|
2017年初“愛因斯坦”機器人誕生，通過智能應(yīng)用程序和互聯(lián)網(wǎng)，用戶可以與機器人進行游戲互動。同時，“愛因斯坦”機器人還可以通過該程序講授數(shù)學(xué)和科學(xué)等相關(guān)科目的知識，幫助一些小朋友更好地學(xué)習(xí)知識。 當人工智能可以用更精準、更有效的方法教學(xué)時，教師的優(yōu)勢何在？又將如何面對人工智能的機遇和挑戰(zhàn)？來看看一線教師和專家怎么說。 人工智能與教學(xué)變革 文 / 張渝江 教學(xué)有法，教無定法，貴在得法。 受工業(yè)時代的思維方式的影響，很多教育研究者和教師總是希望通過學(xué)習(xí)科學(xué)原理找到一個通用的教學(xué)模型，并加以推廣，借以大規(guī)模提高學(xué)生成績。 同樣，過去十余年間，信息化帶來的新教育技術(shù)也被放到班級授課制體系下，為大量學(xué)習(xí)者提供相同的服務(wù)。這種應(yīng)用方式在解決教育中群體化的問題方面卓有成效，比如教學(xué)媒體單一、師資力量薄弱、教育資源缺乏、教學(xué)模式陳舊等。然而，多年以來一系列的硬件、軟件和在線服務(wù)進入教室，提供了豐富的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式（多媒體班班通）、優(yōu)秀師資（雙師課堂）、優(yōu)質(zhì)資源（在線課程）和先進教學(xué)模式（翻轉(zhuǎn)課堂）后，學(xué)校仍然有不愛學(xué)習(xí)的孩子、成績不好的學(xué)生。 究其主要原因在于：真實教學(xué)是一個極其復(fù)雜的過程，會受到各種個體因素的干擾，比如某個學(xué)生的社會背景、家庭條件、性格情緒、多元智能、學(xué)習(xí)偏好等；而通用的教學(xué)模式和大眾化的技術(shù)服務(wù)不能滿足學(xué)習(xí)者個性特征。除非為每個學(xué)習(xí)者個體提供專門的教師和定制的課程資源，并給予獨特的教學(xué)和指導(dǎo)。但是，在以往的社會體系和資源環(huán)境下，很難實現(xiàn)真正的因材施教以滿足學(xué)習(xí)者個性化的需求。 受益于智能手機和平板電腦等智能終端的普及，以及互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)資源日益豐富和多樣化，越來越多的教師和學(xué)生開始接入互聯(lián)網(wǎng)進行教和學(xué)。隨著學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)的累積和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，結(jié)合機器學(xué)習(xí)與自然語言處理的新興人工智能技術(shù)開始逐步進入教育行業(yè)，真正的個性化學(xué)習(xí)正在成為現(xiàn)實。 人工智能環(huán)境下的未來學(xué)習(xí)場景 2015年，美國教育技術(shù)研究者描繪了人工智能支持下的學(xué)習(xí)場景。 2021年，一位 14 歲女孩兒安娜夢想成為一名航天工程師。清晨醒來，她便通過她的私人學(xué)習(xí)向?qū)ч_始了一天的學(xué)習(xí)。這位“私人向?qū)А逼鋵嵤且慌_融合了高級人工智能與認知分析功能的學(xué)習(xí)終端。具有口語對話和智能眼鏡等功能，通過內(nèi)嵌的人工智能來實現(xiàn)手勢控制、面部表情編碼、動作跟蹤以及語音識別等。不過，這位“私人向?qū)А钡闹饕氊?zé)是關(guān)注安娜的學(xué)習(xí)行為和心理。其還要通過互聯(lián)網(wǎng)與具備專業(yè)宇宙知識的智能化虛擬助手協(xié)同配合，才能幫助像安娜這樣有潛力的學(xué)習(xí)者，為他們提供今后工作中所需要的工作技能。 “私人向?qū)А迸c“虛擬助手”分享了安娜的學(xué)習(xí)情況展示板，并為其制定個人的學(xué)習(xí)計劃，包括數(shù)字化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、虛擬現(xiàn)實游戲、實踐機會以及與專業(yè)的航空工程師互動的機會。