人工智能时代教师专业发展：契机、挑战与应对

陈俊源

（华中师范大学教育学院，湖北 武汉 430079）

随着专用人工智能的发展，“人工智能+”作为一支新经济业态已经开始萌芽。［1］目前，人工智能与教育的融合趋势日益深化，并受到国家层面的高度重视。2017年7月，国务院发布《新一代人工智能发展规划》，将智能教育作为智能服务的一个重要发展方向，指出要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。［2］可以预见，随着人工智能对教育教学的持续渗透，教育领域必将发生一场亘古未有的生态革命。教师是人才培养的核心支撑，也是教育变革的主导力量。因此，教师的专业水平决定着整个教育事业的发展质量，教师的合作力度制约着人工智能与教育融合的最终成效。当前，关于人工智能与教育相融合的研究主要集中于宏观教育制度变革层面与微观学习智能辅助层面，而对人工智能为教师及其专业发展带来的可能影响的研究仍较为薄弱。基于此，本文拟对人工智能为教师专业发展带来的契机与挑战予以分析，并提出立足契机、应对挑战的若干策略，以期对新时期教师专业发展与教育转型升级略尽绵力。

一、识别契机：人工智能推动教师专业发展生态革新及完善

目前，以人工智能为核心的教育技术开始从知识表示方法、机器学习与深度学习、自然语言处理、智能代理等方面与教育领域展开深度融合，［3］使教育教学在智能性、交互性与个性化等方面均取得了实质性进展，同时也革新与完善着教师在新时期的专业发展生态。

（一）学习分析更加深入，有助于增进教师辅助性知识

教师专业知识是由多种类型知识相互交织构成的整合体。它大体上可以分为本体性知识与辅助性知识，前者是教师从事特定教学所必备的学科知识，后者主要指教师所具备的教育实践类与条件类知识，如有关教育情境的知识以及有关学生的知识。而以学习分析与机器学习为代表的人工智能的出现则极大地推动了教师辅助性知识的完善与深化。

学习分析是一个通过收集、处理和分析学习者及其学习环境的数据，进而理解与优化学习的过程及其支持技术，其主要目标是通过建模和预测以有效地辨别存在潜在学习风险的学习者，强调可指导行为的洞见。［4］目前，学习分析获得了进一步深度发展，出现了多模态学习分析［5］、可视化学习分析［6］等新动向，这些新发展既有助于立体化理解教学现象，又能够减轻师生认知负荷；既能够服务学习决策，又可以探索教学规律与解决复杂教育问题。机器学习是计算机模拟人类学习行为，通过识别现有知识以获取新知识或新技能，或者重组已有知识结构不断改善性能和实现自身完善的过程、原理和方法。［7］借助此类智能技术，教师不仅能够对每一位学生的学习偏好与性格特征实现精准了解，还能够对教学过程中的师生互动细节做到全景透视。例如，有研究以学习分析与机器学习为核心依托，构筑出学习者数据肖像模型。该模型可以解析出以个性优势、学习情绪、个人网络等为代表的个性化学习特征，解决了个性化学习的核心依据问题。［8］也有研究运用学习分析技术较好地表征了学习者的在线学习水平，为在线教学中教育者与学习者的互动模式优化提供了坚实依据。［9］基于此，教师有关教育情境的知识以及有关学生的知识不仅会获得量的丰富，还会得到质的改善。显然，较之传统教育中对学习者特征的经验观察与直觉感知，这种建立在智能技术上的全面观察与精准分析，将为教师实现精准教学提供更为可靠的知识基础。

（二）教学过程全向交互，有助于提升教师课堂互动力

教学是由教师的教和学生的学共同构成的一组双边活动，交互是这一活动的本质特征。因此，互动能力也是教师专业能力的一个重要面向。在自然语言处理、情感计算以及学习分析等智能技术的支持下，交互式智能设备逐渐深入课堂教学，有助于促成师生、生生以及人机之间的全面交互，也有利于提升教师的课堂互动力，具体表现为：

