馮春艷 陳旭遠(yuǎn)

(東北師范大學(xué) 教育學(xué)部，吉林 長春 130024)

人工智能(Arttificial Intelligence,AI)已有60多年的發(fā)展歷史，它所帶來的技術(shù)革命已經(jīng)滲透到社會發(fā)展的各行各業(yè)，隨著“喬布斯之問”的提出，人工智能所主導(dǎo)的技術(shù)變革也開始進(jìn)入教育教學(xué)領(lǐng)域。2017年，國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確指出我國新一代人工智能發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。[1]2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，應(yīng)智能技術(shù)的發(fā)展，積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的進(jìn)一步融合。[2]這標(biāo)志著人工智能已經(jīng)被納入我國教育信息化的戰(zhàn)略規(guī)劃，人工智能與教育教學(xué)的融合已然開啟并漸顯其前瞻性。目前，在教育教學(xué)中應(yīng)用人工智能主要有兩種形式：一種是利用網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)進(jìn)行超越時間和空間的在線學(xué)習(xí)，其時空壓縮屬性改變了教育發(fā)生的場域；另一種是在學(xué)校教育場域中借助于人工智能設(shè)備輔助教學(xué)，其不疲勞屬性和信息廣納特性促生了教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。已經(jīng)初步應(yīng)用的各種智能教學(xué)系統(tǒng)，在某種程度上替代了教師重復(fù)性的工作，其海量的教學(xué)資源和智能分析技術(shù)成為教育轉(zhuǎn)型升級的強大驅(qū)動力。[3]但當(dāng)前人工智能助力教學(xué)改革也存在著不少問題，人工智能在教育教學(xué)中的應(yīng)用更多的是站在技術(shù)的視角，局部地、離散地嵌入教學(xué)之中，單一為了提高教或?qū)W的效率，而缺乏改善應(yīng)試教學(xué)范式、帶動教學(xué)過程創(chuàng)新、助推教學(xué)和學(xué)習(xí)評價改革以及促使人工智能與教學(xué)實踐生態(tài)化體系融合等方面的根本性變革。人工智能在教學(xué)改革之中的應(yīng)用僅僅是“傳統(tǒng)教育+網(wǎng)絡(luò)信息課程”的簡單疊加，而并非真正將人工智能與當(dāng)下的教學(xué)有機地結(jié)合起來，難以滿足信息時代隨時隨地學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)的需要。[4]這些都是對人工智能在教學(xué)改革中的角色定位不清，對其發(fā)揮的具體作用認(rèn)識不到位，對人工智能解構(gòu)教學(xué)形式、重組教學(xué)環(huán)節(jié)、促生良性關(guān)系的引領(lǐng)地位未能加以重視的結(jié)果。因此，我們有必要厘清人工智能在教學(xué)改革中的應(yīng)然角色，以明確教學(xué)改革的關(guān)鍵性需求，提升人工智能在教學(xué)改革中的引領(lǐng)地位；同時，我們還要認(rèn)清人工智能在教學(xué)改革中可能引發(fā)的問題，理性看待人工智能面臨的實然困境，促使人工智能在教學(xué)改革中的恰切運用。

一、人工智能在教學(xué)改革中的應(yīng)然角色

人工智能作為工業(yè)4.0的領(lǐng)軍者，正在逐步替代教育領(lǐng)域中人類機械重復(fù)性的生產(chǎn)實踐活動。人工智能可以分為弱人工智能和強人工智能，強人工智能被認(rèn)為是有意識形態(tài)的，其世界觀和價值觀接近于人，但目前的強人工智能在感知、感官運動、情感交流方面還無法超越人類。弱人工智能則是基于某一特定領(lǐng)域或具體問題所建立的數(shù)據(jù)收集、整合、決策、預(yù)測和分析的人工智能應(yīng)用。目前在教學(xué)中應(yīng)用的弱人工智能如智能機器人、智慧課堂系統(tǒng)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)、泛在學(xué)習(xí)、智能規(guī)劃系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實(AR/VR)等，漸顯其工具屬性，大大改變了以往的教學(xué)環(huán)境，為學(xué)生的認(rèn)知提供了諸多形式的刺激。但教學(xué)具有社會互動屬性，人工智能無法促使教學(xué)自動化完成[5]，所以人工智能不能夠完全取代教師?；趯θ斯ぶ悄茉诋?dāng)下教學(xué)改革中運用的分析，我們認(rèn)為，人工智能在教學(xué)改革中可以充當(dāng)教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建者、雙師課堂的輔助者、教學(xué)過程的刺激者、學(xué)習(xí)結(jié)果的反饋者四種角色。

(一)人工智能作為教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建者

智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)專家胡祥恩教授曾說過：“學(xué)習(xí)者在最佳的教育環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)知識結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化。”[6]自新課程改革以來，新教學(xué)理念未能落實到教學(xué)實踐常態(tài)的一個重要的原因即相應(yīng)教學(xué)環(huán)境構(gòu)建不易。比如探究式教學(xué)強調(diào)的探究環(huán)境，需要多媒體、實驗室以及良好的人文環(huán)境等相互配合。而人工智能的加入則為構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境提供了基建條件，自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)、智慧課堂、虛擬現(xiàn)實等基于人工智能的軟硬件設(shè)施提供了智能、泛在、靈活的數(shù)字化教學(xué)環(huán)境支持。

