“AI+教師”的協(xié)作路徑發(fā)展分析

余勝泉 王琦

[摘? ?要] 互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下信息呈現(xiàn)增速越來(lái)越快、體量越來(lái)越大、結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得人類教師的認(rèn)知能力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，“AI+教師”的認(rèn)知外包將成為常態(tài)，也是人工智能時(shí)代人機(jī)協(xié)同的主要形式。根據(jù)教師工作智能形態(tài)的不同，“AI+教師”的認(rèn)知外包將實(shí)現(xiàn)人腦內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)之間的不同層次的連接，使得機(jī)器可以外包教師在數(shù)據(jù)計(jì)算、特征感知、模式認(rèn)知和社會(huì)交互四個(gè)層面的智能;以四層智能外包為基礎(chǔ)，文章提出了“AI+教師”實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同的教學(xué)分析框架，按協(xié)同過(guò)程中智能性和自主性遞增主要包含AI代理、AI助手、AI教師和AI伙伴。最后在該框架的基礎(chǔ)上，預(yù)測(cè)了未來(lái)人機(jī)協(xié)同教學(xué)的核心特征，期望為智能時(shí)代“AI+教師”的協(xié)作提供路徑參考和應(yīng)用啟示。

[關(guān)鍵詞] 人工智能; AI+教師; 人機(jī)協(xié)同; 認(rèn)知外包

[中圖分類號(hào)] G434? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A

一、人工智能時(shí)代的認(rèn)知外包

（一）信息海量增長(zhǎng)帶來(lái)的個(gè)體認(rèn)知挑戰(zhàn)

智能終端的普及和高速泛在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，使得我們可以真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)連接、隨心隨意的服務(wù)和內(nèi)容獲取，人類進(jìn)入了以互聯(lián)網(wǎng)為核心的基礎(chǔ)設(shè)施支撐的信息時(shí)代。在此背景下，為了滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的信息和服務(wù)需求，以內(nèi)容支持和交互性服務(wù)為核心功能的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品越來(lái)越多，人們?cè)讷@取內(nèi)容和服務(wù)的同時(shí)，也可以貢獻(xiàn)個(gè)性化的智慧，進(jìn)而促進(jìn)信息和知識(shí)的海量增長(zhǎng)。以“微信”這一內(nèi)容和交互服務(wù)類應(yīng)用為例，截至2018年其全球用戶量共約10億，假如每人每天發(fā)10個(gè)字的信息，每天將有100億字的信息產(chǎn)生，相當(dāng)于50000本20萬(wàn)字的書籍[1]。加之郵件、新聞、公眾文章等信息源，人們每天需要接觸和處理的信息正呈爆炸式增長(zhǎng)。

海量增長(zhǎng)的信息，一方面為人們工作學(xué)習(xí)中的知識(shí)獲取和個(gè)體的職業(yè)發(fā)展帶來(lái)更多的選擇和可能，另一方面也為人們獲取到真正所需的信息帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。按照香農(nóng)信息論的觀點(diǎn)，信息是雜亂無(wú)章地存在于一定環(huán)境內(nèi)的，環(huán)境內(nèi)的信息量越大，信息熵將越多，從而使得環(huán)境愈加復(fù)雜而增加信息有效獲取的不確定性[2]。這種情況下，由于個(gè)體的學(xué)習(xí)時(shí)間、信息處理能力以及容量是有限的，單一個(gè)體要應(yīng)對(duì)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的信息并獲取滿足個(gè)體發(fā)展需要的內(nèi)容將變得愈發(fā)困難。在這種無(wú)法回避的壓力下，傳統(tǒng)認(rèn)知方式的改變不可避免，認(rèn)知外包成為必然，我們要借助智能設(shè)備來(lái)思考，從而適應(yīng)信息巨變環(huán)境下的新的生存方式。

（二）認(rèn)知外包的理念及其意義

歷史證明，在認(rèn)知方式的變革、社會(huì)的進(jìn)步歷程中工具的使用必不可少。在前三次工業(yè)革命中，蒸汽機(jī)、發(fā)電機(jī)、計(jì)算機(jī)等工具作為變革生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系的關(guān)鍵，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展和人們認(rèn)知方式的改變。同樣地，在信息時(shí)代要實(shí)現(xiàn)人類認(rèn)知方式的改變，需要借助有效的工具。當(dāng)前，智能技術(shù)、智能設(shè)備的涌現(xiàn)和廣泛應(yīng)用為人類認(rèn)知方式的改變帶來(lái)了契機(jī)，智能設(shè)備逐漸成為輔助人類思考和認(rèn)知的重要工具，人機(jī)結(jié)合的思維方式也將成為信息時(shí)代人類適應(yīng)社會(huì)的基本思維方式，它可以輔助人類突破個(gè)體認(rèn)知的極限，駕馭超越個(gè)體認(rèn)知水平的復(fù)雜情境，處理超越個(gè)體認(rèn)知能力的海量信息，應(yīng)對(duì)超越個(gè)體認(rèn)知速度的行為演變[3]，是人類思維方式轉(zhuǎn)型的基本方向。由于這種借助外部設(shè)備的思考和認(rèn)知的方式的核心是將人類認(rèn)知能力上的不足外包給外部智能設(shè)備，因此，本文將其定義為“認(rèn)知外包”。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，要使人類的工作和學(xué)習(xí)效率得到最大程度的提升，認(rèn)知外包需成為常態(tài)，這種常態(tài)也將進(jìn)一步促進(jìn)人與計(jì)算機(jī)、手機(jī)等智能設(shè)備為一體的人機(jī)結(jié)合的分布式教育智能的形成（如圖 1所示）。