第一，有利于增进教师与机器的互动力度。智慧教室是一个包含交互式电子白板、移动智能终端设备、互动反馈系统等多元智能技术的学习空间。［10］在此空间内，教师与学生自发进行的教学活动就是一个人与机器不断交互的过程。教师在课堂中进行的每一个动作、发出的每一个声响都会获得系统的自动记录、存储与分析。同时，系统也会根据具体情况做出智能反馈，辅助教师更好地推进教学。在人工智能的帮助下，教师与机器之间的互动模式已由教师对设备的单向操控转向了彼此之间的双向交互，使人机交互的方式与效果得到了质的深化。

第二，有利于增进教师与学生的互动力度。一般而言，课堂教学情境中的师生互动可以分为师个互动（教师个体与学生个体的互动）与师群互动（教师个体与学生群体的互动）两种类型。而人工智能对课堂的介入，对两者均有很大助益。一方面，有助于增强师个互动。在配备了交互式电子白板的课堂中，凭借一支小小的鼠标笔，即使不在主控台前，教师也能在白板界面上进行书写与操作。如此一来，教师便可以自如调整自身在教室内的物理位置，随时走到学生身边，与之发起对话或对其进行个别辅导。另一方面，有助于促进师群互动。目前，“弹幕教学”在学校课堂中盛行开来。在平板电脑、智能手机、微信与局域网的支持下，学生能够通过微信公众号对教师提出疑问或表达观点，而这些内容会即时显示在教师的课件上。通过“弹幕教学”，教师能够及时了解学生群体的真实心理，及时发现学生群体与自身的问题所在，并对此作出有的放矢的回应。

（三）课堂管理更为智能，有助于增强教师教学监控力

教学监控力是教师对教学实践的监督、把控与调节能力，它建立在教师对整个教学过程与学生学习状态等教育信息的全方位及时把握上。而情境感知、情感计算与智能调节等智能技术的应用，使课堂管理更为智能，同时令教师的教学监控能力得到进一步的放大与延伸。一是帮助教师保持学生的注意力。情境感知、情感计算与智能调节技术的结合运用，能够在自动感知教学活动发生的环境信息以及学习者情绪状态的基础上，根据预设的参数与教学实际需求，自动调节教室的光照、温度与湿度，使整个教学场所的物理环境适宜于学生的身心状态，辅助教师唤醒学生的学习兴趣，保持其最佳动机水平。二是帮助教师及时发现问题。情境感知、自然语言处理与智能诊断技术的交互使用，可以自动感知学习者学习状态，自动收集教学中存在的大量交互性数据，并在此基础上智能诊断教学过程中暴露的问题（例如，学生在某一环节注意力的集中程度，学生对某一知识点的兴趣程度等），从而为教师开展进一步的教学活动提供及时的反馈与导引。三是帮助教师实现个性化教学。情境感知与自适应技术的融合运用，可以在自动感知学习者认知风格与学习交往需求的情况下，按照学习者的需求为其推送合适的学习资源、活动、服务与工具，弥补教师对个体学生学习性向把握的不足，强化教师教学效果。

（四）科研生态愈加和谐，有助于提高教师校本教研力

教育科研能力是现代化教师专业素养的有机构成。近年来人工智能与教育领域的融合面日益宽广，对教育的辅助力度日益增强，为教师进行以校为本的教育研究提供了极大便利。一方面，有助于拓展教师进行校本教研的选题范围。教育本就是一个极其复杂的生态系统，其中的人（校长、教师、学生、家长、研究者等）、事（教学、科研、综合实践活动等）、物（教案、作业、讲台等）、场（校园、社区等）一方面自成体系，另一方面彼此之间又相互交织，使整个教育系统的复杂态势愈发凸显。当下，智能革命如火如荼，人工智能大家族中的成员日益壮大，其与教育的融合也在不断深化，但究竟这种融合的成效如何，最终还有待教育实践的检验。因此，教育生态中每一个系统，甚至每一个细胞与人工智能的交融，其对于教育教学的改进效力与限度、其与教师教学以及学生学习的适切性等都可以作为一线教师进行校本教研的现成题材，并且这种研究也具有重要的实践意义。