人工智能在創(chuàng)設(shè)課堂環(huán)境時有這樣幾種方式。第一，實現(xiàn)走班、考勤的方便快捷。智慧課堂系統(tǒng)中的人臉識別可以實現(xiàn)精準(zhǔn)記錄、無感考勤，教師在移動應(yīng)用上就可以看到出席的學(xué)生和他們的基本信息；智能電子班牌不僅可以實現(xiàn)原有班牌的信息展示功能，還可以顯示學(xué)生人數(shù)、上課科目等即時性信息。第二，提供有助于高效交流互動的課堂教學(xué)空間。教室前方變?yōu)楸趻齑笮惋@示屏、四周為白板，學(xué)生的座位是一體移動桌椅，每個學(xué)生還可以統(tǒng)一配備平板電腦，教師則配有移動終端機等。教師既可以組織學(xué)生將當(dāng)堂任務(wù)在平板電腦上完成，也可以讓學(xué)生小組合作在四周的白板上進(jìn)行展示。第三，多方位高清攝像頭實現(xiàn)教學(xué)實錄。這樣一來教師就可以將其制作為網(wǎng)絡(luò)共享課程，既便于課后學(xué)生自我反思，又有利于突破時空界限，滿足其他學(xué)習(xí)者的個性化需求。第四，人工智能還可以為有特殊教育需求的學(xué)生提供幫助。如利用智能語音轉(zhuǎn)譯系統(tǒng)為聽障學(xué)生上課，為智障兒童提供適應(yīng)性材料輔助學(xué)習(xí)，讓智能機器人以AI伙伴的角色與自閉癥患兒進(jìn)行交流。微軟公司便推出了一款名為“seeing AI”的產(chǎn)品，幫助弱視或失明群體解決“看”的問題。第五，人工智能虛擬仿真實驗室構(gòu)建了安全、逼真的實驗操作環(huán)境。四川大學(xué)的生物科學(xué)與技術(shù)虛擬仿真實驗中心、天津大學(xué)建的精密儀器與光電子虛擬仿真實驗教學(xué)中心都是利用人工智能作為優(yōu)質(zhì)教學(xué)環(huán)境的支持者。虛擬仿真實驗室的構(gòu)建有利于學(xué)生對于抽象內(nèi)容的理解與應(yīng)用。學(xué)生戴上VR/AR目鏡，在教師的引導(dǎo)下認(rèn)識抽象事物，進(jìn)行實驗操作，感知實驗過程，全方位地體驗和探索，有觸感、溫度、視聽感、運動感，達(dá)到直觀教學(xué)的作用。其基于互聯(lián)網(wǎng)的共享性還可以避免高成本、高消耗實驗項目的消損，實現(xiàn)高?；驑O端環(huán)境下不可及或不可逆的操作。[7]

(二)人工智能作為雙師課堂的輔助者

隨著時代的不斷進(jìn)步，信息量也在不斷地擴增。信息量的增大將導(dǎo)致信息熵的增多，事物之間的聯(lián)系也增多；信息本身是用來消除不確定性，而信息量劇增使得事物的不確定性反而更加難以消除。面對海量的信息，人類教師獲取信息、處理信息的能力有限，也難以駕馭信息的不斷變化，要想適應(yīng)這種變化，就需要借助外部智能設(shè)備作為人腦的認(rèn)知外包進(jìn)行信息處理和思考，而AI教師就成為重要且絕佳的輔助者。[8]人工智能時代，雙師課堂中的人機協(xié)作即AI教師作為學(xué)生的導(dǎo)師與人類教師協(xié)同合作授課。如IBM公司在佐治亞理工大學(xué)的教學(xué)中投入了一個叫Watson的人工智能助教，模擬Goel教授并通過網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生進(jìn)行交流，回答及時，準(zhǔn)確率極高，自授課和答疑的五個月內(nèi)，學(xué)生們沒有發(fā)現(xiàn)任何使用上的障礙。2018年9月，由奧克蘭能源公司Vector與人工智能企業(yè)Soul Machines合作研發(fā)的智能教師Will已經(jīng)應(yīng)用在了新西蘭某小學(xué)。2018年11月第五屆互聯(lián)網(wǎng)大會上的學(xué)而思網(wǎng)校展示了AI老師給四川涼山彝族學(xué)生上普通話課的實例。人們正在進(jìn)一步開發(fā)AI教師的各項功能，除了優(yōu)化外在的眼神等微表情之外，在機器人的情感計算、情緒檢測等類人化方面也在不斷完善之中。

