人工智能视域下新时代教学改革的“变”与“守”

孙子建 田海青

摘  要： 人工智能受到我国政府的高度重视，同时也受到教育界极大地关注。为了顺应时代潮流，教育者既要学会教育与人工智能融合，在教育思维、教学模式、教学方法、评价管理及师生关系等教学体制上的创新，也要全面认识教育人工智能，在此基础上坚守教育初心，在改革中创新，在创新中坚守，进而有效地推动新时代的教学改革与发展。

关键词： 人工智能时代; 教学改革; 变革; 坚守

中图分类号：TP23; S126          文献标志码：A     文章编号：1006-8228（2019）09-80-04

The "Change" and "Keep" of teaching reform in the new era from the perspective

of artificial intelligence

Sun Zijian， Tian Haiqing

（School of Education， University of Kashgar， Kashgar， Xinjiang 844000， China）

Abstract： Artificial intelligence is highly valued by the Chinese government， but also by the education community. In order to adapt to the trend of the times， educators should not only learn to integrate education with artificial intelligence， innovate in educational thinking， teaching mode， teaching method， evaluation management and teacher-student relationship， but also adhere to the original intention of education on the basis of comprehensive understanding of educational artificial intelligence， so as to innovate in reform， adhere to in innovation， and effectively promote the teaching reform and development in the new era.

Key words： artificial intelligence age; teaching reform; change; persistence

0 引言

繼“互联网+”和虚拟现实（Virtual Reality）技术之后，人工智能成为全球崭新爆破点。人工智能（Artificial Intelligence，AI）这一概念是由麦卡锡（McCarthy）1956年在达特矛斯会议上提出，其内涵界定为，机器发出的行为与人表现出的智能行为一样[1]。经过60多年的探索与发展，终于迎来了人工智能大爆发。尤其是AlphaGo智能程序打败世界顶级围棋高手李世石，Master智能程序战胜世界排名第一的柯洁，以人工智能技术为代表的科技革命正引领全球新一轮创新热潮。中国政府密切关注并高度重视，于18年全国两会明确提出，要加强新时代人工智能的研发，确保在医疗、教育、养老、文化、体育等众多领域发展智能产业，全面推进智能生活[2]。人工智能时代的到来，给各行各业带来全新挑战和机遇。教育领域同样正经历着一场深层次变革，教育与人工智能技术的融合重塑着教育的新形态。人工智能时代下，教学如何直面挑战，实现与时俱进，如何抓住机遇，完成新的蜕变，已成为当前教学改革急需思考和亟待解决的关键问题。

1 人工智能与教学改革的关系

1.1 教学改革的进行需要人工智能的引领

2017年，被称为人工智能元年。教学的改革要想成功，既需要精神引领，也需要技术支撑。有精神的引领而没有技术的支撑只是纸上谈兵，相反有技术的支撑而没有精神的引领终将迷失方向。2017年，国务院《新一代人工智能发展规划》中明确，人工智能对于当代教育的重要性[3]。2018年4月教育部发布了《高等学校人工智能创新行动计划》的通知，对中小学以及高校提出新要求，未来将会出现“人工智能+X”新的培养模式，小学阶段将引入人工智能普及教育[4]，各学校纷纷设立人工智能相关专业，引进人工智能相关方向人才。另外，人工智能在教育教学中的应用特征为人工智能与教育教学的契合指明了方向。人工智能下的教学数据既可以描述教育现象，又可以解释教育规律，近而可以预测教育未来的趋势。其次，人工智能作为一种辅助工具，其强大的价值与功能不言而喻。因此，人工智能时代的教育教学改革要利用人人工智能精神、工智能技术、人工智能理念去实践新的教育思想，把人工智能技术灌输、渗透到教学的最深处，为科学的教育教学服务[5]。促进人工智能与教育的融合，推动人工智能时代教学改革的深入发展。

