人工智能时代课堂教学的机遇、挑战与对策

谭 平

（重庆三峡学院 土木工程学院，重庆404020）

信息技术的高速发展，人工智能的广泛应用，对教育领域产生深刻变革，当前教育已经进入到人工智能时代。“《新一代人工智能发展规划》、教育信息化2.0、人工智能课程与教材等陆续映入世人的眼帘……人工智能的到来将使教育领域发生翻天覆地的变化，传统的由学生、教师、教材等要素构成的实体教育组织将转变为跨越时空组织边界的虚拟教育组织，教与学的方式将被彻底颠覆……”[1]作为教育工作的中心课堂教学必将受到影响，课堂教学只有积极主动的抓住机遇、迎接挑战，同时制定针对性对策，才能适应人工智能时代的发展需求，进而促进人工智能时代的课堂教学。

一、人工智能时代课堂教学的机遇

作为当前最为先进的科学技术代表的人工智能与课堂教学的有机融合，必然会为课堂教学带来新的发展机遇，下面就从课堂教学的理念、手段、方式、时空方面来论述人工智能时代课堂教学的机遇。

（一）智慧化课堂教学理念的形成

人工智能不仅仅体现了表面的技术，而更为重要的是蕴藏或者体现的是深层次的一种全新理念，没有理念方面新突破，人工智能时代是不可能到来，更不可能达到与今天人们学习工作甚至是日常琐事都必须借助人工智能的地步，也就是说从某种程度上可以说人工智能时代的到来就是一种全新理念的到来，那么人工智能必然为当前课堂教学带来理念方面的机遇。由于人工智能是以最为先进的信息技术为代表的，而信息技术作为最为先进的生产力是人类智慧的集中体现，为此作为最为先进信息技术代表的人工智能，必然也体现着人类智慧，与其有机融合的人工智能体现人类智慧化理念，从形成方面来讲人工智能蕴藏智慧化理念的形成。另外从人工智能与课堂教学的有机融合方面来讲，二者之间的有机融合其实就包括理念的融合，而理念融合的前提就是要找到二者之间的共同因素，这样才能够确保二者之间达到真正的有机融合。人工智能的出现是人智慧的结晶这前面已经论述不再赘述，课堂教学究其实质是有计划、有目的为下一代传递人类以往社会生活的智慧，“教是为了不教”[2]，而且课堂教学终极目的就是为了使受教育者获得获取社会生活智慧的能力，从课堂教学的实质、终极目的来讲都必须智慧化，由此可见智慧化是人工智能与课堂教学二者之间共有的因素，为此二者之间的有机融合是以智慧化媒介的，那么人工智能与课堂教学的有机融合必然给课堂教学带来智慧化理念的机遇。此外智慧化理念的形成还体现在借助人工智能这种最为先进的科学技术，为教育教学过程中最为重要的双主体教育者与受教育者智慧的开发与发展提供条件，从这种视角来讲人工智能技术与课堂教学有机融合也有助于智慧化课堂教学理念的形成。

（二）课堂教学手段的智能化改进

课堂教学手段是课堂教学主体互动的工具、媒体或者设备。由于任何课堂教学都是特定时代的课堂教学，为此作为课堂教学主体之间互动工具、媒体或者设备的教学手段，具有鲜明的时代特征。而具有鲜明时代特征的课堂教学手段，必然伴随时代变迁而进行相应的调整，与时代社会发展需求保持高度一致性。人工智能时代是信息技术发展的产物，智能化是人工智能时代最为显著的特征。人工智能时代所具有的鲜明智能化特征为课堂教学手段带来智能化改进的机遇，这从根本上来说是由课堂教学手段具有鲜明的时代特征所决定的。以互联网、物联网、大数据等为主信息技术是人工智能时代信息技术的代表，而这些具有鲜明智能化色彩的信息技术都可以不同程度的课堂教学手段进行有机融合，例如将互联网运用到课堂教学过程中，“呈现学科知识结构”[3]，将教师从以往繁重的板书中解脱出来，当然这里并不是说运用了网络教学之后就不再需要教师做任何板书，而是想表明智能化的互联网教学可以对课堂教学进行智能化的改进。总之，从根本上来说课堂教学手段的智能化改进是由科学技术尤其是信息技术的发展所决定的，但是也必须深刻的认识到人工智能不过是为课堂教学提供了智能化的机会或者说是创造了条件，最后智能化改进的效果还是取决于课堂教学与人工智能的融合的现实情况，取决于人工智能时代课堂教学中的教师、学生及连接教育教学关系中的教育影响等。