雙師課堂是以“引導(dǎo)—反饋”的交互關(guān)系為主要教學(xué)形式，人類教師向AI教師發(fā)送了解學(xué)生實時學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)生情緒現(xiàn)狀等應(yīng)用請求，AI教師響應(yīng)該請求，根據(jù)學(xué)生反饋的數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理分析之后反饋相關(guān)結(jié)果。[9]在雙師課堂中，AI教師通過對人臉、圖像、語音、文本等進(jìn)行識別，感知周圍環(huán)境信息，以互聯(lián)網(wǎng)信息為知識儲備庫進(jìn)行信息檢索，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行計算、推理、分析，進(jìn)而模型匹配，做出信息反饋。AI教師將完成絕大部分知識性的教學(xué)和機械性的教學(xué)行為，如批改作業(yè)、測評試卷、成績統(tǒng)計、學(xué)生簽到；人類教師則可以對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行宏觀設(shè)計，利用機器輔助教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行精細(xì)化關(guān)注，給予激勵與指導(dǎo)，針對學(xué)生的差異進(jìn)行因材施教。AI教師在情感方面尚未達(dá)到類人化，一些情感語義也只是程序員設(shè)置的結(jié)果，不過在反饋信息上，AI教師卻能夠提供信息量巨大的客觀性事實或結(jié)論，這有助于人類教師和學(xué)生綜合分析、全面考慮、做出非爭議性的判斷。在雙師課堂中，人類教師和學(xué)生與AI教師的交流互動也能增加AI教師“腦”中的數(shù)據(jù)與信息儲備，通過計算機的深度學(xué)習(xí)，完善或修正以往的模型，作為消除下一個不確定性的信息資源。人工智能助力教學(xué)、增益學(xué)習(xí)的過程中，人類行為和信息也在影響著人工智能的自我改進(jìn)和完善，兩者相互影響。

(三)人工智能作為教學(xué)過程的刺激者

認(rèn)知心理學(xué)的研究表明，大腦總是渴求新奇的東西，它不會費心地去記憶枯燥乏味的事情，使學(xué)習(xí)能夠更有效的方式是不斷地讓大腦接收刺激。邁耶(Mayer)和斯萊溫(Slavin)對刺激變量的研究表明，任何偏離標(biāo)準(zhǔn)的變化都會導(dǎo)致更高的注意力水平。傳統(tǒng)的教學(xué)中，優(yōu)秀的教師會不斷變換教學(xué)行為，一堂課當(dāng)中要使出渾身解數(shù)、絞盡腦汁地利用各種各樣的技巧來引發(fā)教學(xué)刺激，如在教室內(nèi)的走動、手勢動作、聚焦強調(diào)、與學(xué)生交流、停頓、變換感覺通道等方式[10]，使學(xué)生不斷地得到新的刺激，從而保持對學(xué)習(xí)的興趣和注意力。人工智能是個開放的系統(tǒng)，既能自主運算、構(gòu)建模型，還能與外部信息環(huán)境進(jìn)行交互，人工智能可以模擬輔助、替代、延伸、擴展和增強學(xué)生主體能動性。[11]人工智能所參與的教學(xué)可以在如下幾個方面提供認(rèn)知上的刺激：第一，人工智能設(shè)備可以作為學(xué)生課堂實踐的材料，實現(xiàn)某些功能，提供工具應(yīng)用性的刺激。如在STEAM課堂中，可以利用3D、4D打印技術(shù)打印出智能教具，對其進(jìn)行編程、組裝、控制，從而實現(xiàn)某種指令。也可以采用Google的AIY，學(xué)習(xí)者可通過AIY Voice Kit，借助Google Assistant SDK和Cloud Speech API，創(chuàng)建虛擬語音助手，并添加語音交互功能，控制電燈開關(guān)、電器開關(guān)等。這些人工智能軟硬件的應(yīng)用可以極大地調(diào)動起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而保持高漲的學(xué)習(xí)熱情。第二，智能機器人作為教師的輔助者，可以為課堂教學(xué)提供多種形式的刺激信息。在教學(xué)過程中，智能機器人是學(xué)習(xí)內(nèi)容、教學(xué)活動、學(xué)習(xí)時空的靈性載體，教師可以隨時隨地讓智能機器人調(diào)出支持課堂教學(xué)內(nèi)容的圖像、聲音、視頻等資源。當(dāng)教師需要智能機器人幫忙監(jiān)督學(xué)生時，智能機器人聽從指令，隨時移動、與學(xué)生交流，這對于學(xué)生來講都是一種教學(xué)過程中的刺激。第三，人工智能可以暫時替代教師，為學(xué)生提供教師所未能獲悉的新知識的刺激。比如人工智能可以將計算機編程的專業(yè)知識傳授給學(xué)生，并向?qū)W生展示自己某一程序的代碼頁面，學(xué)生也可以利用所學(xué)的編程知識對人工智能進(jìn)行訓(xùn)練，實現(xiàn)技能的應(yīng)用。第四，人工智能還可以作為學(xué)生學(xué)習(xí)的伙伴，提供安慰性和啟發(fā)性的刺激。相對于在人類教師面前有壓力的學(xué)習(xí)，學(xué)生更愿意在智能機器人面前進(jìn)行反復(fù)試驗和試錯性學(xué)習(xí)，智能機器人可以為學(xué)生提供在相對無判斷的環(huán)境中進(jìn)行實驗和學(xué)習(xí)的方法，尤其是當(dāng)智能機器人可以提供改進(jìn)的解決方案時。[12]人工智能還可以作為學(xué)生答疑解惑的對象，當(dāng)學(xué)生想查找某些信息時，人工智能的回答將進(jìn)一步擴展學(xué)生所接收到的刺激的廣度和深度?？偟膩砜?，在人工智能賦能教學(xué)的過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)信息刺激的來源不再局限于書本上的知識，學(xué)生可以將網(wǎng)絡(luò)作為一種信息媒介工具，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行決策、辨別、意義聯(lián)結(jié)、信息加工。