認(rèn)知外包的核心是連接，其包含一個(gè)介質(zhì)和兩個(gè)主體。一方面，認(rèn)知外包連接的介質(zhì)是以互聯(lián)網(wǎng)為支撐的實(shí)時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模數(shù)據(jù)服務(wù)，在此基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的社會(huì)化協(xié)同，讓更多社會(huì)化的人、物參與到認(rèn)知外包過(guò)程中貢獻(xiàn)智慧、提供支持，將個(gè)體的知識(shí)和數(shù)據(jù)壓力分發(fā)給外部存儲(chǔ)設(shè)備，將個(gè)體對(duì)外部信息的識(shí)別能力分發(fā)給智能識(shí)別設(shè)備，將個(gè)體對(duì)策略和規(guī)律的認(rèn)知能力分發(fā)給模式匹配設(shè)備，最后將個(gè)體的交互性學(xué)習(xí)反饋的需求通過(guò)外部設(shè)備的社交功能進(jìn)行處理;通過(guò)這種以功能為導(dǎo)向?qū)?nèi)容進(jìn)行分布式處理的方式，實(shí)現(xiàn)了人腦認(rèn)知壓力的轉(zhuǎn)移和創(chuàng)新認(rèn)知功能的聚焦，使得知識(shí)和智慧越來(lái)越呈現(xiàn)分布式、去中心化的特點(diǎn)[4]，促進(jìn)知識(shí)生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用形態(tài)的轉(zhuǎn)型[5]。另一方面，認(rèn)知外包連接的主體是內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)知外包的實(shí)現(xiàn)過(guò)程也是內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)相互作用、相互增強(qiáng)的過(guò)程。內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)即人的大腦，而外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)是外接智能設(shè)備;兩種網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)不同，其功能和作用也有區(qū)別，內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)具備人類基本的計(jì)算、感知、認(rèn)知和社會(huì)化的智能，具有直覺(jué)、復(fù)雜模式認(rèn)知、情感關(guān)懷等優(yōu)勢(shì)，在信息處理過(guò)程中可以解釋意義和價(jià)值，能夠從學(xué)習(xí)的原理和事物發(fā)展的規(guī)律角度為認(rèn)知外包的連接提供方向指引。而外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的核心是數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)和計(jì)算，具有海量信息存儲(chǔ)與檢索、快速計(jì)算等優(yōu)勢(shì)，一方面設(shè)備的存儲(chǔ)功能提供了認(rèn)知外包所需要的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)則為認(rèn)知外包提供了信息和事實(shí)，計(jì)算處理程序則通過(guò)提供外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)向內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)智能轉(zhuǎn)換的接口，讓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供的方向和價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。在認(rèn)知外包的過(guò)程中，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)越完備，即直覺(jué)和模式識(shí)別能力越強(qiáng)，其提供的方向越準(zhǔn)確、價(jià)值越高，其在連接外部網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中的效率就越高、規(guī)模越大、結(jié)合能力越強(qiáng)，相應(yīng)地，其對(duì)社會(huì)變革起到的驅(qū)動(dòng)力就越大。內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)和外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的交互模式如圖 2所示。

而從學(xué)習(xí)的角度來(lái)講，學(xué)習(xí)是個(gè)體與外部網(wǎng)絡(luò)建立社會(huì)認(rèn)知連接的過(guò)程，該連接從單純的“人”的視角走向“人”與“知識(shí)”的雙重視角，連接過(guò)程中包含了兩類節(jié)點(diǎn)：社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系節(jié)點(diǎn)和知識(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系節(jié)點(diǎn)（如圖3所示）。維果斯基認(rèn)為，人的高級(jí)認(rèn)知能力是在與周圍人的交往過(guò)程中產(chǎn)生與發(fā)展起來(lái)的，是受人類的文化歷史所制約的，在人的發(fā)展過(guò)程中，人與外部物質(zhì)工具及精神符號(hào)工具的連接與互動(dòng)至關(guān)重要。我們認(rèn)為，信息時(shí)代下的學(xué)習(xí)過(guò)程中，知識(shí)與社會(huì)兩類節(jié)點(diǎn)的有序、緊密連接是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)發(fā)生的重要條件。在認(rèn)知外包的背景下，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系節(jié)點(diǎn)表征了特定學(xué)習(xí)環(huán)境下的相關(guān)學(xué)習(xí)群體，這些節(jié)點(diǎn)作為認(rèn)知外包的外部載體，承載了知識(shí)與交互智能，具備不同知識(shí)和智能的個(gè)體可以通過(guò)對(duì)內(nèi)容的分享、協(xié)商與交流實(shí)現(xiàn)知識(shí)的聯(lián)通、聚合、升華與創(chuàng)造，進(jìn)而延伸單一個(gè)體的大腦，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知深度的提升;而知識(shí)網(wǎng)絡(luò)關(guān)系節(jié)點(diǎn)則表征了一定情境下與學(xué)習(xí)者產(chǎn)生連接的領(lǐng)域知識(shí)，這些知識(shí)通過(guò)一定語(yǔ)義關(guān)系聚合在與學(xué)習(xí)者個(gè)體連接的外部網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的檢索、獲取、重組和再造，同時(shí)，不同類型的知識(shí)體系則作為學(xué)習(xí)者拓展學(xué)習(xí)廣度和深度的認(rèn)知腳手架，從不同角度為學(xué)習(xí)提供支持。整體來(lái)說(shuō)，社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)將個(gè)體內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)關(guān)于知識(shí)處理和分析的過(guò)程卸載給社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的不同節(jié)點(diǎn)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)之間不斷的連接、聚合和強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)越多、關(guān)聯(lián)越密集，連接強(qiáng)度就越大，那么學(xué)習(xí)者可以建立的認(rèn)知結(jié)構(gòu)就越完善，越能增強(qiáng)和突破人類認(rèn)知的極限，進(jìn)行深層次的建構(gòu)并達(dá)到高階思維目標(biāo)[6]。

（三）認(rèn)知外包的形態(tài)

在通過(guò)外部智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)認(rèn)知外包的過(guò)程中，外部設(shè)備的不同智能支持程度決定了其外包人腦內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的工作層次，進(jìn)而也決定了認(rèn)知外包連接的形態(tài)和深度。由于認(rèn)知外包主要實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備對(duì)人腦智能的外包和輔助，因此，根據(jù)其在計(jì)算、認(rèn)知、感知和社會(huì)化上的不同層次（如圖 2所示），可以分為如下四種形態(tài)：

連接計(jì)算信息的外包：互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代海量增長(zhǎng)的信息為人類的信息記憶、存儲(chǔ)、加工甚至檢索帶來(lái)了挑戰(zhàn)，而計(jì)算信息外包正是針對(duì)人類大腦信息加工能力的不足，借助外部設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)充和輔助。計(jì)算信息外包使得人腦不再需要對(duì)所有的知識(shí)、概念的詳細(xì)內(nèi)容進(jìn)行記憶和存儲(chǔ)，只需要對(duì)特定領(lǐng)域的新知識(shí)和概念進(jìn)行索引，了解其含義、結(jié)構(gòu)及應(yīng)用情境，掌握信息提取的方法，而具體的內(nèi)容存儲(chǔ)、計(jì)算則交付給外部存儲(chǔ)設(shè)備，當(dāng)人腦需要這些信息時(shí)，可以通過(guò)人腦建立的連接指引從外部設(shè)備調(diào)用這些信息，實(shí)現(xiàn)信息的外包和高效利用。