另一方面，有助于增进教师教研生态的和谐性。这种和谐性主要体现在，教育人工智能可以弥补教师科研技术短板，减轻教师科研心理负担，同时提升研究的质量与效率。例如，交互式智能电子白板以及教育机器人等智能设备均具有强大的记忆存储功能，这些技术能够帮助教师在开展教学的过程中同步获取教师所需的研究材料与数据，再借助教育数据挖掘技术与学习分析技术，教师就能对教学情境与学生学习情况进行精确且深入的分析。如此，教师在数据收集、分析与处理方面的不足得到了极大的弥补，使教师可以将注意力集中于研究问题的解决与研究结论的生成上，也令研究结果的可靠性与科学性有所提升。

二、直面挑战：人工智能对教师专业发展提出新要求

诚然，人工智能所营造的新型教育生态，为教师教学与科研的改善带来了良好契机。但与此同时，人工智能也对教师的角色观、知识观与能力观提出了新的挑战与诉求。

（一）人工智能呼吁教师积极进行角色转型

清晰的、合乎时代趋势的角色定位是教师专业自信的重要表现，亦是教师专业自我的必要前提。在传统的教师中心与知识本位教育范式下，教师作为特定知识领域的垄断者是学生获取知识的权威性来源。同时，教师所独有的专业素养与教育技能使其成为学生学习与成长的最佳引路人。而在人工智能时代，以教育大数据与智能算法为支撑的教育人工智能与教师有限的知识与经验形成了强烈对比反差，对教师原有的角色定位与职业价值构成内部裂解之势，也刺激着教师对自身本质与存在意义的深层思考。［11］这就要求教师在全面认识人工智能对教育及教师职业的冲击之余，正确定位自己的教育角色，既要积极寻求应变，也要结合时代之需将教师的不可替代之处进一步完善。

首先，教师需要认识到教育人工智能可以替代或优化教师的部分职能。例如，在教学方面，智能导师能够根据学生的学习兴趣与需求为其制定专门的学习计划，并对其进行一对一帮辅。在作业方面，拍照搜题与在线答疑等智能技术能够为学生提供快速便捷的解答服务。在自主学习方面，智能分析与按需推送使自适应学习成为了可能。早在2016年，美国佐治亚理工大学就成功研制出一款助教机器人“吉尔·沃特森”，它主要帮助该校毕业生解决毕业论文中遇到的各种问题。在与学生互通邮件时，“沃特森”反应迅速且语气随意。结果，连续5个月以来，它的真实身份竟无人识破。［12］这一事件一经报道，立即掀起一阵关于教师职业是否将被机器人取代的舆论狂潮。有了这些智能技术的参与，教师无需也不能再固守之前的知识传递型教育教学模式，而是应该在专业发展中积极实现自主转型，更多地将知识教育的面向转移到人工智能上来，教师自身则更多实现转识成智的育人与点化功能。

其次，教师在专业发展过程中更需要对人工智能时代教师的应为与能为具有切中本质的觉解，进而将智能背景下教师的独特价值作出充分发挥。教育是一项“直面人的生命、通过人的生命、为了人的生命质量的提高而进行的社会活动，是以人为本的社会中最体现生命关怀的一种事业”。［13］人工智能毕竟是一种缺乏生命的事物，因而教师的人文之维、生命之维与精神之维显示出了巨大的珍贵性。由此观之，教师在专业发展过程中不仅需要提升“授业”与“解惑”的具体技能，更应该涵养“传道”之艺术，体味生命之本真，学会做好学生的精神导师与品格榜样。

（二）人工智能要求教师具有跨界融合能力

在学科界限清晰的传统教育范式下，教师只需具备其所教学科的特定领域知识就能出色地完成其教学任务，而人工智能时代的知识跨界与学科交融趋势要求教师打破固有观念，转向跨界融合。《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》指出，跨界融合是人工智能时代的核心特征，［2］也是新时期创新与复合型人才的必备素养。2014年9月，《教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》指出：“要在发挥各学科独特育人功能的基础上，充分发挥学科间综合育人功能，开展跨学科主题教育教学活动，将相关学科的教育内容有机整合，提高学生综合分析问题、解决问题能力。”［14］显然，教师承担综合育人使命的前提是教师本身具备跨学科交叉融合能力，这就要求教师在终身自主持续发展的过程中始终将提升跨界融合能力作为重要努力方向。