(四)人工智能作為學(xué)習(xí)結(jié)果的反饋者

未來教學(xué)是基于物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、云存儲、大數(shù)據(jù)等技術(shù)對教學(xué)過程中的對象、話語、行為進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時收集、分析和整理的過程，特別是人工智能驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以為學(xué)生和教師提供及時而有效的反饋，這為學(xué)生的形成性評價提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。對于線上學(xué)習(xí)，學(xué)生的登錄情況、文本閱讀、點擊數(shù)量、執(zhí)行路徑、作業(yè)完成等都將被人工智能全面全過程地收集、記錄成為云端數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)支持課堂教學(xué)的即時反饋、支持預(yù)測動態(tài)變化、支持作業(yè)試卷的客觀項目的自動評分，并能夠為學(xué)生構(gòu)建出一對一的學(xué)習(xí)指南數(shù)據(jù)，如對于學(xué)生經(jīng)常做錯的題目或者薄弱的知識內(nèi)容，人工智能系統(tǒng)會記錄并定時推送這些內(nèi)容。大型開放式在線課程項目Coursera在發(fā)現(xiàn)學(xué)生提交帶有大量錯誤答案的家庭作業(yè)時，系統(tǒng)就會向教師發(fā)出警報，并為將來的學(xué)生提供定制的消息，提供正確答案的提示。[12]對于作文這種主觀項目的評分可以利用My Access的智能在線服務(wù)系統(tǒng)，它能夠?qū)ι蟼鞯挠⒄Z作文進(jìn)行在線自動評分、評價及診斷，學(xué)生還可以據(jù)此反復(fù)修改直到滿意為止。人工智能還能夠?qū)崿F(xiàn)對語言學(xué)習(xí)的評價與測試，如ETS的Speech Rater引擎便是應(yīng)用最廣泛的英語口語測評機器，接受語音信息之后，系統(tǒng)運用語音技術(shù)自動識別、分析、鑒定，可用于英語口語測試、日常教學(xué)等，測評的結(jié)果可作為反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果的數(shù)據(jù)。[13]教師可以依據(jù)以上這些數(shù)據(jù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析、管理、評價，并指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，學(xué)生們根據(jù)線上學(xué)習(xí)結(jié)果和教師的指導(dǎo)適時調(diào)整自己的學(xué)習(xí)進(jìn)程和路徑。

對于線下學(xué)習(xí)，教室中所有電子設(shè)備都與人工智能在5G網(wǎng)絡(luò)中相連接，便于人工智能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。人工智能設(shè)備通過面部識別與動作分析技術(shù)記錄出席人數(shù)、學(xué)生上課聽講的專注程度，根據(jù)學(xué)生的動作或表情來評估學(xué)生對于課堂內(nèi)容的了解情況，所有這些數(shù)據(jù)將生成學(xué)生的個人信息檔案，及時將這些重要信息反饋給家長和教師，以進(jìn)一步改變策略幫助學(xué)生更快更好地理解、運用知識。[14]學(xué)生評價不再是一考定終身，只根據(jù)最終的測驗成績，而是借助人工智能對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行長期的監(jiān)測，基于成長歷程的數(shù)據(jù)鏈條生成獨特的過程性評價報告。這種客觀的評價為人類教師對學(xué)生進(jìn)行最終的綜合性評價提供了很好的事實參考，也增強了評價的準(zhǔn)確性和客觀性。教師從記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程的大數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的興趣偏好、態(tài)度習(xí)慣、情緒性格、學(xué)習(xí)風(fēng)格，為學(xué)生量身定做中長期的學(xué)習(xí)計劃并提供學(xué)習(xí)策略上的指導(dǎo)，從而為個性化學(xué)習(xí)持續(xù)加注動力。[12]基于多層次多角度的數(shù)據(jù)分析將大大擴展人類認(rèn)知的范疇，并提高學(xué)習(xí)反饋的精準(zhǔn)度。