連接感知信息的外包：感知技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)器可以對(duì)文本、圖像、語(yǔ)音、情感等進(jìn)行感知和識(shí)別，它可以使得人類更好地感知和識(shí)別生活空間中的自然和社會(huì)信息，擴(kuò)展人類的感知能力與范圍。當(dāng)我們的生活空間和社會(huì)空間通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)大幅度擴(kuò)展后，我們就會(huì)產(chǎn)生對(duì)各種復(fù)雜、陌生的信息進(jìn)行處理的需求，如不同國(guó)家的語(yǔ)音轉(zhuǎn)錄、不同語(yǔ)種的文本識(shí)別等。個(gè)體對(duì)這種復(fù)雜、變化迅捷的信息的識(shí)別是較為低效，甚至存在困難的，而計(jì)算機(jī)的感知識(shí)別功能（如語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別等）在大規(guī)模數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)個(gè)體特征數(shù)據(jù)的采集，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其個(gè)性化需求的感知，進(jìn)而可以在人腦需求指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)感知信息的外包，比如實(shí)時(shí)機(jī)器翻譯。

連接認(rèn)知信息的外包：認(rèn)知信息的外包主要強(qiáng)調(diào)通過(guò)對(duì)可感知事物背后復(fù)雜信息的計(jì)算、推理和分析過(guò)程來(lái)獲取超越事物表象的復(fù)雜認(rèn)知功能。在人類的信息交互過(guò)程中，個(gè)體的交互模式和規(guī)律是該復(fù)雜認(rèn)知功能的體現(xiàn)，但一般來(lái)說(shuō)，人腦只能通過(guò)對(duì)個(gè)體交互行為的主觀感知來(lái)對(duì)模式、規(guī)則進(jìn)行挖掘和判斷，這種判斷依賴個(gè)體經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確度低且不穩(wěn)定。在智能設(shè)備支持的環(huán)境下，可以通過(guò)對(duì)海量個(gè)體行為的挖掘、計(jì)算、推理和分析，建立判定優(yōu)質(zhì)行為和不良行為的模式，進(jìn)而促進(jìn)意義的發(fā)現(xiàn)并提升判別的穩(wěn)定性，這種方式即認(rèn)知信息的外包，是一種相對(duì)高級(jí)的智能外包和人機(jī)協(xié)同形式。

連接社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的外包：個(gè)體與個(gè)體之間的直接交互和不同個(gè)體對(duì)同一內(nèi)容的間接交互是促進(jìn)領(lǐng)域知識(shí)積累和社會(huì)發(fā)展的重要途徑，這種社會(huì)化的交互有利于促進(jìn)知識(shí)的深層次交流、升華和反饋。而在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人類不再是社會(huì)化交互的唯一主體，智能設(shè)備除了作為客體支持服務(wù)的外包外，隨著其智能性的提升也將具備主體性。而具備主體性的智能設(shè)備將成為與人對(duì)等的社會(huì)化個(gè)體，它們將擁有情感計(jì)算、理解和表達(dá)能力，在此基礎(chǔ)上可以參與學(xué)習(xí)群體（人與人工智能機(jī)器）的社會(huì)化協(xié)同，進(jìn)行獨(dú)立的思考，與人腦進(jìn)行對(duì)等的主體合作，實(shí)現(xiàn)雙主體共同進(jìn)化。這就使得人腦提出的觀點(diǎn)可以引發(fā)智能設(shè)備的信息處理和思考，而智能設(shè)備根據(jù)信息處理結(jié)果提供的個(gè)性化反饋，同樣對(duì)于人腦具有啟示作用，讓機(jī)器進(jìn)化產(chǎn)生社會(huì)化的智能，進(jìn)而建立以人、智能設(shè)備為對(duì)等主體的社會(huì)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的外包。比如IBM公司的Project Debate機(jī)器人跟人的辯論性互動(dòng)，可創(chuàng)造引人入勝且信息豐富的無(wú)偏見觀點(diǎn)，有望幫助人類權(quán)衡重要決定。

在智能設(shè)備提供的多種形態(tài)的外包智能輔助下，認(rèn)知外包支持的人機(jī)協(xié)同將成為社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)和常態(tài)，而認(rèn)知是支撐教育發(fā)展的根基，當(dāng)我們適應(yīng)世界的認(rèn)知方式發(fā)生變化時(shí)，在此基礎(chǔ)上建立的教育體系必將發(fā)生根本形態(tài)的改變。在此過(guò)程中，盡管智能技術(shù)的快速發(fā)展為人機(jī)協(xié)同提供了支撐和可能，但仍需從教育理論和教育制度的角度上設(shè)計(jì)合理的變革模式，并將其嵌入到教育領(lǐng)域的業(yè)務(wù)流程中，形成新范式、新流程、新結(jié)構(gòu)、新業(yè)務(wù)形態(tài)，進(jìn)而構(gòu)建新的教育體系，促進(jìn)教育更好更快地發(fā)展[7]。本文將結(jié)合該問(wèn)題，通過(guò)對(duì)認(rèn)知外包四個(gè)層次的分析，從機(jī)器與教師如何協(xié)同促進(jìn)教與學(xué)不斷進(jìn)步的角度，設(shè)計(jì)人機(jī)協(xié)同教學(xué)的分析框架，期望為未來(lái)的人機(jī)結(jié)合的智能教育提供指導(dǎo)和支持。

二、人機(jī)協(xié)同教學(xué)的分析框架

認(rèn)知外包時(shí)代，建立人機(jī)協(xié)同教學(xué)的分析框架有利于教師與人工智能充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，相互合作，共同促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。該框架連接了人工智能和人腦智能兩個(gè)主體，從前者看，人工智能在協(xié)同過(guò)程中將逐步實(shí)現(xiàn)人腦的智能：計(jì)算智能、感知智能、認(rèn)知智能和社會(huì)智能。其中，計(jì)算智能主要實(shí)現(xiàn)計(jì)算信息的外包;感知智能主要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、圖像等人類感知信息的外包;認(rèn)知智能主要實(shí)現(xiàn)模式、規(guī)則、策略等認(rèn)知信息的外包;社會(huì)智能則對(duì)應(yīng)了相對(duì)高級(jí)的社會(huì)交互形式的外包。而從后者來(lái)看，人腦智能在連接人工智能運(yùn)作過(guò)程中將產(chǎn)生持續(xù)的相互作用、相互增強(qiáng)。

