人工智能時代教師培訓面臨的挑戰及應對策略

□文/重慶市綦江區教師進修學校 李永文

當前，在云計算、大數據、物聯網、互聯網、智能識別等新技術新理念快速發展和經濟社會需求的雙重驅動下，信息技術疾步邁入智能化階段。國務院于2017年7月發布了《新一代人工智能發展規劃》，提出要發展“智能教育”。人工智能作為信息技術的更高發展階段，會深層次促進教育教學改革與創新發展，進而給未來教師培訓帶來機會和挑戰。因此，面對人工智能時代的挑戰，教師培訓應采取哪些應對策略，是擺在廣大教師培訓機構面前的緊迫課題。

一、人工智能的概念、發展歷程與本質特征

（一）人工智能的概念

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI，是研究如何用計算機去模擬、延伸和擴展人的智能，從而設計和制造具有更高智能水平的計算機的理論、方法、技術及應用系統的一門新興的科學技術。

（二）人工智能發展歷程

1.孕育時期（1956年以前）

人工智能的發展經過了相當長的孕育時間，從公元前384-322亞里士多德（Aristotle）提出形式邏輯三段論到20世紀30-40年代，數理邏輯和計算本質的思想的提出，為人工智能的形成產生了重要影響。從美國科幻大師阿西莫夫在1942年提出了“機器人三大定律”，基于生物神經網絡的麥卡洛克-皮茨神經元模型于1943年誕生，到諾伯特·維納在1948發表著名的《控制論——關于在動物和機器中控制和通訊的科學》，為人工智能的誕生奠定了堅實的基礎。

2.形成時期（1956-1976年）

1956年夏天，人類歷史上第一次人工智能研討會在美國的達特茅斯大學舉辦，以麥卡賽、明斯基等為首的一批年青科學家第一次提出了“人工智能”這一術語，它標志著新興學科“人工智能”的正式誕生。1965年，Feigenbaum專家系統（DENDRAL）誕生，它是世界上第一例成功的專家系統，它的出現標志著人工智能的一個新領域——專家系統的誕生。第一屆國際人工智能聯合會議于1969年召開，此后每兩年召開一次；1970年，《人工智能》國際雜志(International Journal of AI)創刊。

3.暗淡時期（1966-1974年）

盲目樂觀：1966年后，由于機器翻譯、定理證明、跳棋程序、模式識別、通用解題程序（GPS）等的解決，使得科學家們歡欣鼓舞，使得科學界出現了對人工智能這一領域的盲目樂觀，甚至預言2000年機器智能超過人類。但同時，人工智能在經歷一段比較快速的發展時期后，很快就遇到了巨大困難：大腦約有10的15次方以上的記憶容量，現有的技術條件下在機器的結構上模擬人腦是不大可能的。由于人工智能研究遇到了困難，使得人工智能在20世紀70年代初走向低落。

4.知識應用期（ 1970－1988 年）

1972年至1976年，費根鮑姆研成功制MYCIN專家系統；1976年，斯坦福大學的杜達等科學家研制出地質勘探專家系統PROSPECTOR，實現了人工智能從理論研究走向專門應用，是AI發展史上的一次重要突破。

5.集成發展期（1986年以來）

1986年， Rumelhart， Hinton 提出多層感知機與反向傳播(BP) 學習算法，該方式克服了感知器非線性不可分類問題，給神經網絡研究帶來了新的希望。1997年5月的深藍計算機戰勝了國際象棋大師卡斯帕洛夫。

6.進入新世紀（2000年以來）

而今，帶感覺的機器人擁有近似人的感官功能，如用聽覺、觸覺來判斷力的大小和滑動的情況。從實際情況的角度來講，人工智能從開始以來，理論和技術日益成熟，應用范圍不斷擴大，可以預見，未來如影視作品中塑造的人工智能機器人的出現，并非天方夜譚。

（三）人工智能的本質特征

人工智能是計算機科學的一個分支，現在無論其研究方法還是其成果形態都離不開計算，因此，計算是人工智能的本質特征。

（四）智能時代與信息時代的本質區別

首先，智能是擬生物概念，而信息主要是物理概念，二者不在一個層面；其次，信息革命主要是解決的是人體力問題，替代和擴展的是人的體能，而人工智能則主要替代和擴展人的腦力；第三，信息技術堪稱工業革命的頂峰，人工智能則可能超越這個頂峰，成為一個新的革命的起點，可以稱其為“零點革命”。