二、人工智能用于教學(xué)改革存在的隱憂

人工智能為教學(xué)改革帶來了前所未有的機遇，重構(gòu)了教育教學(xué)的組織形式和發(fā)生方式，但也引發(fā)了人們的諸多思考：人工智能所構(gòu)建的教學(xué)環(huán)境減少了教與學(xué)的互動是否會帶來不良影響？人工智能引領(lǐng)之下的教學(xué)形式是否會促進(jìn)人類智能的發(fā)展？人工智能在應(yīng)用于教學(xué)活動的過程中，我們是否會成為人工智能攻擊的對象？我們的隱私是否會不復(fù)存在？這些問題迫使人們重新思考人工智能所架構(gòu)的教學(xué)環(huán)境，所支撐的教學(xué)過程以及所導(dǎo)向的教學(xué)結(jié)果。所以，我們有必要保持清醒理性的頭腦，辯證看待人工智能在教學(xué)改革中的作用，審視人工智能在教學(xué)改革中可能引發(fā)的問題。

(一)教學(xué)環(huán)境中交往上“身體缺席”

人工智能在物理的三維空間之上重構(gòu)了一個形而上學(xué)的實驗室，人們在這個實驗室之中進(jìn)行知識的交流、情感上的溝通以及基于師生關(guān)系、生生關(guān)系的互動。人們在這種超脫于現(xiàn)實的教學(xué)環(huán)境中因“身體缺席”而只有精神和意識的流轉(zhuǎn)，教師角色的減少或虛擬化將帶來三點隱憂。第一，教與學(xué)過分堅持技術(shù)主義理性，可能不利于健全的人格的培養(yǎng)。由于機器所提供的道德范例、行為準(zhǔn)則難免缺乏“人味”，過多依賴于人工智能的過程往往會忽視對人的行為、習(xí)慣、規(guī)范等方面的培養(yǎng)，所以可能不利于人的品格形成。第二，依存于人工智能所構(gòu)建的空間進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生情感方面的培養(yǎng)必將缺乏。人類是復(fù)雜的存在，由于人工智能無法正確地進(jìn)行感情識別，也無法恰當(dāng)表達(dá)感情，所以在人機交往過程中學(xué)生的情感態(tài)度價值觀很難建立起來。如果全程無教師的參與，那么來自教師溫暖細(xì)心的情感關(guān)懷、耳濡目染的言行示范、潛移默化的支持教導(dǎo)將幾乎不復(fù)存在。[15]第三，人類長期在虛擬世界之中進(jìn)行交往活動，人類在社交上很可能會出現(xiàn)障礙。長期依賴于網(wǎng)絡(luò)課程和虛擬現(xiàn)實設(shè)備的學(xué)習(xí)，那么虛擬世界便成為學(xué)習(xí)者以數(shù)字化方式體驗生存意義的主要渠道，這便容易造成自我封閉，孤獨感上升，隔離了人的社會性。[16]人具備社會屬性，交往是人生存的重要方式，正如雅思貝爾斯所說：“交往是真理產(chǎn)生的重要條件，交往過程中不同思想的撞擊，可以碰撞出共同的本質(zhì)的思想，而正是這種本質(zhì)的思想把人們聯(lián)系了起來?！盵17]依存于虛擬的學(xué)習(xí)空間，人類很可能會懼怕現(xiàn)實中人與人之間真實的交流，無法靈活應(yīng)對人際交往過程中的突發(fā)事件，難以接受現(xiàn)實生活中人類的多面性。所以，在為學(xué)生打造虛擬教學(xué)環(huán)境擴展其認(rèn)知的同時，我們還應(yīng)該讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)，提供給學(xué)生更多接觸現(xiàn)實生活世界的機會，為學(xué)生創(chuàng)造“身體存在”的學(xué)習(xí)活動，引導(dǎo)學(xué)生利用生活實際、利用現(xiàn)實體驗感悟人生，加強人與人之間的互動和交往，構(gòu)建完整的社會性的人。