（三）课堂教学组织形式的转换

课堂教学组织形式是特定时代的课堂教学组织形式，时代所能提供的条件及需求决定着时代主导的课堂教学组织形式。回顾自原始社会末期及奴隶社会专门教育教学机构学校形成课堂教学的发展史，可以看出人类的课堂教学组织形式从大体上先后经历了个别教学组织形式、集体（班级授课制）组织形式、混合或者多种课堂教学组织形式发展阶段。最初的个别课堂教学是农业时代的产物，这是农业时代生产力的发展水平是极其有限的，只能为少数人摆脱农业生产从事专门教育教学提供条件，同时农业社会国家需要的是少量维护封建统治的人才，社会的这种需求决定了个别教学组织形式的盛行。而进入工业社会以后，伴随着现代机器工业的发展，工厂需要大量接受一定程度学校教育的工人，这就决定了班级授课制这种集体教学的盛行。“伴随着信息技术人工智能时代的到来”[4]，新信息层出不穷出现，任何个体只有学会辨别、筛选信息，才能够与人工智能时代信息技术教育教学需求相一致。另外信息技术高度发展的人工智能时代，可以通过大数据技术等手段对个体及社会发展需求做出精准深入的分析，为最大程度发展个体自身提供了现实可能。人工智能时代的社会需求及提供的现实可能，为个体最大程度的发展提供现实可能，而由于无论是个别教育的课堂教学组织形式还是班级授课制的集体课堂教学组织形式都不是十全十美的，而是都有其优缺的，也就是要实现个体最大程度发展不可能单纯依靠个别或者集体，而是应该吸取各自优缺点采取混合课堂教学组织形式。人工智能时代社会提出的要求及提供的现实可能，为课堂教学组织形式的转换提供机遇。

（四）突破课堂教学时空限制

回顾人类课堂教学发展历程，无论是古代农业社会的个别教学组织形式，还是近代大机器工业时代的班级授课制教学组织形式等，都是在固定时间、固定地点、固定人员的情况下才能够开展课堂教学，也就是时空是固定不能变的，而这种时空不变的课堂教学伴随者信息技术高度发展人工智能时代的到来而结束，人工智能信息技术通过网络可以实现异地教学，例如当前新冠肺炎疫情特殊时期，全国各地普遍采用的网上教学，“异地教学”[5]，就是以往突破课堂教学时空限制的集中体现。而人工智能时代之所以能够突破以往时空限制进行课堂教学，从根本上来说是由于网络信息技术具有开放性、快捷性等所决定的，也就是先进科技从根本上决定了突破课堂教学时空的限制。同时还必须看到先进的科技只是为突破课堂教学限制提供现实可能性，至于现实课堂教学过程中如何做到诸如线上课堂教学与线下课堂教学有机结合、翻转课堂教学等，这就是人工智能时代的课堂教学主体将人工智能技术与课堂教学的有机融合问题，后面需要探讨这里就不再赘述，不过这里也可以从中发现人工智能时代课堂教学突破时空限制的可能与机遇。

二、人工智能时代课堂教学的挑战

不可否认人工智能时代为课堂教学提供了上面所提到的诸多机遇，但是必须清楚的认识到作为一种新生事物人工智能本身是一把双刃剑，不仅提供机遇的同时，还为当前课堂教学提出诸多现实挑战，而这些挑战是人工智能时代课堂教学必须正视，这是源于只有抓住机遇积极迎接挑战，才能够促进人工智能时代课堂教学的发展。下面就来具体论述人工智能时代课堂教学的挑战。

