学生都应该公平地获得“AI”以支持学习,包括那些有特殊需求的学生。但很多低收入家庭学生,特别是在农村地区的学生,他们可能没有机会使用“AI”,这可能会带来更大的数字鸿沟。

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