跨界学习视野下人工智能对学与教方式的变革

臧美凤

摘要：人工智能强势来袭，怎样的教育才能面向未来？人工智能时代已经到来，人工智能将给教育带来怎样的改变？作者认为，人工智能将改变我们对教育的看法和对教育的管理方式，将提升教育的生态，改良教育的内容，优化教育的方式。同时，人工智能也让师生关系发生变化。

关键词：人工智能;教育方式变革;跨界学习;深度学习

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）05-0096-03

● 由“抄写机器人”引发的思考

人工智能有资格成为教师吗？教育会因为人工智能而进化吗？如果都被机器替代，那人类教师未来做什么呢？一项有趣的实验显示，未来在教学方面，AI是远远超过人类教师的。我们每个人的学生时代都有过这样的经历——抄写、背诵、反复练习，目的在于掌握知识。重复是加深记忆的重要方法，但有时是非常枯燥的。而今天的学生发现，有神器可以相助。

例如，一位家长发现女儿很快就把所有暑假作业的抄写部分完成了，字迹与女儿的类似，但又不完全一样，仔细盘问后发现，女儿从网上买了一个写字机器人。一时间，写字机器人在中小学成了热销产品。教师和家长可谓是见仁见智，然而教师不考虑不同学生的接受能力差异和掌握程度，就让所有的学生抄写同样多的遍数，也是个问题。

● 教育界的“人机大战”

随着人工智能进入教育行业，真正的因材施教，逐渐实现。教师可以根据每个学生的实际情况来制订个性化的教学方案，这是否意味着人类教师的危机已经到来？例如，成都举办过一场教育界的人机大战：来自重点中学的超过10年教龄的高级教师组成一队，人工智能自适应学习系统自成一队，设置20小时的课程，两个教学团队展开了教学比拼。结果显示，参与AI授课模式的学生成绩平均高出人类教师授课模式9分，这从整体来看已经是非常显著的成绩了。

人们不禁要问，延续千年的课堂教学模式，难道真会因为人工智能的加入而重新被书写吗？有AI专家表示，未来在教学方面，人工智能产生的教学效率可能远远超过真人教师。当前，教师的工作是教书育人，那么，是否可以让AI和真人教师通力协作，将“教书”的部分交给人工智能，将“育人”的部分要交给真人教师？

AI使用的自适应学习系统，其本质是一名人工智能教师，其授课过程是从对学生诊断知识点开始的。在每次授课前，系统会提供一个自适应测试，学生先完成自适应测试，测试结果会以报告的形式呈现，根据学生掌握的熟練程度，用不同颜色的色块在饼图上标记出来，即将学生的优缺点数据化，通过算法帮助学生制订个性化针对性训练，从而真正做到查漏补缺提高成绩。

而在目前的传统学校中，每个班级四五十名学生，在这样的大班教学中，人类教师是无法照顾到所有学生的接受情况的，基本上是按平均水平进行教学。在传统的教学中，因材施教在短期内是难以实现的目标。

● 人工智能助力教育公平

教育公平不仅体现在硬件上，更体现在软性的教育资源上，如师资直接影响教学质量。有教育专家认为，将优秀教师的教学视频转移到线上，未必就能实现教育公平，原因就在于智慧的大脑难以被复制。

根据人类脑科学的研究，每个学习者的大脑都是由非常细腻的知识点组成的，这些知识点有的掌握得非常牢固，有的掌握得并不牢固，很快会被遗忘。这些知识点之间有一定的关联性，因此，用最快的方式甄别哪个知识点学生需要加强，对症下药解决学生的薄弱环节是人工智能自适应学习系统最重要的设计理念。

如何教会机器像优秀教师一样去思考和行动呢？首先要把复杂的知识逐层拆解为具体的知识点;其次是算法及时反馈学习情况、调整学习方案。拥有多年教学经验的特级教师和人工智能领域的专家可以把学生分成不同类别，将名师智慧聚集到自适应学习系统中，进而帮助人工智能系统分析每个学生需要什么样的学习内容，给不同的学生量身订制教学方案，进而提高学习效率。

● 人工智能为教育重新分工

为社会培养合格的劳动力是教育的重要使命之一，未来职业的更迭，必会影响到今天的学校教育，那么，人工智能究竟会给就业市场带来怎样的改变？未来的社会又需要什么样的人才呢？世界经济论坛发布的2018就业报告中显示，在未来，全球将有部分工作岗位逐渐消失，其中包括会计秘书、装配工人等，但是好消息是，还会有新的工作岗位诞生，如数据分析师、人工智能和机器学习专家等。也就是说，人工智能可能会让人们失业，但是如果我们学到了新的知识、新的技能，那么人工智能也会给我们带来新的工作。

