智能时代的未来教师

2019-07-15 01:43李莎
中国教师 2019年7期
关键词:学习者个性化人工智能

李莎

余胜泉

北京师范大学二级教授、博士生导师,北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任,“移动学习”教育部—中国移动联合实验室主任。主要研究方向为人工智能教育应用、移动教育与泛在学习、区域性教育信息化、网络学习平台、信息技术与课程融合等。

随着大数据、人工智能、5G等新一代信息技术的发展与普及应用,未来的教育将进入教师与人工智能协作共存的时代,教师与人工智能将发挥各自的优势,协同实现个性化、全纳、公平与终身的教育,促进人的全面发展。人工智能究竟会对教育产生怎样的影响?智能时代的教师将承担怎样的角色?本刊记者专访了北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任余胜泉教授,从专业角度进行分析。

一、智能时代的教育发展趋势

中国教师:余教授,您好!人工智能+教育是近期教育界热议的话题之一。目前,以人工智能为核心的新一代信息技术与教育教学深度融合、创新发展的趋势日益明显,您认为,这将对教育发展产生怎样的影响?

余胜泉:人工智能(简称AI)、互联网等技术的发展促进了海量数据的产生,人们进入了大数据时代,学习者的全过程学习行为、学习结果、学习风格等个性化特征数据可以通过智能终端、传感器、在线日志等进行实时记录、采集与精准分析,为破解传统教育中“大规模与个性化”无法同时兼顾的永恒矛盾提供强有力的支持,既可实现传统教育所关注的大规模问题,又可实现优质教育所关注的个性化问题,进而为实现规模化教育与个性化培养的有机结合,实现全纳、公平、优质的教育和促进全民终身学习提供新的契机。

《中国教育现代化2035》明确提出,要充分发挥以互联网为代表的新一代信息技术的优势,探索“互联网+”时代的新型人才培养模式,运用大数据、人工智能等新兴技术加速推进教育信息化,推动形成基于新一代信息技術的新型教育教学模式,提升教育治理体系和治理能力现代化水平。互联网、大数据、人工智能等现代信息技术与教育的深度融合,将促进学校教育体系的各个要素发生变革,包括教育环境、课程、教学范式、学习方式与评价方式变革,促进教师工作形态与专业发展方式变革,促进学校组织形态结构变革,促进区域教育治理与服务变革。

1.学校教育体系内各要素的发展趋势

在教育环境方面,人工智能将使得教育环境具有自然交互、情境感知、主动适应、虚实融合、远程协同、数据驱动、智能管控、人机融合等特点,为学生提供泛在的、自由探索的、知识建构的智慧生态环境;在课程方面,人工智能时代的课程形态是动态的、进化的、多元立体的,构建跨学科整合的课程结构,支持全时域、全空域、全受众的泛在教育;在教学方面,师生教学交互的形态与结构将发生实质性的变化,人机协同的教学将能准确了解每位学习者的个性特征和学习需求,兼顾个性化需求和规模化覆盖,真正实现因材施教;在学习方面,人工智能时代的学习将是自组织的形态,学生和家长可以制定个性化的学习课程与活动,实现个性化、选择性和适应性发展;在评价方面,人工智能将重构传统的评价体系,从单一知识学习评价走向综合素质评价。要在尊重学习者隐私的前提下,对全过程学习数据进行智能动态追踪,实现对学习者德智体美劳等多维度评估,为学习者提供精准的发展支持,形成面向过程、人机结合、多元发展性评价机制。

2.教师工作形态与专业发展趋势

人工智能时代,教师工作形态将发生巨大的改变,大部分繁琐、机械、重复的知识性教学将由人工智能承担,教师更多是学习的设计、督促、激励与陪伴者,教师的工作更多以育人为主。教师新的工作重心将转变为学习服务设计与开发、学习问题诊断改进、个性化学习指导、综合性学习活动组织、社会网络连接指导、学习问题诊断与改进、心理健康疏导、信仰和价值的引导、发展性评估与改进、生涯发展规划指导、同伴互助专业成长、人机结合教育决策、人工智能教育服务伦理监管等。