一方面，跨界融合的实现必须以知识的广博为基础，只有涉猎领域足够宽广，学科之间关联点的敞露才会愈加充分，这就要求教师在专业发展过程中不囿于某一学科，以开放的态度积极吸收相关学科知识及最新研究成果，不断拓展教育视野，延展育人之基。另一方面，人工智能时代，社会对核心技术越来越依赖，对应用型和整合型教育有越来越大的需求，原先学校以学科为单位的教学体系势必发生以核心基础和统整应用“双轮驱动”的教育变革，而一些不适应和被替代的工具型、浅应用的学科势必受到冲击。［15］在此背景下，教师知识整合意识与能力的重要性日益凸显，这就需要教师实现从知识传授观到素养培育观的转向，并借助智能化专业发展环境提升自身培养学生问题意识、批判性思维与学科统整素养的能力。

（三）人工智能需要教师不断提升智能素养

目前，人工智能在教育领域的应用与发展正从独立的、针对特定领域的智能导师系统向基于人工智能技术的智慧学习环境演进。［3］传统的教学方式与学习路径正经历一场史无前例的变革。在此背景下，教师必须具备一定的智能素养，以适应智能时代学生学习的新诉求。

人工智能对视觉文化的助推要求教师将智能化教学设计与智能化课堂管理置于专业发展的重要议程。国际咨询集团infoSavvy21主管泰德·麦凯恩认为：视觉文化将主导未来的世界，越来越多的学生通过超链接的海量信息了解世界。［16］诚然，在增强现实（AR）与虚拟现实（VR）等技术的辅助下，课堂教学已能够依据学习内容，对历史事件进行情境再现或对某一现实场景进行逼真模拟，以加深学生对特定内容的记忆或提升学生的问题解决能力。但是，这类可视化智能技术的教育应用也存在着不小的隐患。例如，教师可能在不断的尝试性应用中，舍了教学之本，而逐技术之末。学生也可能一度陶醉于炫目的视觉冲击，舍了学习之本，而逐效果之末。为了保障教学的质量，教师需要在提升智能技术运用熟练度的同时，进一步升华教学设计能力与教育引导智慧，从而在今后的教学过程中将学生的注意力从单纯的视觉追求转移到对学习内容的关注上。

人工智能对学生自主发展能力的削弱要求教师切实提升人机协作素养，借助智能技术发展学生对自我成长的责任感。智能技术支撑下的智慧学习环境的确能够为学习者提供学情分析与按需推送服务，甚至为学习者制定详细的学习计划，但从长远来看，过度依赖系统建议，学习者的自我反省、自我意识和自主学习能力将不断弱化。［17］这意味着人工智能在教育领域的广泛运用极有可能助长学生的智能依赖，导致学生逐步淡化自我认识与自我规划。为此，教师需要在专业发展中增进人机协同理念与人机协作素养，进而在日常工作中帮助学生树立正确的教育智能观，引导学生理解智能机器的参考、辅助而非决定或代劳意义。

三、助推转型：教师专业发展适应教育智能化趋势的主要方略

如前所述，人工智能与教育的融合既为教师营造了更为优化的专业发展生态，也对其提出了新的挑战与诉求。为帮助教师顺利实现转型发展，国家应为教师提供坚实的发展保障，学校应为教师创造优良的发展环境，教师也应充分发挥自身主观能动性，重组知识结构，提升综合素养，重塑专业自我。

（一）在政策扶持与制度建设中构筑教师专业发展的坚固保障

高质量教师队伍的打造离不开大环境下的政策支持与制度保护。因此，为更好地促进教师在人工智能时代的专业发展，国家需要为教师提供充分的发展保障。首先，国家应当抓紧出台《教师智能技术应用能力标准》以及《教师智能技术应用能力培训课程标准》，为新一代教师专业成长提供政策导引。其次，国家应加快完善包括教师教育课程设置与鉴定、教师资格证书制度以及教师继续教育制度等在内的教师专业发展制度，在师范教育中引入“人工智能+教育”的理论与实践类课程，在教师资格考试中融入智能技术类考点，在教师职后进修与培训中增加教师智能技术应用专业培训项目。最后，国家应当设立专项拨款，为人工智能时代的教师专业发展提供强大的资金后盾，为学校配备现代化的智能设备，为教师自主发展搭建智慧学习平台与开设专业发展学校，为教师智能水平的提升提供支持性条件。