二、人工智能給教育帶來的變革與挑戰

互聯網誕生20多年來，人類社會經過了信息技術時代、數字時代和人工智能時代三個非常重要的節點。目前，在云計算、大數據、智能識別、知識管理、區塊鏈等新技術新理念的快速發展和經濟社會需求的雙重驅動下，信息化時代、數字華時代正在快速邁入智能化階段，人工智能將會從深層次推動教育變革，給未來教育帶來機遇和挑戰。

（一）改變了“育人目標”

過去教育目標是傳授知識、培養能力，從技藝到能力、從結果到過程。新時代，當人工智能成為人的記憶外存和思維助手時，學生簡單地攝取和掌握知識以獲取掙錢謀生技能的育人目標將不再重要。教育的目標是應更加側重培養學生的愛心、同理心，使其擁有合理的價值觀、批判性思維、強大的創新思維與能力、實踐的能力、協作力以及自主學習的能力培養，幫助學生準確定位自己和適應社會的不斷變化。

（二）改變了 “校園環境”

人工智能的發展為學生提供了更加利于高效學習的校園學習環境，隨著更高層次的智慧校園的建成，各種智能感知設備和技術無處不在。校園的物理環境、教室教學環境、網絡學習環境已經充分融合，實現了從環境的數據化到數據的環境化、從教學的數據化到數據的教學化、從人格的數據化到數據的人格化轉變。這些對教學環境的改善，讓教師在教學的過程中可以更加方便、高效。

（三）改變了“教師角色”

人工智能可以把教師從簡單重復工作中解放出來，從而越發讓教師專注于構建和諧穩固的師生關系和促進學生全面長遠發展。教師將成為滿足學生個性化需求的教學服務提供者、設計實施定制化學習方案的成長咨詢顧問。互聯網也改變了師生的關系，教師并不是知識唯一的載體，也不是知識的權威，學生可以通過各種媒體獲取的信息和知識。

（四）改變了“課堂資源”

智能屏幕將代替現代黑板，智能課桌成為現代課桌的升級版本，教師可以隨時插入并控制屏幕與課桌，這些聯網的設備提供了與智能手機相同的在線資源并實現“課堂在場”。這樣的課堂，是線下實體課堂與線上虛擬課堂的穿梭轉換與融合，是對海量教學教育資源的高效應用。教師可以利用人工智能技術和大數據，更加精細、精準地了解學生特點、個性和需要。

（五）改變了“學習范式”

人工智能可以讓每個孩子擁有本身的智慧學伴，他們只要用手機拍一拍、掃一掃、說一說、點一點，就會實現答案剖析、給分點評，知識點、重點、難點、考點的自動生成和推送。智能的學習系統可以根據學生的個人信息以及學生在網上的瀏覽記錄來為學生推薦學習內容，并且可以根據學生的變化來改變學生要學習，從而激發學生深層次的學習欲望。

（六）實現了“泛在教育”

傳統教育有固定的地點、固定的時間、固定的人員和學習固定的內容。但現在隨著互聯網、移動通訊、云技術的實現以及其人工智能的發展，使得在任何時間、任何地點、任何人可以學習任何內容，這就是我們現在說的泛在教育。泛在教育正在替代傳統教育，搞課外教育的很多上市公司是搞培訓的，他們沒有校園，沒有教室甚至沒有教師，但是他能夠有幾十萬、上百萬的學生，網絡就是他的校園，電腦終端、手機就是他的教室，他的教師遍布全世界。

（七）實現了“效率提高”

人工智能將教學變為大數據分析以及人工智能輔助的以學生為中心的個性化學習，可以有效并且高效地解決以前遠程教學中師生不能進行有效互動和教師不了解學情的問題。同時，人工智能加教育大數據，還可以有效解決傳統教育中教師每天需要投入大量的時間進行作業批改，而以教學能力為核心的教師需要較高專業性，教師之間的教育經驗傳遞效率低的問題。有研究指出，人工智能可以使教學效率提升30%左右，備課重復性工作顯著減少，學生無效學習時間減少40%以上，每個知識點的學習時間顯著減少。