具體到教學(xué)工作中，根據(jù)教學(xué)工作本身規(guī)則性和創(chuàng)造性程度的不同，教師和人工智能（AI）在教學(xué)中所處的地位也有所區(qū)別。本文根據(jù)人機(jī)協(xié)同中機(jī)器智能由弱到強(qiáng)的智能性，將教師和AI的關(guān)系分為四個(gè)階段：AI代理、AI助手、AI教師和AI伙伴（如圖 4所示）。AI代理是低層次的協(xié)同，是AI取代部分教師需要處理的低層次、單調(diào)性、重復(fù)性工作的智能形態(tài)，此階段AI主要作為教師工作的代理，運(yùn)用計(jì)算智能處理簡(jiǎn)單事務(wù);而AI助手則是教師運(yùn)用AI來(lái)提高常規(guī)工作效率的形態(tài)，是AI中低智能的體現(xiàn)，AI借助其感知智能處理采集到的教與學(xué)數(shù)據(jù)，而教師針對(duì)數(shù)據(jù)提供意義和解釋，教師將增強(qiáng)AI處理模糊事務(wù)的能力;AI教師是人機(jī)結(jié)合的超級(jí)教師，此時(shí)AI具備認(rèn)知智能，能夠在感知和認(rèn)知方面均顯著增強(qiáng)教師的能力，突破教師個(gè)體認(rèn)知極限，使得教師具有更大的教育創(chuàng)造性;AI伙伴是最高級(jí)的人機(jī)協(xié)同方式，此時(shí)AI具備了社會(huì)智能，能夠與人類教師進(jìn)行社會(huì)性互動(dòng)，同時(shí)，AI的創(chuàng)造性和自主性達(dá)到人類教師的層次，可以獨(dú)立地與人類教師進(jìn)行對(duì)等的交流，實(shí)現(xiàn)共同進(jìn)化、相互提升。

（一）AI代理：代替教師重復(fù)性工作

教師應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生的完整品格和創(chuàng)新能力為首要任務(wù)。然而，當(dāng)前教師的知識(shí)傳授任務(wù)非常繁重，教師在完成日常授課和班級(jí)管理工作外，還需要完成諸如布置作業(yè)、批改作業(yè)、考試組卷、閱卷評(píng)分、成績(jī)統(tǒng)計(jì)、備課、家長(zhǎng)反饋等工作，這些工作重復(fù)性和規(guī)則性強(qiáng)，智力投入低，但需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力，使得教師超負(fù)荷工作，影響了教師對(duì)自身工作的滿意度和認(rèn)同感，更會(huì)影響教師的教學(xué)、專業(yè)發(fā)展、育人創(chuàng)造性的發(fā)揮等。

利用技術(shù)手段幫助教師降低工作負(fù)荷是解決和改善上述問(wèn)題的一條重要途徑。教師的工作分為兩類，以教學(xué)設(shè)計(jì)、情感交流為代表的創(chuàng)造性工作和以批改作業(yè)、反饋為代表的機(jī)械重復(fù)性工作，而造成教師壓力的主要原因在于后者。AI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)即在于能夠基于數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)械重復(fù)活動(dòng)的規(guī)則，進(jìn)而高效、準(zhǔn)確地處理這些任務(wù)。但AI技術(shù)在處理創(chuàng)造性高的工作時(shí)會(huì)存在缺陷。從AI解決教師面臨問(wèn)題的途徑來(lái)講，AI主要依賴數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的計(jì)算智能。教師在解決重復(fù)勞動(dòng)過(guò)程中效率不高，甚至容易出現(xiàn)偏差的原因在于人腦的計(jì)算能力有限，人腦在提取、計(jì)算和處理信息過(guò)程中的速率遠(yuǎn)落后于機(jī)器，尤其是計(jì)算過(guò)程，且具有模糊性和不穩(wěn)定性。而AI依賴設(shè)計(jì)和訓(xùn)練好的規(guī)則，只需要為其提供數(shù)據(jù)，即可對(duì)大規(guī)模的工作進(jìn)行迭代解決，其運(yùn)算速度和穩(wěn)定性是人類大腦無(wú)法比擬的。以中國(guó)的天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)為例，其運(yùn)算1小時(shí)完成的任務(wù)量相當(dāng)于13億人同時(shí)用計(jì)算器計(jì)算1000年的任務(wù)量。另外，從情感體驗(yàn)的角度來(lái)看，人腦復(fù)雜的情感變化會(huì)影響教師工作的效率，而機(jī)器則可以不受情感影響，穩(wěn)定完成任務(wù)。

因此，當(dāng)教師的工作具有較強(qiáng)的規(guī)則性，而AI在處理這些事務(wù)中存在較高的自主性時(shí)，人機(jī)的協(xié)同可以通過(guò)AI代理模式存在，即AI將完全代替教師處理布置作業(yè)、批改作業(yè)、測(cè)試出題、安排考試、安全巡邏、資料檢索、學(xué)生信息管理、家長(zhǎng)信息反饋等重復(fù)性、規(guī)則性和煩瑣性的工作。以批改作業(yè)為例，AI代理完成作業(yè)批改充分利用了機(jī)器的計(jì)算智能，其步驟如下：（1）AI代理對(duì)存儲(chǔ)器中的作業(yè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行提取;（2）基于作業(yè)數(shù)據(jù)集的批閱規(guī)則和模型的訓(xùn)練;（3）利用訓(xùn)練的規(guī)則和模型對(duì)新的作業(yè)進(jìn)行批閱并輸出評(píng)價(jià)反饋。目前，諸多智能批改系統(tǒng)（如批改網(wǎng)）正是基于該過(guò)程進(jìn)行作業(yè)的自動(dòng)批改，并嘗試替代教師的人工批改，讓教師可以將精力投入到更具創(chuàng)造性的工作中去，革新教師的日常教學(xué)。

（二）AI助手：教師增強(qiáng)AI自動(dòng)化處理

在AI代理階段，教師利用AI可自動(dòng)化處理機(jī)械重復(fù)的事務(wù)，可以大幅度提高工作效率，其中計(jì)算智能發(fā)揮了主要作用，能夠較好地完成規(guī)則確定的問(wèn)題。但在知識(shí)傳遞之外，教育過(guò)程也是情感交互和創(chuàng)造的過(guò)程，學(xué)習(xí)者的主觀感受、情感經(jīng)歷等對(duì)于學(xué)習(xí)結(jié)果具有重要影響。而AI代理無(wú)法結(jié)合學(xué)習(xí)者的情感經(jīng)歷和生活體驗(yàn)分析問(wèn)題，這就難以對(duì)學(xué)習(xí)者評(píng)價(jià)報(bào)告背后的意義作出精準(zhǔn)全面的解讀，進(jìn)而難以提供適應(yīng)性的解決方案，這是AI代理的瓶頸。在這種規(guī)則性與創(chuàng)造性并重的工作面前，教師應(yīng)當(dāng)介入發(fā)揮對(duì)機(jī)器的指導(dǎo)作用，讓AI擔(dān)當(dāng)教師的助手，通過(guò)教師的教育智慧，增強(qiáng)AI處理事務(wù)的智能性與智慧性，從而提升教師處理教學(xué)與育人工作的效率。