(二)教學(xué)形式引發(fā)學(xué)習(xí)碎片化、淺表化

人工智能融合的教學(xué)，知識唾手可得，信息隨處可獲，不再需要大量地記憶、背誦知識；學(xué)生的學(xué)習(xí)也不再是集中在固定時間內(nèi)，而是可以隨時隨地學(xué)習(xí)，于是碎片化學(xué)習(xí)和間歇性學(xué)習(xí)便成為學(xué)生學(xué)習(xí)的一種主要方式。比如科大訊飛將視頻學(xué)習(xí)資源碎片化處理，學(xué)生通過智能搜索可以迅速實現(xiàn)知識的再現(xiàn)和確認(rèn)、圖片的即時和大量呈現(xiàn)；學(xué)霸君、作業(yè)幫等搜題App通過圖文識別可以幫助學(xué)生迅速找到答案和解題思路，答題機器人通過語義分析及時答復(fù)學(xué)生的請求，在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)為學(xué)習(xí)者設(shè)計輕松快捷的學(xué)習(xí)方案……這些人工智能的廣泛應(yīng)用，一方面體現(xiàn)出人工智能在助力教學(xué)的過程中只是定位于學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的某個方面，并不能夠從整體提升和發(fā)展學(xué)習(xí)者的素質(zhì)；另一方面也體現(xiàn)出人工智能漸成學(xué)生依賴的對象，阻抑了學(xué)生的深度學(xué)習(xí)與思考。原因有三：第一，當(dāng)學(xué)生不假思索地將內(nèi)心的疑問訴諸人工智能尋求答案時，人工智能基本上都能夠有求必應(yīng)，而學(xué)生追溯記憶、獨立思考、深度學(xué)習(xí)的過程則將止于淺表化層面，他們更多依賴智能機器人所提供的豐富信息來進(jìn)行速食學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)的舒適區(qū)域內(nèi)淺嘗輒止。第二，在課堂教學(xué)中，人工智能還能夠因教學(xué)需求及時為學(xué)生調(diào)取文字、圖像、視頻、聲音等，雖然在一定程度上能夠增加刺激的維度，卻使學(xué)生懶得去思考、識記和自我構(gòu)建，這在一定程度上阻斷了人類深層回憶的路徑，消解了想象的空間，削弱了好奇與感悟在大腦皮層中的印記，限制了人類智能的深度延展。第三，學(xué)生依賴人工智能獲取了大量的信息或知識，但這些事實和概念卻缺乏價值判斷，學(xué)生如果不能根據(jù)手中大量的信息篩選出重要的和不重要的，不能夠正確辨別信息的準(zhǔn)確性而是濫用，那將不利于學(xué)生完整世界觀的形成。所以，我們有必要認(rèn)清人工智能的工具屬性，適度地使用人工智能，避免行為活動的長期受限；有必要學(xué)會對碎片化知識進(jìn)行邏輯性管理，注重知識的分類、歸納和組織，使之成為系統(tǒng)的、有意義的知識存儲；有必要學(xué)習(xí)如何從大數(shù)據(jù)的洪流中甄別有效信息，準(zhǔn)確地理解信息的含義。

(三)教學(xué)活動中倫理安全隱患難以預(yù)估

依托于人工智能的人機互動、人際互動實現(xiàn)了虛擬世界與現(xiàn)實客場的多維鏈接，然而這種交往模式改變了人們對倫理關(guān)系和價值觀念的信念。在人工智能促生的教學(xué)活動中，人工智能是否會“惡意”地利用智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)向?qū)W生傳達(dá)虛假、暴力、色情信息；人工智能是否會利用錯誤的價值判斷誤導(dǎo)、扭曲學(xué)生的人生觀、世界觀；人工智能是否會“刻意”收集學(xué)生、教師的敏感話語、隱私信息，“出售”給他人；人工智能是否會篡改記錄學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的數(shù)據(jù)，挪為他人所用……這些可能引發(fā)的倫理安全問題都值得我們深思，那么在教育中的人工智能能否不依賴學(xué)生的數(shù)據(jù)來傳達(dá)信息？答案是否定的。這是因為人工智能中的關(guān)鍵技術(shù)是機器學(xué)習(xí)，機器學(xué)習(xí)是通過對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納和特征目標(biāo)識別，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系并進(jìn)行預(yù)測。在這個過程中，人類的行為、語言、身份，甚至情感等信息均被機器納入GPU(Graphics Processing Unit)或TPU(Tensor Processing Unit)中進(jìn)行學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)量越大，模仿模型構(gòu)建得就越好。在教育領(lǐng)域中所涉及的不僅僅是教師和學(xué)生以及家長的基本信息，還有在教與學(xué)交互的場域中所產(chǎn)生的一系列帶有個人屬性的信息，如學(xué)生個人的學(xué)習(xí)成績、健康狀況、性格偏好、能力與智力層次，教師的工作業(yè)績、研究成果、收入信息等都被納入了人工智能的存儲之中，即便刪除了，還有可追蹤的痕跡。由于在教育教學(xué)過程中存在著主客體的多元性、要素的復(fù)雜性、過程的交互性、情境的多樣性[18]，所以上述信息的流轉(zhuǎn)不可避免，這就要求技術(shù)的使用必須是公平的、公正的、無傷害的，才能有利于人工智能對教學(xué)改革的持續(xù)推動。如何使人工智能不做出違背人類倫理道德的事情，如何確保教學(xué)中用戶的信息不被泄露、盜取以及惡意運用，這是需要有關(guān)部門亟待解決的問題，亟需相關(guān)法律規(guī)定的出臺，亟需人工智能技術(shù)的更加完善，亟需道德規(guī)范的約束……而這不僅是發(fā)揮人工智能在教學(xué)改革中應(yīng)然角色的關(guān)鍵，更是人工智能在促進(jìn)教學(xué)變革的道路上能夠走得更遠(yuǎn)的保障。

三、人工智能時代教學(xué)改革的理性應(yīng)對

誠然，人工智能為教學(xué)改革帶來了重大的機遇，成為教學(xué)形式、教學(xué)手段變革的助推器，但基于以上分析，人工智能可能引發(fā)的諸多問題同樣讓我們望而卻步。鑒于此，我們在肯定人工智能對于教學(xué)改革價值的同時也應(yīng)正視其帶來的隱憂，并從以下三個方面改進(jìn)人工智能在教學(xué)改革中的運用，促使其更好地引領(lǐng)教學(xué)改革。