（一）课堂教学理念冲突

人工智能时代的课堂教学必然需要与人工智能时代课堂教学相对应的教学理念，而这种教学理念从根本上说是由最先进科学技术为支撑的人工智能时代所决定的。人工智能时代是一种全新的时代，人工智能时代课堂教学理念需要一种全新的课堂教学理念。课堂教学理念冲突更为重要的体现了新旧时代之间的冲突，其实也就是工业时代与智能时代之间的冲突，不可否认人工智能时代是从工业时代发展演变而来的，但是人工智能时代是对传统工业时代的扬弃之后的一种全新时代，这就决定了人工智能时代与工业时代之间必然存在着冲突，时代之间的冲突是全方位的，“涉及多领域”[6]，自然也就存在着课堂教学理念之间的冲突，这是从时代之间的冲突来说明人工智能时代课堂教学理念冲突的必然存在。从社会人才需求方面来讲，由于工业时代所需求的大规模批量化人才，而人工智能时代个性化、多样化的人才，很显然工业时代的人才需求与人工智能时代的人才需求之间存在冲突，人才是由课堂教学所培养的，也就是说人才需求决定着课堂教学。从某种意义上来说人才需求之间的冲突，也就必然决定了人工智能时代课堂教学理念与以往工业时代所盛行的传统课堂教学理念之间的冲突。从课堂教育教学主体来讲，人工智能时代的课堂教学主体之间的关系很显然不同于工业时代课堂教学主体之间的关系，人工智能时代的课堂教学中教师不再是唯一的知识传播者来源，学生也不再是单纯的掌握知识技能，教师与学生都必须因人工智能时代社会需求的变革做出相应的调整与变革，而教学主体这种相应调整与变革，必然伴随着指引课堂教学主体的教学理念的调整与变革，也就是存在着课堂教学理念的冲突。

（二）课堂教学手段选择困难

当前人工智能时代课堂教学存在着课堂教学手段选择困难的现实挑战。具体表现在课堂教学手段在选择依据方面，由于当前对人工智能时代的课堂教学还没有统一的界定，对人工智能时代的教师、学生究竟以什么样的方式参与课堂教学缺乏科学统一的认识，课堂教学过程中主体如何互动的关系不明确，这些都致使课堂教学手段选择依据的缺乏；人工智能时代依据什么标准选择课堂教学手段，什么样的选择标准适用于人工智能时代的课堂教学，当前还没有被学界所认可的统一标准，加之人工智能时代课堂教学面临的新形势，这些都使得人工智能时代课堂教学手段选择标准难以判断；选择类型方面来说，选择何种类型的教学手段，课堂教学中如何取舍不同类型的教学手段，人工智能时代课堂教学手段类型的划分等目前都难以进行，为此在课堂教学手段的选择类型等方面也存在着教学手段选择的困难。当前之所以存在课堂教学手段选择的困难，从根本上来讲是由于人工智能时代的课堂教学是对以往传统课堂教学的变革，而习惯于以往传统课堂教学手段的教学主体，无论是从思想还是行动方面，都一时难以适应这种变革所造成的，也就是信息技术所引起课堂教学的变革，使得课堂教学手段的选择一时无所适从。当然课堂教学手段选择困难还与教学主体对课堂教学手段特别是人工智能时代课堂教学手段的掌握与了解状况紧密相关，缺乏对教学手段特别是人工智能时代课堂教学手段的了解与掌握，对于具体课堂教学手段的优缺点及使用范围等方面缺乏精准的把握了解，这些也指示出现课堂教学手段选择困难的现实挑战。

（三）课堂教学组织形式难以灵活转换

灵活转换课堂教学组织形式也是人工智能时代课堂教学的挑战。这里的挑战不仅仅是工业时代的班级授课制课堂教学组织形式向人工智能时代的个性化、多样化课堂教学组织形式灵活转换的时代挑战，同时还有针对不同学生群体之间如何灵活转换的课堂教学组织形式挑战。人工智能时代的课堂教学组织形式与以往工业时代的课堂教学组织形式来说，必须在工业时代的基础之上进行转换这点是毋庸置疑的，但是如何实现工业时代的课堂教学组织形式向人工智能时代的课堂教学组织形式转换，如何做好工业时代课堂教学组织形式与人工智能时代课堂教学组织形式之间的衔接问题，这些都是新旧时代交替课堂教学不得不面临的现实挑战。从根本上来说课堂教学组织形式是特定时代的课堂教学组织形式，脱离特定时代的课堂教学组织形式是不复存在的，那么新旧时代的转换更替必然表现在课堂教学组织形式转换的挑战。此外还必须认识到课堂教学组织形式虽然由时代所决定，但是产生形成之后的课堂教学组织形式具有相对独立性，为此也不能够简单的认为班级授课制这种教学组织形式就只能是工业时代的课堂教学组织形式，而形成之后作为独立课堂教学对象的课堂教学组织形式，这在一定程度上也加大课堂教学组织形式灵活转换的难度。不同学生群体的学习需求、学习程度等方面都有现实差异，针对这些不同学习群体如何灵活转换课堂教学组织形式这是对课堂教学主体从事课堂教学的现实挑战。需要最后指出的是前面提到的新旧时代的交替、课堂教学组织形式的相对独立性、学习群体的个体差异等因素都不是单独存在的，而是交互存在、互相作用的，这就更加重人工智能时代课堂教学组织形式难以灵活转换。