而在此條件下，教師和AI發(fā)揮的作用是不同的，前文中提到，在認(rèn)知外包連接過(guò)程中人腦決定方向和價(jià)值，而機(jī)器提供數(shù)據(jù)和事實(shí)，AI的分析結(jié)果只有嵌入教學(xué)理念的解釋才有教育價(jià)值，因此，教師和AI需要利用其優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生更深層次的協(xié)同。比如AI在感知智能上具有優(yōu)勢(shì)，可以處理大量的多維度信息，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)學(xué)生的課堂表情，但卻無(wú)法分析表情背后的注意力分散情況。而教師雖然在處理大量數(shù)據(jù)時(shí)存在困難，但其在與學(xué)習(xí)者長(zhǎng)時(shí)間的接觸過(guò)程中形成了體驗(yàn)的互通和情感的紐帶，具有教育認(rèn)知的優(yōu)勢(shì)，可以更全面地對(duì)學(xué)習(xí)者的問(wèn)題進(jìn)行綜合分析和診斷，并從教育、心理、人的全面發(fā)展的角度作出更具指導(dǎo)性的建議，比如學(xué)生的什么表情表示注意力的分散，其背后的情感與認(rèn)知原因則需要教師來(lái)解釋。

因此，在規(guī)則性與創(chuàng)造性并存的教學(xué)條件下，教師和機(jī)器各具優(yōu)勢(shì)，需要充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)才能實(shí)現(xiàn)更好的人機(jī)協(xié)同。在此過(guò)程中，教師對(duì)意義的解釋是挖掘?qū)W習(xí)者學(xué)習(xí)問(wèn)題的核心，對(duì)學(xué)習(xí)者更具參考價(jià)值，因此，該協(xié)同方式下的教學(xué)表現(xiàn)為教師主導(dǎo)下的AI輔助，即AI將作為助手輔助教師處理工作，而最終的決策及意義解釋將由教師做出，兩者各司其職又互相依賴。在具體的協(xié)同過(guò)程中，兩者利用各自的優(yōu)勢(shì)相互彌補(bǔ)各自的不足。傳統(tǒng)教學(xué)中教師個(gè)體難以捕獲所有學(xué)習(xí)者的感知和行為數(shù)據(jù)，因此，其決策多由主觀經(jīng)驗(yàn)驅(qū)使，而這種數(shù)據(jù)的感知和捕獲可以外包給機(jī)器，利用機(jī)器的感知智能為教師決策提供數(shù)據(jù)支持，進(jìn)而讓通常處于模糊形式的教育、心理和社會(huì)知識(shí)以更為具體和明確的方式呈現(xiàn)出來(lái)[8]。

AI助手輔助教師處理事務(wù)的典型工作形態(tài)有完成學(xué)生綜合評(píng)價(jià)報(bào)告、生成工作總結(jié)報(bào)告、開展學(xué)習(xí)障礙診斷、進(jìn)行教學(xué)與學(xué)習(xí)日程安排等。下面以學(xué)科問(wèn)題診斷為例，闡述AI助手階段的人機(jī)協(xié)同過(guò)程：（1）教師根據(jù)學(xué)習(xí)者問(wèn)題診斷的需求，從教與學(xué)的角度確定數(shù)據(jù)采集指標(biāo);（2）機(jī)器根據(jù)上述指標(biāo)全方位捕獲能夠表征學(xué)習(xí)者特征的情感、身體狀態(tài)、行為以及學(xué)習(xí)過(guò)程性數(shù)據(jù)，并借助相關(guān)模型（如學(xué)習(xí)者模型、教學(xué)模型等）轉(zhuǎn)換成描述學(xué)生在各個(gè)狀態(tài)上的得分，然后整合成報(bào)告形式呈現(xiàn)給教師;（3）教師查看報(bào)告，一方面可以了解學(xué)習(xí)者知識(shí)上的優(yōu)勢(shì)和不足，另一方面可以查看學(xué)習(xí)者在體質(zhì)、行為、情感方面的變化趨勢(shì)，使得教師可以確定學(xué)習(xí)者的知識(shí)不足是由于其近期身體狀態(tài)不佳，或者感情遇到問(wèn)題，進(jìn)而結(jié)合兩者的結(jié)果對(duì)學(xué)習(xí)者的問(wèn)題進(jìn)行更加精準(zhǔn)的診斷和建議。

（三）AI教師：AI增強(qiáng)教師創(chuàng)新

當(dāng)AI的自主性發(fā)展到一定程度，其替代教師工作的能力也將越強(qiáng)，將出現(xiàn)能力超群的AI教師，能夠做傳統(tǒng)教師無(wú)法企及的事情。傳統(tǒng)的教師強(qiáng)調(diào)教學(xué)的設(shè)計(jì)、內(nèi)容的講授、學(xué)習(xí)情況的評(píng)估和反饋等，而人工智能時(shí)代，知識(shí)已經(jīng)不再是衡量學(xué)習(xí)者的唯一標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的問(wèn)題解決能力培養(yǎng)、創(chuàng)造力的提升、社會(huì)交互能力塑造、心理體質(zhì)健康正確引導(dǎo)等均成為教師工作的重要方面[9]，比如育人，面對(duì)兒童成長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的諸如打架、早戀、過(guò)分崇拜明星等典型問(wèn)題，教師常因不了解問(wèn)題背后的教育學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、生理學(xué)等知識(shí)與特點(diǎn)而無(wú)從下手，或只是粗暴地教訓(xùn)或干預(yù)，不利于孩子的健康成長(zhǎng)[10]。面對(duì)此類復(fù)雜化的教學(xué)情境，教師需要具備能夠因時(shí)而異、因地而異地根據(jù)學(xué)習(xí)科學(xué)、教育政策等分析教學(xué)發(fā)展規(guī)律，作出正確決策進(jìn)而促進(jìn)教學(xué)管理和教育質(zhì)量改進(jìn)的能力。上述工作對(duì)創(chuàng)造性要求進(jìn)一步提升，且超出了教師的個(gè)體認(rèn)知能力，而這類高創(chuàng)造力的工作也需要以大規(guī)模行為、感知、認(rèn)知數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算和分析為依托，這就進(jìn)一步放大了教師在處理復(fù)雜問(wèn)題上的不足。