（八）挑戰了“教師培訓”

在人工智能時代，教師教學必須抓住3個核心：一是教授學生有價值的知識，同時培養學生探尋知識的興趣、欲望和方法；二是培養學生良好的品行；三是啟發學生尋找人生的價值和意義。但我們現在的教師培訓課程的設置，更多的還是按照傳統的教師培訓來設置培訓課程，缺乏對人工智能下對教師培訓課程的設計、開發和應用，教師培訓還遠不能適應人工智能時代的學校教育教學。

三、人工智能時代教師培訓應對策略

（一）制定教師培訓應對人工智能挑戰規劃

人工智能對教師培訓的挑戰日益顯現，當下教師培訓有相當一部分課程設置仍然是基于傳統教育、教學和管理設計的，很大部分教師和管理者不能適應人工智能對教育的挑戰。各級教師培訓機構應該在教育主管部門的指導下，通過內外部因素分析和需求調查，了解人工智能在本地區對教育發展的挑戰，然后結合自己區域的實際情況，制定本地區教師培訓應對人工智能挑戰規劃。

（二）開發教師全員培訓人工智能通識課程

為了應對人工智能對教育的挑戰，高校專家、企業人工智能智能專家和教師培訓機構應聯合開發用于教師全員培訓的人工智能通識課程，以期在新一倫教師全員培訓中，為普及人工智能知識提供課程資源。

（三）創建人工智能教育教師培訓創新基地

當前，教育領域已成為人工智能重要應用場景之一。因此，應該圍繞對人工智能教育課程開發、培訓、制度建設、機制建立等，建立區域人工智能教育教師培訓創新基地，積極探索教師培訓應對人工智能的經驗。

（四）建立人工智能促進教師專業發展聯盟

《新一代人工智能發展規劃》指出應逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程、建設人工智能學科和在線智能教育平臺，逐步完善人工智能教育體系，鼓勵實施全民智能教育項目等。因此，建立“人工智能促進教師專業發展聯盟”，推動“人工智能與與教師專業發展”的融合，進而推動相關領域的創新非常有必要。

（五）加速人工智能教師培訓專家人才培養

為了推動教師培訓人工智能課程的培訓，有必要建立人工智能教師培訓專家資源庫，積極搭建學校人工智能智能與教師專業發展的平臺，對入庫專家進行高端位培訓。建立人工智能教師培訓專家培養試點基地，加強線上線下深度融合學習指導能力的培訓。

（六）提升教師愛商、數商、信商三大本領

今后的教師需要具備 “愛商”、“數商”和“信商”三大本領，才能成為依然被學生需要的人。教師要擁有高超的“愛商”、“數商”和“信商”，根底在于持續學習特別是移動學習的能力，增強綜合運用手機、平板電腦等各種信息技術媒介與工具的能力。從來沒有一個時代像人工智能時代一樣，對教師的學習能力有如此高的期待和要求：不學習，就淘汰，不持續學習，就落伍，就泯然于眾生之中。

（七）加強指導培養學生“四種能力”的培訓

現在國際上普遍認為學生未來最需要的能力是批判性思維能力、溝通能力、創造性能力、文化流暢性能力四種能力，這四種能力被認為是核心素養，對這四種能力的掌握程度決定了學生在未來社會的發展水平和幸福程度。因此，加強對教師培養學生這四種能力培養指導的的培是將非常重要和必要。

（八）普及教育、教學及管理人工智能知識

各級培訓機構在今后教師培訓的課程設置中，要普及推廣機器學習、知識計算、群智計算、人工智能、認知科學和心理學等領域深度交叉融合也有個了解，對大數據智能、高級機器學習、類腦智能計算和量子智能計算等前沿也進行初步學習，培養教師的“計算思維”，形成人工智能教育的沃土，為智能教育時代教師培訓振興者搭建足夠寬廣的舞臺。

面對信息技術和人工智能的日新月異，教師培訓機構應加快教師發展信息化步伐，主動擁抱人工智能，進一步推動信息技術在教師培訓中的應用，利用人工智能技術支撐培訓模式的創新，支撐培訓方法的改革，持續不斷地造就一批又一批掌握信息技術、具有創新思維、善用人工智能的新時代的教師。◇