(一)突破人工智能技術(shù)瓶頸，加快人工智能推動教學(xué)改革

人工智能經(jīng)過60多年的發(fā)展已取得很大的進(jìn)展，但目前的人工智能系統(tǒng)有智能沒有智慧、有智商沒有情商、有專才無通才，人工智能離“很好用”還有很多瓶頸問題未解決。[19]目前初步應(yīng)用的人工智能確實引領(lǐng)了教學(xué)改革，但它離大幅度提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，離全面啟動教學(xué)改革還有很長的路，人工智能作為教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建者、雙師課堂的輔助者等角色還不夠成熟，還有很多懸而未決的問題存在，這些都源于人工智能在促進(jìn)教學(xué)改革過程中所遇到的三個方面的技術(shù)掣肘。第一，人工智能的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)仍未統(tǒng)一，不同來源的教育人工智能產(chǎn)品在軟硬件上無法達(dá)到功能上的兼容，云端的數(shù)據(jù)和教育資源無法共享，未能形成智能的閉環(huán)，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，如教師所收集到的學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)與云端的數(shù)據(jù)規(guī)格不同，便難以實現(xiàn)即時處理和適時反饋。第二，教育教學(xué)的大數(shù)據(jù)收集困難，對于中小學(xué)生而言，搜尋自己的教育信息、規(guī)范的應(yīng)用信息技術(shù)能力相對薄弱；教育領(lǐng)域的數(shù)據(jù)格式多樣、教學(xué)信息復(fù)雜無章、教育主體的信息離散也使得大數(shù)據(jù)的收集殘缺不全[20]，由此導(dǎo)致難以為人工智能提供充足的數(shù)據(jù)去支撐機器學(xué)習(xí)。第三，人工智能的算法可追溯性和可解讀性較差，猶若“黑箱”，決策結(jié)構(gòu)不明，一旦預(yù)測出了問題，將很難追根溯源；人工智能在情感計算、自然語言處理等技術(shù)方面仍不成熟，難以準(zhǔn)確識別、理解人類的情緒信息，難以在教學(xué)過程中與人類進(jìn)行和諧的人機情感交流互動，自然語言處理對于多輪問答、閱讀理解等方面的分析還處在初級階段。

為了加快人工智能推進(jìn)教學(xué)改革的進(jìn)程，首先應(yīng)該加快技術(shù)的頂層設(shè)計，統(tǒng)一各種數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，建立大型的、開放的、安全的云端服務(wù)平臺，針對各種來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，實現(xiàn)技術(shù)的共享、數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)。其次，還應(yīng)滿足教育用戶的個性化需要，支持教學(xué)模式的創(chuàng)新、學(xué)習(xí)方式的變革以及決策評估的生成性，以促生教學(xué)整體上全方位的改革。再者，人工智能技術(shù)還需結(jié)合認(rèn)知心理學(xué)、腦科學(xué)等相關(guān)理論進(jìn)一步深入研發(fā)，以期不斷解決技術(shù)上的瓶頸之困，并積極探索人工智能在教學(xué)改革之中的創(chuàng)新體系設(shè)計。對于教育實踐者而言，應(yīng)該正確看待目前人工智能技術(shù)的不完善之處，任何技術(shù)在發(fā)展過程中都會經(jīng)歷著想象與現(xiàn)實的碰撞，人工智能目前的瑕疵不能成為我們拒絕接受與應(yīng)用的借口。在能夠提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的范圍內(nèi)積極運用人工智能技術(shù)，基于教育教學(xué)大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律、實時預(yù)測，使我們的教育從傳統(tǒng)的經(jīng)驗主義走向?qū)嵶C主義，進(jìn)一步推動教學(xué)改革的不斷發(fā)展。在應(yīng)用人工智能技術(shù)輔助教學(xué)過程中，對其所存在的問題進(jìn)行及時反饋，促生人工智能技術(shù)的快速完善發(fā)展，也就是說，與新技術(shù)協(xié)同合作、共同進(jìn)化才是推動教育教學(xué)發(fā)展的最佳路徑。

(二)提升教師信息技術(shù)素養(yǎng)，促使教師合理運用人工智能

目前，教師在利用人工智能輔助教學(xué)的過程中存在著有效性不高的問題，應(yīng)用在教育教學(xué)中的人工智能無疑表明其能提高工作的準(zhǔn)確性和效率，但是在現(xiàn)實教育場域中，教師的教學(xué)缺乏課程與人工智能資源的有效整合。一方面是過分依賴人工智能設(shè)備，一心想被人工智能替代而忘了它“輔助者”的角色，如教師將人工智能所提供的備課資源不假思索加以利用，使教師進(jìn)行創(chuàng)造性教學(xué)的能力減弱。更有教師生硬地依靠智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對學(xué)生進(jìn)行評價，完全相信人工智能做出的判斷和預(yù)測以及決策，致使教師的情感性工作大大縮減。人工智能技術(shù)應(yīng)用的目的是為了促進(jìn)學(xué)習(xí)，應(yīng)該回歸“人的教育”，而不是以技術(shù)為本體無節(jié)制地使用。[18]另一方面是教師對于初步應(yīng)用的人工智能的信任感還不夠強，主要體現(xiàn)在質(zhì)疑其功能，進(jìn)而不愿意學(xué)習(xí)如何應(yīng)用，或者有的教師會使用而不去積極應(yīng)用。這兩種極端都不可取，在未來，教師不會被人工智能所完全替代，但不會運用人工智能的教師定將會被會運用人工智能的教師所取代。在人工智能時代，教師不僅要學(xué)會利用人工智能輔助教學(xué)，學(xué)會輸入、調(diào)取、整合數(shù)據(jù)，幫助自己觀察、分析、記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)結(jié)果，以便綜合評價學(xué)習(xí)者；還要對學(xué)習(xí)者進(jìn)行適時的人文關(guān)懷和情感評價，達(dá)到育人的目的。