這些都放在她的個人學(xué)習(xí)網(wǎng)頁上。安娜的父母可以通過安娜的“私人向?qū)А北O(jiān)督其學(xué)習(xí)計劃的實施并在學(xué)習(xí)過程中提供有利于安娜學(xué)習(xí)的支持和幫助。 安娜把“私人向?qū)А睅У綄W(xué)校的虛擬學(xué)習(xí)中心，在那里她與另外一些學(xué)生一起測試在云環(huán)境下時長2 小時的航天飛行器的模擬飛行；并在研究中設(shè)計出飛行器的真實尺寸。通過這樣的方式，全球的學(xué)習(xí)者都可以參與進來，互相競爭，或在某些環(huán)節(jié)互相幫助。學(xué)習(xí)者在研究中的進展速度、準確性和團隊協(xié)作能力等方面，將會被評估，并量化為相應(yīng)的分數(shù)。完成設(shè)計后，學(xué)校的 3D 打印機會幫安娜把飛行器的模型打印出來。 在學(xué)校學(xué)習(xí)中心的科學(xué)教師通過安娜的“私人向?qū)А弊粉櫰鋵W(xué)習(xí)情況、得分情況以及學(xué)習(xí)模式，并及時提供反饋信息和指導(dǎo)。智能眼鏡會對安娜的眼部動作進行跟蹤記錄，“私人導(dǎo)師”進行測量并與其他學(xué)習(xí)者水平進行比較，反饋給教師，以便于教師可隨時根據(jù)安娜的學(xué)習(xí)需求改變學(xué)習(xí)內(nèi)容并給予指導(dǎo)。 利用學(xué)習(xí)中心的自適應(yīng)學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)與“虛擬助手”制定的學(xué)習(xí)計劃進行協(xié)調(diào)，安娜的老師將在“私人向?qū)А鄙现匦屡渲冒材鹊膶W(xué)習(xí)情況展示板并展示安娜的進步情況。 安娜隨時都可以自己改變學(xué)習(xí)目標，她的“私人向?qū)А闭故景鍟討B(tài)解釋先前已完成的工作，并與她的新目標進行匹配。安娜還可以通過許多社交媒體與她的朋友和家人分享她在學(xué)習(xí)上取得的進步?！八饺讼?qū)А睍阉膶W(xué)習(xí)情況圖示化并貫穿在她從小學(xué)、中學(xué)乃至工作后的整個學(xué)習(xí)過程。 人工智能進入教育的現(xiàn)實場景 隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，這樣的未來場景正越來越靠近我們。 依托人工智能技術(shù)，學(xué)校無需聘請大量教師即可實現(xiàn)一對一輔導(dǎo)，以更好地跟蹤、適應(yīng)和支持個體學(xué)習(xí)者；還可以為學(xué)生定制學(xué)習(xí)方案和規(guī)劃職業(yè)發(fā)展路徑，并引導(dǎo)學(xué)生走向成功。 澳大利亞在線適應(yīng)性教育平臺 Smart Sparrow 依靠在互動中得到的數(shù)據(jù)反饋引導(dǎo)老師把課程設(shè)計得更好，下一階段學(xué)習(xí)則根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為來進行動態(tài)匹配。美國的 DreamBox Learning 智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)甚至能自動匹配小學(xué)生用戶的學(xué)習(xí)進度，并以最適當方式去提示和鼓勵學(xué)生向正確的方向努力。 同樣來自美國的 Desire2Learn 最近推出了新工具，根據(jù)學(xué)生之前的學(xué)習(xí)情況預(yù)測其在某門課上可能獲得的分數(shù)，進而給出選修課建議來幫助學(xué)生做出選課決定。比爾·蓋茨預(yù)言，人工智能聊天機器人或個人虛擬導(dǎo)師，能在學(xué)生面臨挑戰(zhàn)時提供強有力的支持，隨時隨地回答學(xué)生的提問。 2016 年 1 月，美國佐治亞理工學(xué)院計算機學(xué)院的教授 Ashok Goel，借助于 IBM 的 Watson 人工智能系統(tǒng)創(chuàng)建了一個在線機器人 Jill Watson 來作為課程教學(xué)助理，幫助教師回答學(xué)生通過在線論壇提出的大量課程問題。