（二）在设施完善与校方鼓励中营造教师专业发展的优良环境

学校是教师开展教学工作的主阵地，亦是其进行专业发展的大本营。为了给人工智能时代的教师专业发展营造优良的校本环境，学校应当做出自身的努力。第一，学校应积极购置交互式智能电子白板、传感器、控制器与录播装置等现代化设备，打造智能教室，为教师智能技术的运用与提升提供硬件支持。人工智能时代的教育需要智能化的教师，而只有当智能设备真正成为教师日常工作环境的一部分，教师才会将智能素养视为自身现代化专业能力的重要构成，才会自觉或不自觉地在课堂教学过程中使用智能技术。第二，学校应定期组织校本培训，邀请专家为教师进行智能教学知识讲座与实操训练，提升教师在人工智能方面的理论与实践水平。较之个体教师的自我提升，有组织的专业培训更有利于保证教师智能化发展的质量与效率。第三，学校应形成鼓励智能应用的文化氛围，通过智能应用示范课、公开课以及教学智能竞赛等方式，引导与激励教师将智能技术自觉运用于教学之中，提升教师教育技术水平，帮助教师重拾专业自信。

（三）在知识重组、能力提升与自我重塑中积累自主发展的资本

教师作为教育的第一责任人，应当根据人工智能对教育以及自身提出的新要求与新挑战，自觉寻求专业水平提升的渠道。首先，教师应在知识扩展与学科交叉中重组知识结构。为适应人工智能时代的跨界融合趋势，一方面，教师要注重知识的拓展。教师要有意识地充实自身知识储备，丰富其知识类型，在不断拓宽其知识横截面的基础上，注意增加知识的深度与厚度。另一方面，教师要重视知识的整合。在拓宽涉猎领域与增加知识量的同时，教师还需将从不同来源摄入的知识进行进一步的深加工，既要及时同化同一领域的知识，也要善于发现不同领域知识之间的内在相通性，并自觉进行知识间的交叉融合，实现不同类别知识碎片的模块化重生。

其次，教师应在日常教学与智慧平台中升格综合素养。为在人工智能所营造的教育新生态中维护既有生存境地，第一，教师应积极参加专业培训，提升自身智能素养。第二，教师应在日常教学与校本教研中积极探索智能技术的应用之道，提升自身现代化教学设计能力与教育科研能力。第三，教师应研究新时期学生心理特征变化，帮助学生树立自主意识，引导学生进行社会参与，防止人工智能对学生人格成长造成的不利影响，提升自身德育能力。

最后，教师应在与机器的良好协作中重塑专业自我。为积极应对人工智能给教育生态带来的新变化，第一，教师应坚信自身在教育领域中的不可替代性，充分发挥自身在价值判断与人文关怀方面的优势。人工智能虽然可以为教师分担部分繁琐重复的教学工作，但是无法对课堂中的突发状况当机立断与灵活应对。而教师能够凭借其丰富的权取智慧与教育机智，巧妙化解课堂危机。同时，人工智能虽然有助于学生的个性化学习，但是无法满足人类之间的情感交互需求。教师则能够凭借其独特的人文素养，给予学生温情关怀与精神指引。第二，教师应对人工智能在教育中的长处有合理认识，充分发挥智能技术在学情分析、智能决策与个性化教学中的辅助性优势。人工智能可以深化教师对学生以及教育情境的了解，帮助教师调节课堂气氛，辅助教师对学生进行一对一帮扶，这些无论是在减轻教师工作负担，还是在提高教学精准性上都具有重要价值。第三，教师应理性看待人类教师与教育人工智能的关系。一方面，人工智能与人类教师各有所长，且无法相互取代。另一方面，两者存在鲜明的主次关系，即人类教师为主导，人工智能只是辅助。因此，教师应充分发挥主导优势，善用人工智能的辅助性优势，在与机器的良好协作中重拾专业自信，重塑专业自我。