3.学校组织形态结构呈现新特点

学校组织的时空结构将被打破,从静态封闭到动态开放,从条块分割到联合协同,从定时定点有限供给到时时处处人人可学,组织管理向扁平化、网络化、智能化的方向发展。学校将是人人教、人人学,充满活力、人性化和高度社会化的学习共同体,是集体智慧聚变的节点,是开放的、流动的、社会性的、分布的、连接的智慧认知网络与个性化发展空间。

4.教育治理与教育公共服务发展趋势

在教育政策制定中,要基于共同利益,纳入、运用人工智能技术,构建人机结合、虚拟空间与现实空间协同的教育治理体系,提升教育决策的参与度与透明性,提高决策的科学性与预见性。决策者应具有人工智能意识和能力,能够制定多元参与、协同发力的人工智能+教育政策;在教育服务方面,人工智能技术能够极大丰富公共教育服务的内容与质量,变革教育公共服务的形式和结构,创新教育服务和产品的供给模式,使教育公共服务在具有公共性、普惠性、包容性、基础性和发展性的同时,体现出智能化、个性化、多元化和协同化的特征。

二、智能时代的教师面临的挑战

中国教师:人工智能时代的到来给教育带来革命性的影响和挑战,也对教师提出更高、更新的要求。在您看来,智能时代的教师面临哪些挑战?

余胜泉:创新型人才是当今世界最重要的战略资源。大力培养创新型人才,已成为各国实现经济发展、科技进步和国际竞争力提升的重要战略举措。当前的具有工业化时代烙印的、流水线式的、以知识传授为主的教育体系,已无法满足创新型国家建设的人才需求。智能时代对教育提出了更高的要求,也对教师的教育组织模式、课程实施方式与学习方式等提出了新的挑战。

1.人才培养模式无法满足智能时代的社会发展

需求

培养创新人才要注重学生创新意识、创新思维和创新能力的发展。现有的人才培养模式,尤其是义务教育阶段的教育模式多以单一维度、静态的、围绕“讲、测、考、练”为主,忽视了学习者发展的内在规律。随着教育领域对学习者能力素养的重视,有必要开展能力素养驱动的个性化教育,为学习者问题解决过程提供适应性支架,通过对学习过程与学习结果的双重关注,促进学习者的深度学习,增强学习者在不同场景中的问题解决能力与迁移能力。在改进创新型人才培养模式方面,需要借助于新兴技术与教育装备实时采集学习者特征、需求、问题,并通过个性化诊断报告,为学生提供个性化的资源和服务,这对于破解传统教育中“大规模与个性化”无法同时兼顾的矛盾、实现因材施教具有重要意义。

2.静态固化单一的知识结构无法适应智能时代的教与学

人工智能、互联网等技术将改变教师的工作形态,无论是教师的能力结构还是其专业发展方式,都会发生巨大的变化。因为在智能时代,知识将越来越具有社会性,知识不是静态的存在,知识更具有流动性、情境性、社会性的特点;知识的数量呈指数级增长,知识的折旧速度将会越来越快;知识的扩散模型不再是教师通过教材作为中介的单点对多点的传播,而是群体之间多点对多点的互动、改进和建构,更多体现出知识建构、知识连接的特点。教师作为知识垄断者的权威地位被彻底打破,学生的知识面、知识深度、知识获取途径将更加多元,这对教师的知识结构提出严峻的挑战。静态固化单一的知识结构已无法适应智能时代的教与学。作为课堂教学的设计者、引领者与组织者,教师需要不断更新自己的基本知识结构,需要在不同情境下,依据教学内容、学生特点、教学环境等因素,将信息技术工具灵活运用到各个学科的教与学中。

3.人机结合的认知方式,呼唤新的教与学方式

现在的中小学生是生于互联网世纪的儿童,是“数字时代的原住民”,他们是伴随着计算机、互联网、人工智能等技术成长起来的新一代,计算机及网络对他们而言不仅是一种工具,更是一种生活方式或生存境脉。“人机结合”(人与计算机的结合)的思维方式是智能时代儿童的基本思维方式,这种人机结合的思维方式会导致学生的学习行为变化、导致学习方式的革新。学生的学习方式将从单一、被动的学习方式向多样化的新型学习方式转变。