通過幾個月的反復(fù)調(diào)試，Jill Watson 的回答已經(jīng)能夠達到 97% 的正確率。現(xiàn)在，機器人助教已經(jīng)可以直接跟學(xué)生溝通，不需要真人助教的幫助。這項人工智能在教育中的使用，解決了教師難以及時回答學(xué)生提問的困境，增加了學(xué)生參與在線學(xué)習(xí)的興趣，提高了在線學(xué)習(xí)的留存率。 斯坦福大學(xué)教育學(xué)教授 Daniel Schwartz 開發(fā)了一個人工智能應(yīng)用——貝蒂的大腦（Betty’s Brain）。作為一個虛擬角色，貝蒂在學(xué)習(xí)活動中扮演孩子們的學(xué)伴，讓學(xué)生來教它學(xué)習(xí)生物知識。在這個協(xié)作對話過程中學(xué)生的講解會被貝蒂記錄和評估并即時反饋給他們，讓學(xué)生在完善講解過程中加深對知識的理解。下一步，人工智能可以配置聊天機器人或虛擬導(dǎo)師的面孔和聲音來滿足學(xué)生個人喜好，真正做到一人一導(dǎo)師。 人工智能幫助學(xué)?；貧w育人本質(zhì) 教育信息技術(shù)進入學(xué)校的目標是為學(xué)生帶來更好的教育?？墒窃趫?zhí)行過程中卻出現(xiàn)一個悖論：教師不得不花費大量時間和精力去學(xué)習(xí)和適應(yīng)很多被認為能提高教學(xué)質(zhì)量的技術(shù)或者工具，反而削弱了教師原本在教育中具備的優(yōu)勢作用。另外，過度追求分數(shù)也讓教師在技術(shù)的應(yīng)用上跑偏，給學(xué)生增加了學(xué)習(xí)負擔。 2017 年 5 月的中國互聯(lián)網(wǎng)教育大會上，行業(yè)研究者認為，教學(xué)中一些固化的工作，比如大部分的作業(yè)批改和知識傳遞的任務(wù)將被人工智能替代。這樣可以把教師從重復(fù)乏味的工作中解放出來，讓教師發(fā)揮其作為人的優(yōu)勢，從事人工智能無法完成的更復(fù)雜的教育工作。 目前人工智能批改作業(yè)已經(jīng)相當接近真人教師了，除了選擇題、填空題外，作文的批改能力已經(jīng)大幅提高。斯坦福大學(xué)已經(jīng)成功開發(fā)出一種機器學(xué)習(xí)程序能夠批改 8—10 年級的論文。隨著圖像識別能力的大幅提高，手寫答案的識別也幾近可能。就連占有美國標準化考試60% 市場份額的全球最大教育企業(yè)——培生公司也認為，人工智能已經(jīng)可以出現(xiàn)在教室并提供足夠可信的評估。據(jù)培生公司近期的報告“Intelligence Unleashed”中推測，人工智能軟件所具有的廣泛的、定制的反饋機制能夠最終淘汰傳統(tǒng)測試，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動學(xué)習(xí)的同時釋放教師的生產(chǎn)力。 人工智能還可以促進學(xué)生采用高效的學(xué)習(xí)行為，比如自我管理和自我解釋等。比如來自美國的智能學(xué)習(xí)應(yīng)用 Volley。學(xué)生們用手機拍攝教材內(nèi)容或作業(yè)題目，Volley 會分析照片和文本，并顯示要點、難點、先修知識。隨后，應(yīng)用會提供在線課堂、百科鏈接，甚至是教師上傳的參考 PDF 文件等與學(xué)生的個體學(xué)習(xí)需求相匹配，進而實現(xiàn)更針對性地傳遞知識。扎克伯格教育風(fēng)投公司認為 Volley 能引導(dǎo)學(xué)生們自行安排學(xué)習(xí)計劃和提高自學(xué)能力。 人工智能并不能完全替代教師。研究者認為人工智能可以完成 60% 的知識傳遞、30% 的技能和 10% 的品德培養(yǎng)工作。未來，教師需要和人工智能配合互補才能賦予自身更多機會和勇氣進行教育創(chuàng)新，以培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來生活的技能、品德和人格，讓學(xué)校教育回歸育人本質(zhì)。 