因此，面对人工智能技术的发展，教师需要做的是让学生了解人工智能是如何运作的，并有能力将人工智能与人的智能区分开来，同时，教会学生如何利用人工智能的能力弥补人类思维的不足，只有这样，学生才能更好地与机器协作。

同时，教师还要调整教学内容，将对学生的培养集中到有创造性、有意义、令人兴奋的事情上，如批判性思维、决策等。这是否意味着今天的学生不再需要学习基本的知识点了？整体来说，目前中小学生所学的知识依然是必需的，因为如物理、化学、数学等基础学科以及语文等学科的知识，对构建学生完整的知识基础及人格具有重要作用。

人工智能和各个学科跨界融合，已受到全球越来越多教育机构的重视，因为未来社会很可能是人机混合或者是人机共存，那么我们的学生就要知道哪些问题是可以计算的，即知道如何把这个问题分成人负责的部分和机器负责的部分。

● 人工智能跨界合作，融合于各类学科

人大附中的一位信息技术教师开展了与其他学科教师合作尝试，由教师提供数据，然后给学生计算思维的引导，把一个实际问题中可计算的东西抽取出来，让学生根据数据去分析，进而得到结论。这就不只是把人工智能作为一种教学的工具，而是把AI的内容渗透到日常教学中。多门学科的教师通力合作，一起构想如何把课程融入到真实情境下。

课堂上，教师教授知识固然重要，而教会学生如何发现问题、分析问题、解决问题的思维方式则更为重要。这种新颖的方式激发了很多学生对化学这门学科的兴趣，让学生更好地获得了综合的知识。

学科教学的理念在培养高端人才的大学里也逐渐发展为一种潮流，2018年麻省理工学院宣布将投资10亿美元开设一所新的计算机学院，希望将人工智能纳入到所有学生的课程中。像写作一样，所有的事情都要计算，现在每一门学科都需要计算来推动，但计算也需要其他学科，这是把各学科联系在一起的重要的一步。这样，“计算”就不是一门独立的科学，而是包含于一切事物中。统计数据显示，麻省理工学院40%的学生选择了计算机科学或者计算机科学加上其他学科作为专业。如果人们想要通过这些学科了解未来，就必须了解技术知识。

● 人工智能的深度学习，让艺术插上想象的翅膀

在如今的时代里，艺术家也开始与人工智能合作，创作出让人惊叹的作品，而在这种协作中，人类自身所独有的想象力和创造力显得弥足珍贵。日本东京的一家艺术餐厅用深度学习系统就能识别出不同的盘子，在盘子周围自动投影出与之相匹配的花，让消费者叹为观止。AI的这类认知功能可以做到匹配盘子和相对应的花，借助科技的支持，研发者打造了一个个如梦如幻的电子仙境，让参观者更深层地沉浸于艺术。想象力、创造力，是科学和艺术共同的基础，也是人工智能崛起后人类生存的秘诀。

这是一个人工智能的时代，现在AI逐渐能够代替人类完成很多工作，所以将来只有运用想象力的工作才是人类的工作。我们从小接受的教育就是问题的标准答案只有一个，完全忘记了自由和想象的乐趣。像创造性这样的东西，其实对于人类的生存和发展来说，是非常重要的。

教育的重点究竟是什么？爱因斯坦曾经这样说，被放在首要位置的永遠应该是独立思考和判断的整体能力的培养，而不是获取特定的知识。在科技高速发展的今天，知识更迭的速度越来越快，这也更凸显了他这句话的重要意义。今天的教师和家长更应该帮助孩子们获得拥抱未知的能力，而不仅仅是给他们传授知识和技能。

参考文献：

[1]吴南中，黄治虎，谢青松，等.大数据视野下“互联网+教育”生态观及其构建[J].中国电化教育，2016（10）：22.

[2]彭红超，祝智庭.以测辅学智慧教育境域中精准教学的核心机制[J].电化教育研究，2017（03）：94-103.

[3]Gray， D.， Mcguinness， et al. Learning factor models of students at risk of failing in the early stage of tertiary education[J].Journal of learning analytics，2016（02）：330-372.

[4]Saltz， J， Heckman， R. Big data science education：a case study of a project-focused introductory course[J].Themes in science and technology education， 2015（02）：85-94.

[5]祝郁.过程性数据改变传统教学评价模式[J].上海教育科研，2014（10）：19-21.

[6]祝智庭，彭红超.信息技术支持的高效知识教学：激发精准教学的活力[J].中国电化教育，2016（01）：17-25.

[7]乔向杰.基于Web和数据挖掘的智能教学系统的研究与开发[D].北京：首都师范大学，2005.

[8]权国龙，顾小清.面向智慧教育的教育“信息化”观察[J].中国电化教育，2018（08）：35-44.

[9]I kemoto，G.S，Marsh，J.A.Cutting through the data-driven mantra： Different conceptions of data-driven decision making[M].Malden：Wiley-blackwell， 2007.

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