技术与教育的融合需要源于和满足学生认知方式、学习方式和生活方式的发展与变化,教育者只有真正理解和把握智能时代学生的认知方式,才能引导学生运用合适的学习方式提高学习效果与效率;教育者需要关注到正式学习与非正式学习正在互补融合的方式和进程,通过无处不在的移动网络与智能终端,支持学习活动由课堂内向课堂外延伸,通过各种情境感知技术实现知识与学习者的真实生活、真实环境的无缝融合,探索新的学习方式如社会化学习、游戏化学习、仿真探究学习、自主学习与泛在学习等。

4.形式单一、以经验主导的教研方式无法满足教师专业发展需求

采用基于数据驱动的教学是撬动教师专业学习过程变革的有力杠杆,教学实践中采集的观察数据会被重新评估为有用的信息,并最终转化为在专业实践中发挥作用的知识。教师若长期采用基于数据的反馈,对透视教与学中存在的问题、改进教学实践、完善自身知识与能力结构大有裨益。然而,遗憾的是,现有的学校或区域教研多以一次课的观察数据评估教师的教学质量,这种形式单一、以经验主导的教研方式,无法及时对执教教师与听课教师的多次活动数据形成历史分析,难以发现教师的能力变化趋势与规律,更无法满足教师专业持续发展需求。

对于教研活动而言,以纸笔为主的观察工具具有不宜管理、保存、汇聚、分析等局限。智能技术为教研活动数据的采集、分析、可视化、干预和结果反馈等提供了扎实的技术支撑,将推动教研方式由形式单一、经验主导、小范围协同转变为大规模协同、数据及时分享并深度挖掘的精准教研转变。

三、智能时代的教师新角色

中国教师:您曾指出,未来的教育将进入人与人工智能协作的时代,人工智能不能取代教师,但使用人工智能的教师却能取代不使用人工智能的教师。能否请您具体谈谈智能时代教师角色将会发生怎样的变化?

余胜泉:人类教师不会被取代,而是与人工智能教师共同协作承担教学任务,且在人机协作过程中突显其独特的优势。未来的育人环境,是基于人工智能的虚实结合环境,线上线下融合,多样化的学习支持服务,学生可依据自身的学习风格与习惯自由选择。教师扮演不同的角色,如学习服务设计、学习陪伴、情感激励、学习问题诊断改进等。在人工智能技术的支持下,未来教师的主要工作形态将发在学生个性化发展指导、教育治理与评价、教师专业发展三个方面发生实质性的改变(见图1)。

图1 基于人工智能技术的未来教师工作形态

1.学生个性化发展指导形态

在人工智能技术的支持下,教師指导学生个性化发展的形态将从知识与技能发展指导、身心健康指导两个方面发生改变。其中,学生的知识与技能发展指导形态有个性化学习指导、社会网络连接指导、综合性学习活动组织、生涯发展规划指导;学生身心健康指导形态有心理健康管理与疏导、体质健康监测与提升、信仰和价值的引导。

学生的知识与技能发展指导形态。个性化学习指导:实现因人而异、因情境而异的个性化智能教学,为学生跨越最近发展区提供合适的脚手架,辅助学生学业发展,实现精准教学,教师将成为学生学习过程中的同伴、学习迷思的协商者,以满足个性化需求,实现每个人都能的个性化发展;社会网络连接指导:学习是内部认知网络与外部认知网络的连接,教师将帮助学生形成良好的内部认知网络,并作为重要的外部认知节点,帮助学生连接丰富的外部社会认知网络,指导学生寻找关键的学习节点,帮助学生在知识节点、人际社会节点之间不断建立连接;综合性学习活动组织:结合真实的生活,组织学生参与以活动、项目和问题解决为基础的学习,提供动手操作的课堂体验,鼓励学生进行知识的情境性、社会性应用,促使学生在解决真实问题中进行创造、设计、建构、发现与合作,未来的教师将成为教育活动师;生涯发展规划指导:教师将帮助学生认识自己的个性与特长,体验社会各行业的职业能力结构,从而指导学生进行有效的学业规划,并在对学生的大数据进行个性化分析的基础上为其学业发展、专业选择、职业规划等提供有针对性的帮助。