智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將為上述問(wèn)題的解決提供動(dòng)力，增強(qiáng)的AI將具備人類認(rèn)知規(guī)律的學(xué)習(xí)能力，可以通過(guò)人類設(shè)置的規(guī)則和海量的數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)人腦處理復(fù)雜創(chuàng)造性問(wèn)題過(guò)程中的模式，從而增強(qiáng)其解決問(wèn)題的自主性，即AI將具備認(rèn)知智能，再結(jié)合其強(qiáng)大的計(jì)算智能和感知智能，AI在面對(duì)創(chuàng)造性更強(qiáng)的工作時(shí)，可以獨(dú)立開展工作，這一階段即進(jìn)入了AI增強(qiáng)教師創(chuàng)新的階段——即將會(huì)出現(xiàn)與人類特級(jí)教師相媲美的AI教師。在此階段，教師將作為創(chuàng)新工作規(guī)則的設(shè)計(jì)者和指導(dǎo)者，而AI則將作為解決問(wèn)題的主體——承擔(dān)領(lǐng)域頂尖水平的領(lǐng)域?qū)＜一蚪處煹慕巧珳?zhǔn)感知和計(jì)算任意情境下學(xué)習(xí)者的需求，并借助大規(guī)模的知識(shí)庫(kù)分析學(xué)習(xí)者的認(rèn)知和行為模式，進(jìn)而指導(dǎo)其學(xué)習(xí)成績(jī)、能力、素養(yǎng)的全面提升，在與學(xué)習(xí)者的不斷交互過(guò)程中，AI教師自身的知識(shí)也將不斷積累和進(jìn)化。

AI教師在特定教育領(lǐng)域的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)對(duì)教師隱性知識(shí)的學(xué)習(xí)，AI可以獲得類似教師的主觀認(rèn)知能力和創(chuàng)造力，體現(xiàn)了機(jī)器的認(rèn)知智能，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)協(xié)同過(guò)程中的認(rèn)知外包，讓機(jī)器真正替代了教師，一定程度上解決了人類教師數(shù)量不足、專業(yè)水平參差不起的問(wèn)題。具體工作形態(tài)主要表現(xiàn)為智能輔導(dǎo)機(jī)器人、情感陪護(hù)AI教師、心理輔導(dǎo)AI教師、教師職業(yè)發(fā)展促進(jìn)AI導(dǎo)師等。其工作的基本流程為：（1）基于機(jī)器的感知智能采集和提取學(xué)習(xí)者、教師在教與學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題及其操作行為;（2）依托其計(jì)算智能處理采集的數(shù)據(jù)，建立學(xué)習(xí)者、教師的問(wèn)題行為模式;（3）依賴其認(rèn)知智能和大規(guī)模知識(shí)庫(kù)計(jì)算得到當(dāng)前情境下的適應(yīng)性參考行為模式;（4）對(duì)問(wèn)題行為模式和生成的參考行為模式進(jìn)行對(duì)比分析，明確學(xué)習(xí)者的不足并為其推薦改進(jìn)學(xué)習(xí)的資源和方案。目前，教育領(lǐng)域已經(jīng)基于不同領(lǐng)域的知識(shí)庫(kù)研發(fā)了適用于不同場(chǎng)景的AI教師，如未來(lái)教育高精尖創(chuàng)新中心研發(fā)的基于基礎(chǔ)教育學(xué)科知識(shí)庫(kù)的智能輔導(dǎo)機(jī)器人[11]，可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、知識(shí)、能力和以往過(guò)程數(shù)據(jù)自適應(yīng)地為學(xué)習(xí)者提供學(xué)習(xí)規(guī)劃和方向指導(dǎo)。清華大學(xué)與學(xué)堂在線合作研發(fā)的“小木”機(jī)器人，借助龐大的高等教育在線學(xué)習(xí)知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)問(wèn)題的自動(dòng)解答，為幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙提供了支持[12]。這一形態(tài)在特殊教育領(lǐng)域中的表現(xiàn)最為明顯，由于特殊兒童的學(xué)習(xí)方式具有某種特殊性，教師在理解不同認(rèn)知方式的過(guò)程中存在困難，而AI教師能夠?yàn)閷W(xué)生提供從診斷到干預(yù)，再到評(píng)估等一系列服務(wù)，助力教師解決領(lǐng)域內(nèi)的棘手難題，如ElSayed研發(fā)的用于診斷學(xué)習(xí)障礙兒童的智能分類系統(tǒng)[13]。

（四）AI伙伴：教師與AI的相互社會(huì)性增強(qiáng)

未來(lái)，通用人工智能技術(shù)取得突破后，人機(jī)協(xié)同將發(fā)展到更高的智能階段，將會(huì)出現(xiàn)人類教師對(duì)等合作的伙伴，AI機(jī)器人將擁有人類教師同等的自主性，并可以與人類教師產(chǎn)生自主的社會(huì)性協(xié)同。即使AI教師已經(jīng)可以很好地完成教育教學(xué)領(lǐng)域中既有的工作，如課標(biāo)要求下的個(gè)性化輔導(dǎo)、情感陪護(hù)以及能力提升。但隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，社會(huì)化的知識(shí)和信息不斷涌現(xiàn)和生成，教育領(lǐng)域也愈發(fā)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的全面發(fā)展，愈發(fā)需要未來(lái)的教師具備多元化的個(gè)性、感知風(fēng)格、認(rèn)知能力和特色，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同學(xué)習(xí)者的適應(yīng)性支持。這就使得以既有知識(shí)庫(kù)為支撐的人機(jī)協(xié)同框架無(wú)法滿足未來(lái)學(xué)習(xí)和能力發(fā)展的要求，而人類教師雖然能夠逐步適應(yīng)這種變化，但其難以滿足海量的學(xué)習(xí)者需求，同時(shí)，其自身在情感和知識(shí)上的劣勢(shì)也為支持未來(lái)的教育帶來(lái)了困難。因此，為了滿足這種不斷增長(zhǎng)的計(jì)算、感知、認(rèn)知需求，一方面需要持續(xù)協(xié)同構(gòu)建和更新已有知識(shí)庫(kù)，使其不斷滿足新的教與學(xué)需求[14];另一方面需要在教師群體智慧支持下，進(jìn)一步增強(qiáng)AI教師，促進(jìn)社會(huì)化的人機(jī)協(xié)同[15]。

這種進(jìn)一步增強(qiáng)的AI教師伙伴與一般的AI教師的核心區(qū)別在于其超強(qiáng)的智能性、自主性和創(chuàng)造性。一般的AI教師是通過(guò)AI技術(shù)增強(qiáng)的教師，能夠通過(guò)學(xué)習(xí)教師隱性知識(shí)完成教師的工作任務(wù)，其智能性和創(chuàng)造性較強(qiáng)，屬于相對(duì)高級(jí)的人機(jī)協(xié)同形式。而當(dāng)AI的智能性和自主性進(jìn)一步增強(qiáng)，進(jìn)入強(qiáng)人工智能或超人工智能時(shí)代，AI將成為具有自主意識(shí)、獨(dú)立解決問(wèn)題的AI教師伙伴，它將成為與人類教師對(duì)等的社會(huì)化、獨(dú)立的個(gè)體，AI將不再依賴于人類教師設(shè)計(jì)的問(wèn)題處理規(guī)則，而是可以作為具備社會(huì)化智能的個(gè)體，其在與人類教師或者其他AI教師的溝通協(xié)作中習(xí)得新的規(guī)則，提供新的服務(wù)。AI伙伴具有獨(dú)立的智能，能自主完善知識(shí)庫(kù)、自主學(xué)習(xí)，隨外部環(huán)境變化而不斷進(jìn)化。正如新生的個(gè)體對(duì)世界的認(rèn)知只有片面一隅，而世界的知識(shí)是無(wú)限的，不同個(gè)體間社會(huì)化的協(xié)作、溝通交流可以促進(jìn)個(gè)體知識(shí)的快速積累。這種條件下的人機(jī)協(xié)同充分利用了機(jī)器的社會(huì)智能，是一種高級(jí)形式的社會(huì)化協(xié)同——AI伙伴，這也是強(qiáng)人工智能和超人工智能的具體表現(xiàn)形態(tài)。