（四）课堂教学时空难以处理

人工智能时代的课堂教学打破了以往课堂教学时空的局限，实现了课堂教学时空的无限延续，同时也使得课堂教学面临时空难以处理的现实挑战。人工智能课堂教学时空难以处理的挑战表现在多方面，不仅体现在表现在线上课堂教学与线下课堂教学如何处理的难题，同时还体现在单纯的线上或者线下如何课堂教学时空的难题的现实挑战。从根本上来说，人工智能时代课堂教学之所以面临时空难以处理的现实挑战是人工智能技术发展的必然结果，具体来说伴随着人工智能时代智能技术发展，课堂教学已经不再是学生获取知识信息的唯一来源或者说主要来源，学生自己还可以通过网络便捷获取知识信息，而且传统的课堂教学也不再是教师从事教育教学的唯一途径，教师还可以利用网络进行教育教学，这是以往农业时代、工业时代所没有的课堂教学变革，同时也是人工智能时代面临的课堂教学时空难以处理的现实挑战。另外课堂教学时空难以处理还与课堂教学主体对课堂教学时空掌控能力有关，人工智能时代的课堂教学应该将重心放在那里，人工智能时代课堂教学中的师生关系、教学关系等方面的能力都对教学时空处理具有深远的影响，加之人工智能时代属于全新的时代，课堂教学面临的是全新的智能时代，这些都加大了教师对课堂教学时空掌控的难度，课堂教学主体掌控教学时空能力较弱，自然会面临着教学时空难以处理的现实挑战。

三、人工智能时代课堂教学的对策

通过上面的论述可以看出人工智能时代的课堂教学存在诸多现实挑战，那么要促进人工智能时代课堂教学的发展，就必须积极应对这些挑战，针对这些挑战制定相应的人工智能时代课堂教学对策。下面就来论述人工智能时代课堂教学的对策。

（一）协调课堂教学理念冲突

针对人工智能时代课堂教学理念冲突的挑战，制定的相应对策就是协调课堂教学理念的冲突。下面就来具体论述如何协调课堂教学理念冲突。首先应该认识到协调课堂教学理念冲突的重要性。协调课堂教学理念是处理人工智能时代课堂教学理念冲突的唯一有效途径，这是因为从根本上来说人工智能时代课堂教学理念的冲突体现的是新旧时代之间的冲突，为此这种突破必然是客观存在不以人的意志为转移的，为此对于不能根除的冲突，只有通过协调方式才能够有效解决，从中也就可以看出协调课堂教学理念冲突的重要性。此外从解决人工智能时代课堂教学实践冲突的必要性方面来讲，“思想是行动的先导”[7]，必须有协调课堂教学理念冲突的指导，在科学的理念协调的指引下，才能够有效解决课堂教学实践中的冲突。从处理人工智能时代课堂教学理念及指导人工智能时代课堂教学实践方面来讲，协调课堂教学理念非常重要。其次探寻合适的协调课堂教学理念策略。可以采用因果分析法，从原因中逐步分析得出合适的协调课堂教学理念策略。此外课堂教育教学工作者只有不断的提高自身协调课堂教学理念冲突的能力，这就需要不仅仅应不断加强学习相关的课堂教学理论知识，更为重要的是从实践方面不断总结经验加强学习，只有课堂教育教学工作者从两方面同时加强学习，就一定能够提高自身协调课堂教学理念冲突的能力，进而有助于探寻合适的协调课堂教学理念策略。最后依据合适的策略协调课堂教学理念冲突。将探寻的合适课堂教学理念冲突策略运用到课堂教学理念冲突实践中，不断反思提高协调课堂教学理念水平。