学生身心健康指导。心理健康管理与疏导:未来教师要更关注学生心理健康,在人工智能的帮助下,教师不仅可以诊断学生的知识能力,还可以分析其认知过程与心理状态,包括心理健康、人格发展、认知能力、学习品质、发展潜力、教育环境适应性等,从而及早发现学生的心理问题并给予及时干预;体质健康监测与提升:通过人工智能采集学生多模态的运动数据,深入分析学生成长发育、运动技能的各项关键指标,帮助教师基于数据精确了解学生的体质发展及健康状况,并给出提高学生体质的运动处方、专项训练方案与营养改善方案;信仰和价值的引导:未来教师要处理好学生成长过程中出现的各种问题,帮助学生坚定信仰,树立科学正确的价值观,帮助学生认识并遵守社会规范、公共道德和科技伦理,提升学生精神面貌,塑造学生健康的人格。

2.教育评价与治理形态

一是教育评价形态。学习服务设计与开发:利用技术工具设计、开发灵活多样的学习环境,设计立体化、跨学科融合的综合性课程,实现虚实结合的教学,为学生提供丰富多样的、精准的、适应性的学习资源与活动;学习问题诊断与改进:教师要通过人工智能对学生全学习过程数据进行采集与分析,并对其进行教育意义的解释,了解学生学习动态,超越表面问题,找到影响学生学习的关键障碍点,同时要对学生的不良状态做到及时预警,并形成有针对性的改进方案;发展性评估与改进:将人工智能技术引入教学评估活动中,通过大数据采集和学习分析,实现精准化、个性化评价,为学生和家长提供全面、客观、证据导向的综合素质评价报告。

二是教育治理形态。人机结合教育决策:未来教育是因人而异的教育,学生的个性化发展需求需要海量的教育服务的组合,教育资源的公平配置与管理等教育决策极其复杂,需要人工智能为教育决策提供各种数据及分析模型支持,需要形成人机联合的教育决策机制,实现智能化的教育治理模式;人工智能教育服务伦理监管:随着人工智能在教育领域中应用的逐渐深入,其伦理问题将成为重中之重。不同的人工智能有不同的设计算法,基于不同的数据集,有不同领域适应的局限性,教师应该了解人工智能提供的教育服务,一旦出现教育伦理问题,应能及时干预。

三是教师专业发展形态。同伴互助專业成长:人机协同的智能机器人可以协助教师诊断教学设计方案、课件、教学反思等制品中存在的问题,全面采集教师在课堂教学现场生成的声音、表情、师生互动行为等多模态的数据,借助其分析功能为教师的教学提供实时的诊断和改进建议,促进教师习得新的教学法知识、学科知识和技术知识,改善自身的认知缺陷,促进自身专业成长;AI智能备课:借助智能工具平台开展区域协同备课,能够体现个体知识和群体知识的协同进化过程。教师通过在网络学习平台中分享个人的教学策略,外化个体知识,能够丰富群体知识的数量,同时,通过教师间交流、质疑和协商等活动,实现了对群体知识的结构调整;注重体验参与的混合式培训:强调融合面对面培训与在线培训的优势,以学习者为中心,通过创设情境让学习者在活动中充分参与、获得体验、提升认识,进而实现教师个体与学习共同体的协同互惠发展。

在基于人工智能精确分析学生的全过程学习数据的前提下,未来教育将由教师和人工智能协同,为学生提供权威的学习支持服务、精准的学习内容和个性化的学习活动,实现多元的教育服务供给。在此基础上,学生将得到全面和优质的发展,个性化教育将从理想变成现实,焕发出强大的生命力。人工智能技术支持下的未来教师角色将发生极大变化,教师教学中简单、重复的知识传授性的教学角色,将会被人工智能所取代,教师的育人角色将越来越重要,我们将迈向教师与人工智能协作的未来教育时代。

责任编辑:木子

lis@zgjszz.cn

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