AI伙伴是教師與AI進(jìn)行協(xié)同的最高級(jí)形式，AI具備了與人類教師同等的智能和創(chuàng)造性，機(jī)器智能在人類教師的引導(dǎo)下可以自主習(xí)得新的規(guī)則，創(chuàng)造性地進(jìn)行思考，進(jìn)而可以獨(dú)立自主地協(xié)助人類教師解決有限社會(huì)化知識(shí)庫(kù)內(nèi)的所有教學(xué)問(wèn)題。而在協(xié)助教師解決問(wèn)題過(guò)程中，AI伙伴與教師是真正的伙伴和促進(jìn)者關(guān)系，是權(quán)利、思維、情感和能力對(duì)等的個(gè)體，AI伙伴和人類教師均可自主發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并針對(duì)性地嘗試新模式，在此基礎(chǔ)上對(duì)各自的結(jié)果進(jìn)行討論和對(duì)比，促進(jìn)知識(shí)與技能的相互增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了教師個(gè)體工作的社會(huì)智能的外包。AI伙伴作為人機(jī)協(xié)同的最高級(jí)形式，其社會(huì)化的智能是AI技術(shù)發(fā)展的遠(yuǎn)景，它仍將依賴大量社會(huì)化交互數(shù)據(jù)，但將不再依賴人為總結(jié)的數(shù)據(jù)交互規(guī)則和模式。該階段的人機(jī)協(xié)同中，認(rèn)知神經(jīng)領(lǐng)域?qū)⒃谌祟愓J(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)事物規(guī)律的過(guò)程中發(fā)揮重要作用，將這些規(guī)律形式化并應(yīng)用于機(jī)器，將是促使機(jī)器具備與人類對(duì)等智能性和創(chuàng)造性的重要條件。一旦這一階段成為現(xiàn)實(shí)，人機(jī)協(xié)作的倫理問(wèn)題將至關(guān)重要，人類教師不僅要和機(jī)器完成協(xié)同，也要起到引導(dǎo)機(jī)器智能發(fā)展方向的作用，而機(jī)器則作為一種社會(huì)智能的外包形式，針對(duì)人類的合理需求對(duì)人類進(jìn)行輔助和促進(jìn)。比如加州大學(xué)圣迭戈分校研發(fā)的兒童社交機(jī)器人RUBI，可以跟兒童互動(dòng)，會(huì)根據(jù)兒童不同的行為表現(xiàn)出痛、哭、笑、沉默等不同表情，從而影響兒童的社會(huì)行為，跟兒童形成伙伴關(guān)系，孩子會(huì)將RUBI看作一個(gè)有感情的生命，而不是一個(gè)無(wú)生命的玩具。

三、未來(lái)人機(jī)協(xié)同教學(xué)的核心特征

未來(lái)AI與教師的關(guān)系是相互增強(qiáng)、相互塑造、相互進(jìn)化的，AI可以增強(qiáng)教師開展教育工作的能力，教師也可以增強(qiáng)AI的教育智慧，在這種相互增強(qiáng)的發(fā)展演化中，具有以下核心特征：

（一）教師工作重心的轉(zhuǎn)變

未來(lái)人機(jī)協(xié)同時(shí)代，教師工作的重心不僅是傳統(tǒng)的“傳道、授業(yè)、解惑”，更需要激發(fā)學(xué)生的好奇心與想象力，培養(yǎng)具有創(chuàng)造力的批判性思維，從而實(shí)現(xiàn)針對(duì)學(xué)生個(gè)體的差異化、精準(zhǔn)化教育。教師的核心價(jià)值不僅是學(xué)科知識(shí)和專業(yè)技能的發(fā)展，而且是教師的人文底蘊(yùn)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、國(guó)家認(rèn)同、跨文化交往、審美等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[16]。教師的責(zé)任不是灌輸知識(shí)，而是幫助學(xué)生挖掘每個(gè)人最大的潛質(zhì)，成為學(xué)生的精神導(dǎo)師，發(fā)揮培養(yǎng)學(xué)生智慧、幫助學(xué)生成才、啟迪學(xué)生心智的智者作用[10]。

人類教師不會(huì)被取代，而是與人工智能教師共同協(xié)作承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，且在人機(jī)協(xié)作過(guò)程中凸顯其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)[9]。未來(lái)的人類教師更像是醫(yī)院里面的知名專家，結(jié)合人工智能技術(shù)提供的學(xué)生的“診斷報(bào)告”，給出最終的意義解釋和“治療方案”，這種治療方案一定是個(gè)性化的、精準(zhǔn)的。而對(duì)于后期的治療，則可以交給“普通醫(yī)生”和“醫(yī)療設(shè)備”來(lái)完成，也就是交給人工智能教師來(lái)完成。未來(lái)教師會(huì)出現(xiàn)精細(xì)的、個(gè)性化分工，個(gè)性化的問(wèn)題交給人類教師完成，共性的、簡(jiǎn)單重復(fù)的問(wèn)題交給人工智能教師來(lái)完成。

人工智能時(shí)代背景下，教師作為學(xué)校課程變革的主要參與者，必須為學(xué)生提供“精準(zhǔn)準(zhǔn)備”，這個(gè)準(zhǔn)備必須與個(gè)性化的人才培養(yǎng)和能力提升相一致。首先，更加注重核心素養(yǎng)導(dǎo)向的人才培養(yǎng)。要從面向知識(shí)體系的傳授，轉(zhuǎn)向面向核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生的創(chuàng)造能力、審美能力、協(xié)作能力、知識(shí)的情境化、社會(huì)化運(yùn)用能力應(yīng)是人類教師關(guān)注的核心和重點(diǎn)[16]。其次，更加注重培養(yǎng)人機(jī)結(jié)合的思維方式。運(yùn)用人機(jī)結(jié)合的思維方式，顯著提升教育的生產(chǎn)力，教育才能既實(shí)現(xiàn)人人都有的大規(guī)模覆蓋，又能實(shí)現(xiàn)與個(gè)人能力相匹配的個(gè)性化發(fā)展。未來(lái)的教育應(yīng)該是幸福的、更加人本的教育。教育要尊重生命、發(fā)展生命，使每個(gè)人過(guò)上有尊嚴(yán)的生活，教育是心靈與心靈的碰撞，是靈魂與靈魂的啟迪。面向未來(lái)的教育應(yīng)該更加尊重學(xué)生，更加關(guān)愛(ài)學(xué)生，以學(xué)生為本，為學(xué)生一生的幸福和成長(zhǎng)奠基。人工智能將會(huì)帶來(lái)人類教師智力勞動(dòng)的解放，人類教師能夠有更多的時(shí)間和精力關(guān)心學(xué)生的心靈、精神和幸福，有更多的時(shí)間與學(xué)生平等互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生求知本性，能夠?qū)嵤└尤吮镜慕虒W(xué)，使得學(xué)生更具有創(chuàng)造性和創(chuàng)新性。