教師合理運用人工智能，應(yīng)該基于以下三點。第一，教師應(yīng)迅速轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，樹立終身學(xué)習(xí)的理念，高效地運用人工智能進(jìn)行更智慧的教學(xué)設(shè)計，以積極的心態(tài)應(yīng)對人工智能帶來的教學(xué)上的挑戰(zhàn)。在這個過程中，僅憑教師自身可能無法實現(xiàn)觀念上的轉(zhuǎn)變以及實踐操作上的更新，所以教育管理部門號召、鼓勵、支持與適時的培訓(xùn)是必要的，從而幫助教師學(xué)習(xí)必要的數(shù)字技能、信息處理能力。第二，教師應(yīng)注意人工智能技術(shù)的適切使用，教師應(yīng)首先意識到人工智能技術(shù)只是作為輔助、提高教學(xué)效果的工具而已并非教師角色的替代者，過分依賴人工智能只會削弱自身的價值以及育人的意義指向，所以教學(xué)過程中還是應(yīng)該以面對面的教學(xué)對話、情感交互的現(xiàn)實溝通為主，靈活的選擇、應(yīng)用人工智能產(chǎn)品融入自身所主導(dǎo)的教學(xué)變革之中。第三，教師應(yīng)努力提升自身的教育理論素養(yǎng)和信息素養(yǎng)，在利用人工智能技術(shù)促進(jìn)教學(xué)改革時，積極運用新的教育理論引領(lǐng)教學(xué)形式和學(xué)習(xí)方式的變革，驅(qū)動人工智能在教學(xué)改革中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。

(三)正視技術(shù)的倫理安全問題，加強人工智能應(yīng)用的監(jiān)管

人工智能是人類智慧的產(chǎn)物，為人類所應(yīng)用，它的角色設(shè)定始終是靠人類自身來設(shè)計，比如人工智能的倫理道德，其實不過是人類所提供的大量倫理道德數(shù)據(jù)與所設(shè)計的行為邏輯模型相互匹配的過程。人工智能在教學(xué)活動中可能做出的“惡意”“刻意”等行為(如上所述的倫理道德、隱私安全等)，其背后也只不過是人類的指令在作祟，有人在利用人工智能所搜集的數(shù)據(jù)從事非法活動，以實現(xiàn)一己私欲；人工智能在學(xué)習(xí)結(jié)果反饋中所做出的預(yù)測存有的“偏見”或“歧視”，也并非人工智能本身的善惡問題，如果排除使用者肆意篩選數(shù)據(jù)、篡改結(jié)果的原因，那么便是源于算法設(shè)計者自身的、社會和文化的以及政策的原因所產(chǎn)生的偏見或誤導(dǎo)性知識。[21]所以，人工智能本身并無善惡之分，它的善惡實則為人類意識的有序植入，有的是在設(shè)計之初由算法設(shè)計師植入的標(biāo)準(zhǔn)所決定的，有的則是在人工智能應(yīng)用于教學(xué)活動中經(jīng)不良使用者惡意篡改、操作所致。

有關(guān)部門應(yīng)加強人工智能教育應(yīng)用的監(jiān)管，制定與安全應(yīng)用相關(guān)的規(guī)定，運用區(qū)塊鏈等技術(shù)保護(hù)使用者的隱私和權(quán)益，推動教育人工智能良性積極地發(fā)展[22]；對于人工智能的倫理安全問題，政府和科學(xué)家們有義務(wù)向社會普及人工智能相關(guān)知識，引導(dǎo)人們正確認(rèn)識、客觀了解人工智能；教育培訓(xùn)部門應(yīng)將倫理道德教育納入人工智能課程之中，使從事人工智能行業(yè)的相關(guān)人員樹立正確的倫理道德信念，增強安全防范意識。教育教學(xué)實踐者應(yīng)該堅守對數(shù)據(jù)使用的道德規(guī)范，不泄露、非法傳播、惡意利用教育教學(xué)中的數(shù)據(jù)信息；同時，也要教育學(xué)生注重自身數(shù)據(jù)的隱私安全。我們相信有技術(shù)為后盾支撐，法律制度為保障，以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)倫理道德教育為引導(dǎo)[23]，人工智能定能持續(xù)地促進(jìn)教學(xué)改革的發(fā)展。