分論壇 面對人工智能時代的到來，我們既要正視人工智能在技術(shù)上的優(yōu)勢，也應(yīng)清醒地認識到人工智能在面對綜合復(fù)雜情況下的教學(xué)及情感態(tài)度價值觀教育等方面的局限。教師可以做的，歸根到底就是回歸“人師”。 問題 1: 人工智能不擅長卻是教師擅長的優(yōu)勢在哪些方面？ 人工智能只是幫助我們學(xué)習(xí)的一個工具 龔天羽（江蘇省蘇州工業(yè)園區(qū)星洋學(xué)校 ）：“弱人工智能”只能幫助學(xué)生找到知識上的不足，錯題中的邏輯歸因，但人不是一臺精準的機器，會受到情緒波動、疲勞、學(xué)習(xí)壓力等內(nèi)在因素的影響，對于大部分兒童而言，這些負面因素的排解與寬慰是需要成年人參與的，他們需要被理解，而非淺薄的了解；需要共情，而非簡單的傾聽；需要設(shè)身處地的建議，以及言語之中透露的關(guān)切。再好的人工智能也給不了心靈上的溫暖。教育乃是“心靈的轉(zhuǎn)向”。教育起到的是一個點火作用，它是要激發(fā)一個人繼續(xù)學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識，產(chǎn)生這樣的一種覺醒，而絕不僅僅是知識上的灌輸，故而人工智能所做的事情，從根源上來說算不上是教育，它只是幫助我們學(xué)習(xí)的一個工具。 人工智能無法進行德育工作 席江鈴（上海師范大學(xué)現(xiàn)代校長研修中心）：人工智能可以幫助教師更好地完成工作，更多的是完成那些需要耗費大量時間和精力、重復(fù)機械的工作。但是有些工作可能人工智能技術(shù)無法完成——人工智能無法進行德育工作。人工智能只能是對人類的思維意識進行模擬，無法完成創(chuàng)造性的工作，德育的實施是一項復(fù)雜的思維意識活動，可以說是一項需要創(chuàng)造力的活動，情況瞬息萬變，應(yīng)對的方法也無法提前預(yù)估，無法進行創(chuàng)造活動的人工智能在這項工作面前也只能望洋興嘆了。而且德育工作最重要的一項是同理心的激發(fā)，人工智能永遠無法像人類一樣有豐富的心理活動，這一點還是需要人來完成。 問題2:人工智能時代，教師應(yīng)當如何增強自我？ 自律的教師更優(yōu)秀，懶惰的教師會退化 熊偉榮（浙江省平湖市教育研究與培訓(xùn)中心）：毫無疑問，教育教學(xué)活動是面向?qū)W生個體的復(fù)雜性工作，而且伴隨著大量的人際交往與情感互動，這是人工智能目前還無法解決的領(lǐng)域。教師在人工智能的輔助下，應(yīng)把主要精力放在充當“連接者”和“創(chuàng)造者”的角色上。一方面，教師在復(fù)雜的教育教學(xué)活動中實現(xiàn)人與機器等要素信息的有效溝通和連接，對學(xué)生的健康成長和個性發(fā)展做出清晰的判斷，成為學(xué)生成長的激發(fā)者和未來發(fā)展的預(yù)見者。另一方面，人工智能時代，教師極大地發(fā)揮創(chuàng)造性智能，使“教育作為一門藝術(shù)性工作”成為可能。因為減少了記憶與模仿、訓(xùn)練與監(jiān)測等重復(fù)性勞動，使教師在教育內(nèi)容、教學(xué)模式的創(chuàng)新方面，在與學(xué)生面對面教授過程中的情感互動方面，能做到差異化和個別化，能改善師生關(guān)系，能使學(xué)生的教育生活更人性更幸福。 做一位有親和力、成長力、影響力的教師 姚廣宏（湖北省廣水市武勝關(guān)鎮(zhèn)楊家河教學(xué)點）：人工智能時代，教師要努力扮演好三個角色。一是做一位有親和力的教師。教育是一項“走心”的事業(yè)，教師只有走進學(xué)生的內(nèi)心世界，才能真正了解學(xué)生、影響學(xué)生的精神世界。二是做一位有成長力的教師。成長力就是教師自我發(fā)展、自我教育的能力。德國教育家第斯多惠說過，“凡是不能自我發(fā)展、自我培養(yǎng)和自我完善的人，同樣也不能發(fā)展、培養(yǎng)和教育別人”。三是做一位有影響力的教師。教師的影響力，并不僅僅取決于個人的能力和技術(shù)，而更取決于教師的胸懷與氣度。 |
|
|