1.2 人工智能对教育是一种浸润、协助

人工智能为教学改革提供了全新的动力。直接用于教学改革，在一定程度上展现出了人工智能在教育领域的地位和价值。人工智能时代的到来，对教学方式、教学内容以及教育形式带来了影响，但无法改变教学的本质、核心，即教育人工智能将会影响改变教学，但不会颠覆教学，亦不能颠覆教育[6]。其对教育教学的冲击，不是对教育教学的一种否定，相反是一种浸润、渗透。首先，人工智能没有自我意识，只能按照人类预先设定的程序在特定领域做某件事，可以说人工智能，没有人工，就没有智能。其次，对于教育教学而言，教学机器人的引用，作为学生解决复杂问题的辅助工具，大大提高学生的思维能力。教学机器人具有学科性质，能够提供具有建设性的、高效的学习环境，目前在STEM（科学、技术、工程、数学）教学方面发挥着重要的协助作用[7]。最后，智能游戏的研发，可以有效对人生阶段的突发事件起到良好的缓冲作用，例如，在美国芝加哥的一所博物馆专为青少年开放“生存游戏”，主要是预防在极端条件遇到突发状况人体系统的变化，游戏玩家不仅克服了许多障碍，而且还了解了人的身体架构[8]。

1.3 人工智能为教学改革带来的新变化

人工智能就像一支魔术棒，走到哪里就会使那里旧的业态消亡，新的业态产生。教育领域内，教学效率是衡量教学成败的关键，而教学目标的达成是检测教学效率的重要指标。之前教学效率低的一个原因就是教学目标未准确定位，导致教学过程随意，尽管教师可以凭借经验预测学生掌握情况，但准确性、清晰度都不是很高。利用人工智能的教育数据挖掘（Educational Data Mining，EDM）可以有效地、全面地了解全班学生学习能力和学习特点，并据此确定教学目标，做到教学过程有效调控，从而提高教学效率。同时人工智能通过对收集到的数据建模，图示学生的学习动机、学习效率之间的关系，帮助教师选择精确的教学内容并锁定学生的最佳学习时间，教师通过预测把教学目标定在学生的“最近发展区”[9]，避免无效、重复的教学行为，提高教学质量。人工智能的出现为学生、教师轻松获取信息，自主利用信息拓宽了道路，改变着师生的学习与生活方式。

长期以来，教育是否“因材施教”是业内一直未能很好解决的问题。由于学校学生人数众多，教师根本不可能兼顾每位学生，难以为学生提供最有效的学习内容和方式。随着人工智能时代的到来，相信这个问题可以很好地解决。首先，人工智能的学习分析技术可以呈现不同学生的学习特征、认知方式以及学习风格。其次，人工智能的推送技术可以为学生提供个性化且符合自身的学习方式。最后，人工智能的学习调节系统可以优化学习过程，实现符合自身的个性化学习[10]。人工智能为教学的改革，学生的发展带来的机遇很多，如虚拟的教学情境，直观性更强，弥补了学生直接经验的缺失，短时间内获取大量的讯息，完成对世界多样性的整体感知;在人工智能的帮助下，可以更快掌握需要的技能等等。

2 人工智能时代教学改革的“变”

目前，我国教育正处于“以量谋大”到“以质图强”战略上的转变阶段。人工智能引发的教育革命，加速了学校教育理念、教学模式、教学内容、教学评价管理以及师生关系等一系列变革。为了顺应新变化，教育必须合理适时的进行改革，才能迈向新的境界。

2.1 教育思维的转变

思维是行动的先导，教育思维的转变对教学的改革具有决定性意义。随着人工智能时代的到来，人工智能与教育深度融合，传统的教育思维必将受到挑战。大数据、并行计算以及深度学习是人工智能的核心驱动力，教育思维的转变必定要往这三个方面靠拢。例如，传统的教学目的比较单一，只是让学生学会某种知识，而人工智能的深度学习完全可以培养学生终身学习的习惯，引导学生去发现多重教学任务，通过培养了学生的兴趣和对社会的适应能力[11]。