（二）选择合适的课堂教学手段

面对人工智能时代课堂教学手段选择困难的现实挑战，应采取选择合适的课堂教学手段策略。选择合适的课堂教学手段就必须克服课堂教学手段选择所面临的现实瓶颈、澄清何谓合适的课堂教学手段、明确合适课堂教学手段选择的凭据等不得不解决现实问题，才能够选择合适的课堂教学手段。为此下面就专门从这三个问题的解决来选择合适的课堂教学手段。从前面的人工智能时代课堂教学手段选择困难挑战的论述中可以看出选择依据、选择标准、选择类型等方面不明确、缺乏统一的界定，由于缺乏认可的标准这是困扰人工智能时代课堂教学手段选择的瓶颈，为此就应该深入分析选择依据、选择标准、选择类型方面含糊的症结之所在，依据课堂教学方面的理论知识结合人工智能时代课堂教学实践需要，制定出较为合理的人工智能时代课堂教学的依据、标准、类型，当然这种制定的过程需要团结一切可以团结的力量，“精准发力”[8]，才能够达到较为理想的效果。关于何谓合适的课堂教学手段方面，需要指出的合适的课堂教学手段是相对概念而非绝对性，也就是在此课堂教学合适的教学手段不一定就是彼课堂教学合适的，只有与具体课堂教学目标、课堂教学主体及内外环境相适应或者说相一致的课堂教学手段才是真正合适的课堂教学手段。明确合适课堂教学手段选择凭据方面，由于合适的课堂教学手段选择凭据是针对具体合适课堂教学手段选择而言的，为此应在前面何为合适课堂教学手段选择的基础之上，因人因时因地制宜确定适合具体课堂教学目标、课堂教学主体的教学手段的选择凭据，这样就能够选择合适课堂教学手段。

（三）转换适合的课堂教学组织形式

破解人工智能时代课堂教学组织形式难以灵活转换的现实困境，就是要转换适合的课堂教学组织形式。而要转换适合的课堂教学组织形式不仅应遵循课堂教学组织形式转换规律，而且更为重要的是学会正确处理课堂教学组织形式转换实践中的现实难题。课堂教学组织形式转换是为了课堂教学、通过课堂教学、在课堂教学上进行教学组织形式转换，为此课堂教学组织形式的转换必须遵循课堂教学的相关的政治、经济、科技、社会等方面的规律，此外作为产生之后独立存在的客观对象课堂教学组织形式还具有相对独立性，为此不能够仅仅考虑政治、经济、社会等对课堂教学及课堂教学组织形式的制约，而还应该考虑到相对独立性。只有课堂教学组织形式转换遵循这些相关规律，按照规律办事才能够取得理想的课堂教学组织形式转换效果。在处理人工智能时代课堂教学组织形式现实难题时，“坚持实践导向”[9]，为了实践、通过实践、在实践中解决课堂教学组织形式转换难题。当然需要指出的立足实践解决问题离不开对规律的遵循，而对于规律的深刻理解掌握也离不开实践，为此在人工智能时代课堂教学组织形式转换的规律遵循与实践解决问题应相互促进。

（四）妥善处理课堂教学时空延续

妥善处理课堂教学时空延续是应对课堂教学时空难以处理的有效策略。而要妥善处理课堂教学时空延续必须解决思想与实践两方面入手，为此下面就从这两方面问题解决来论述妥善处理人工智能时代课堂教学时空延续挑战。从思想方面来说应该高度重视妥善处理课堂教学时空延续问题，“思想高度重视”[10]，这是因为课堂教学时空延续是当前只有人工智能时代才遇到一种新难题，也是每一位教师不得不面对的现实难题，解决的如何关系从小的说关系到课堂教学，而从大的方面来说关系到整个国家教育的发展，为此必须高度重视课堂教学时空延续，妥善解决课堂教学时空延续难题。从实践方面来说必须提高课堂教学主体妥善处理课堂教学时空延续的掌控能力，对于教师本人来说应根据自己教育教学实际需要有选择的学习人工智能时代课堂教学的相关理论知识，而且更为重要的是在处理人工智能时代课堂教学时空中不断获取实践知识，从理论与实践两方面的知识来不断的提高自身的能力。对于学生而言，而应该不断学会利用人工智能学会学习知识技能，当然这也需要教师或家长的引导，但是更为重要的是发挥他们主人翁作用，提高他们的应对课堂教学时空延续能力，提高课堂教学双主体时空延续能力，就一定能够妥善处理课堂教学时空延续。