从宏观看，只有认识得到了深化，才能促进学校教学工作的转变。这样一步一步深化、由内及外的过程，将会不断拓展教育的视野。人工智能时代的到来，教育思维必须与时俱进，敢于突破教学中不合理的问题，结合新时代发展理念取其精华去其糟粕，让人工智能融入当下的教育思维中。对学校教育工作重新审视，由此孕育并滋生全新的教育理念，并落实到学校教学工作的每个环节。

2.2 教学模式的转变

教学模式是专业化教学的基础。传统教学模式注重教师的讲授，学生参与课堂的机会不多，提不起对学习的兴趣。再加上学生与教师讲课的讲台有一定的距离，课堂中教师与学生天上人间，学生对知识获取便有了一定距离。课堂沉闷，学生厌学。通过考试制约学生学习。学生来上学，是来主动获取知识的过程，但事与愿违，什么事情都“被”安排。教師生硬地重复着工作，学生机械的学习知识。

随着新高考的改革，教学模式发生了一些变化。以学生为本，注重学生兴趣的培养，拒绝课堂上教师单一的讲授，强化学生问题意识，提高教学效率值得提倡。但人工智能时代已经到来，转变教学模式可以更好地更新和提升学生的学习方式。教学上融合人工智能，必须打破原本教学模式的界限，创新教学模式，真正做到与时俱进，实现课堂教学灵活多样和丰富多元。

2.3 教学内容的转变

教学内容是教学方案的核心，整个教学环节都得围绕教学内容展开。传统的教学，学生对学习内容是没有选择权的。新时代，基于人工智能技术下的学习分析（Learning Analytics，LA）对于不同学生的学习进度的快慢提供了不同的选择，帮助教育者更好地实施教学活动。同时，学习者可以更加准确地认识自己，选择具有针对性的学习内容，以此提高学习效益[12]。例如国外不少研究团队设计了基于在线活动指数（OLAI）的智能教学系统。对学习者进行分类或聚类，并建立学习者模型，帮助学习者选择适宜的学习内容和切合自身高效的学习方式等[13]。

教学结合人工智能技术是未来教育改革与发展的趋势，教学活动的本质是知识的传递。人工智能时代，学生可以根据自己的兴趣、爱好、需要以及自己的特长选择适合自己的教育内容，以满足不同学生需求。其次，可以利用人工智能的智能导师系统（Intelligent Tutoring System，ITS）来进行一对一智能教学，依据学习者当前的知识技能水平，做出决策，提供个性化内容[14]。因此，教学内容的转变是推动教育与人工智能融合创新的重要路径。

2.4 评价管理的转变

教学评价是教学活动的重要组成部分。人工智能时代，评价主体呈现多元化趋势，评价对象也更灵活，由单相评价变为双向评价，教育中的个体既是评价主体也是评价对象。通过智能平台，学生可以对教师的教学进行评价，同时教师可以对校内行政部门及领导进行评价。人工智能下的自动化短文评价系统（Automated Assessment of Essays and Short Answers）在美国已经实现了在教学领域内的自动化评价与反馈。在设定评价标准之后，教师可以用来帮助学生检测自己的写作技巧，并可以得到建设性的意见[15]。因此，人工智能技术弱化了教育评价的随意性，加强了教育评价的客观性和真实性。

一个完整的管理体系包括教学管理、教师管理、学生管理、安全管理以及科研管理等。人工智能时代，技术与教育的结合促使一系列教育活动发生改变，传统的管理体系若不改变显得不合时宜。基于此，必须打造管理智能化的全新模式，凸显教育管理的时代性。其次，利用人工智能下的大数据，通过数据分析，跳出传统管理模式的牢笼，使管理体系变得更科学有效。同时，教育管理者通过人工智能也将拥有更强的管理决策能力和过程优化能力。

2.5 教师角色的转变

目前对人工智能的过度关注，已直接影响到了教师教育。在美国的佐治亚州理工大学计算机教授戈尔（Goel）将一款名为为吉尔·沃特森（ Jill Watson）的机器人做助教，完整地为学生授课五个月[16]。据此，有学者提出人工智能在未来会替代教师的假说，尽管有一定的科学依据，但笔者更愿意相信，未来只需要能借助于人工智能开展教学的教师。充分说明了随着人工智能在教育领域的广泛应用，师生的角色可能要发生一些改变，人工智能帮助教师从机械、重复的脑力工作中解放出来，成为教师的得力干将。如人本主义所说的，教师不再只是知识的传授者，相反教师是学生学习过程中的旅伴，要精心设计各种问题、教学资源、教学活动等等。教师与人工智能协同既可以实现班级的规模化支持，又可以实现学生的个性化发展，同时教师要督促、组织、检查学生在学习过程中出现的问题。让学生在新时代下学会学习、合作协同、独立思考，从而促进学生综合素质到综合能力的转变。

因此，在未来教育要关注每个学生的发展、满足不同学生的个性需求、促进每个学生的个性发展[17]。未来教育单靠教师很难完成。未来教师的角色需人类教师与人工智能共同承担，人工智能辅助人类教师，二者共同发挥优势。

3 人工智能时代教学改革的“守”

教学改革需要创新，也需要坚守。教育的初心是促进学生不断地自我完善，持续的、自由的、主动的成长，在正确认识人工智能的同时，坚守教育初心。

3.1 坚守教育的核心价值

教育的价值在于促进人民幸福、社会发展和国家进步。人工智能时代下的教学改革，教育服务国家的总方向不能动摇，教育是服务人的阶段目标也不能变。新时代教育者要防止人工智能“异化”和“乱花迷眼”，不能让人工智能的科技犯罪，网络沉迷等现象对教学改革造成负面的影响，避免教育的价值游离，失去教育规范。因此在当今及未来教育教学改革的过程中，我们要注重教育的核心价值，谨慎审视，科学应对。

3.2 坚持以生为本的原则

教学是培养人才的活动。以学生为本是对科学发展观“以人为本”的贯彻与落实。新时代，学校要继续贯彻以生为本的教学原则，尊重学生的主体地位，完善“以人为本，以生为本”的育人机制，培养以知识为核心的人才转向新时代以能力为核心的应用性和创新型人才。

3.3 坚守师生之间的情谊

师生关系对教学质量有直接影响。良好的师生关系，能营造愉快的情绪气氛，成为调动师生双方积极性的内驱力，从而使学生的主动性、积极性得到充分发挥。新时代，教师与人工智能的结合，决定了教师角色的转变，但不能因为教师角色的分量减轻，就产生社会懈怠，对学生置之不理或者与同学间的交流漠然。相反，师生关系非但不能隔阂，而且教师必须提高对学生的关注度，更要细心留意学生在与人工智能相处时可能会发生的意外，比如人工智能机器的突发状况、短路等，是否会引起一些未知的安全问题，这些都值得教师去留意。

3.4 坚持师德文化建设

教师的职业道德，简称“师德”，是教师和一切教育工作者在从事教育活动中必须遵守的道德规范和行为准则，也是一种道德观念、情操和品质。一直以来，师德对教学的发展有推波助澜的作用。人工智能时代的到来，教师角色重新定义，但是不管教学如何变化，师德建设都是教育领域的重中之重，它能映射出教育可能出现的问题。文化是学校的灵魂，是一所学校的精神支柱。坚守校园文化，关键在于学校各部门、老师、学生共同参与，从言行举止一点一滴日积月累，以润物细无声的方式建设校园文化。新时代下必须坚守师德文化的建设，不能使其褪色。

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