（二）教師工作形態(tài)的轉(zhuǎn)變

人工智能時(shí)代，教師工作形態(tài)將發(fā)生巨大的改變，知識(shí)性的教學(xué)大部分將由人工智能來(lái)承擔(dān)，教師更多的是學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)、督促、激勵(lì)與陪伴，教師更多的工作是育人與學(xué)生的情感交流等。

未來(lái)的育人環(huán)境，是人工智能支持下的虛實(shí)結(jié)合的環(huán)境，線上線下融合，有成千上萬(wàn)的學(xué)習(xí)服務(wù)，不同AI支持學(xué)生自由組合，教師扮演不同的角色，如學(xué)習(xí)服務(wù)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)陪伴、情感激勵(lì)、學(xué)習(xí)問(wèn)題診斷改進(jìn)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)生涯發(fā)展規(guī)劃、社會(huì)性的活動(dòng)的策劃與設(shè)計(jì)等。教師的主要工作形態(tài)將發(fā)生實(shí)質(zhì)性的改變，未來(lái)的教師工作將變成：

學(xué)習(xí)服務(wù)設(shè)計(jì)與開發(fā)：利用技術(shù)工具設(shè)計(jì)、開發(fā)靈活多樣的學(xué)習(xí)環(huán)境，設(shè)計(jì)立體化、跨學(xué)科融合的綜合性課程，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)，為學(xué)生提供豐富多樣的、精準(zhǔn)的、適應(yīng)性的學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)活動(dòng)。

個(gè)性化學(xué)習(xí)指導(dǎo)：實(shí)現(xiàn)因人而異、因情境而異的個(gè)性化智能教學(xué)，為學(xué)生跨越最近發(fā)展區(qū)提供合適的腳手架，輔助學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，教師將成為學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的同伴、學(xué)習(xí)迷思的協(xié)商者，以滿足個(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)每個(gè)人都能個(gè)性化的發(fā)展。

綜合性學(xué)習(xí)活動(dòng)組織：結(jié)合真實(shí)的生活，組織學(xué)生參與以活動(dòng)、項(xiàng)目和問(wèn)題解決為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，提供動(dòng)手操作的課堂體驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的情境性、社會(huì)性應(yīng)用，促使學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題中進(jìn)行創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、建構(gòu)、發(fā)現(xiàn)與合作，未來(lái)的教師將成為教育活動(dòng)師[17]。

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)連接指導(dǎo)：學(xué)習(xí)是內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)與外部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的連接，教師將幫助學(xué)生形成良好的內(nèi)部認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，并作為重要的外部認(rèn)知節(jié)點(diǎn)，幫助學(xué)生連接豐富的外部社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，指導(dǎo)學(xué)生尋找關(guān)鍵的學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)，幫助學(xué)生在知識(shí)節(jié)點(diǎn)、人際社會(huì)節(jié)點(diǎn)之間不斷建立連接。

學(xué)習(xí)問(wèn)題診斷與改進(jìn)：教師要通過(guò)AI對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，并對(duì)其進(jìn)行教育意義的解釋，了解學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，超越表面問(wèn)題，找到影響學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵障礙點(diǎn)，同時(shí)，要對(duì)學(xué)生的不良狀態(tài)做到及時(shí)預(yù)警，并形成有針對(duì)性的改進(jìn)方案。

心理健康管理與疏導(dǎo)：未來(lái)教師要更關(guān)注學(xué)生的心理與心靈，在AI的幫助下，教師不僅可以了解學(xué)生的知識(shí)、能力，還可以了解他的認(rèn)知能力與心理狀態(tài)，包括心理健康、人格發(fā)展、認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)品質(zhì)、發(fā)展?jié)摿Α⒔逃h(huán)境適應(yīng)性等，從而及早發(fā)現(xiàn)學(xué)生的心理問(wèn)題并及時(shí)給予干預(yù)。

體質(zhì)健康監(jiān)測(cè)與提升：通過(guò)AI多渠道、多形態(tài)地采集學(xué)生的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，深入分析學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)育、運(yùn)動(dòng)技能的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，幫助教師基于數(shù)據(jù)精確了解學(xué)生的體質(zhì)發(fā)展及健康狀況，并給出提高學(xué)生體質(zhì)的運(yùn)動(dòng)處方、專項(xiàng)訓(xùn)練方案與營(yíng)養(yǎng)改善方案。

信仰和價(jià)值的引導(dǎo)：未來(lái)教師要正確處理好學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，幫助學(xué)生堅(jiān)定信仰，樹立科學(xué)正確的價(jià)值觀[18]，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)并遵守社會(huì)規(guī)范、公共道德和科技倫理，提升學(xué)生的精神面貌，塑造學(xué)生健康的人格。

發(fā)展性評(píng)估與改進(jìn)：將人工智能技術(shù)引入教學(xué)評(píng)估活動(dòng)中，通過(guò)大數(shù)據(jù)采集和學(xué)習(xí)分析，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的教學(xué)評(píng)價(jià)、個(gè)性化的學(xué)生評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)不僅是對(duì)知識(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，還可以對(duì)學(xué)生動(dòng)態(tài)問(wèn)題解決能力及綜合素質(zhì)進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，為學(xué)生和家長(zhǎng)提供全面、客觀、有科學(xué)數(shù)據(jù)支撐的綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)報(bào)告。

生涯發(fā)展規(guī)劃指導(dǎo)：教師將幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的個(gè)性、特長(zhǎng)和優(yōu)勢(shì)，體驗(yàn)了解社會(huì)各行業(yè)的職業(yè)能力結(jié)構(gòu)，從而指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)業(yè)規(guī)劃，同時(shí)，在對(duì)學(xué)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化分析的基礎(chǔ)上，為學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展、專業(yè)選擇、職業(yè)規(guī)劃等提供針對(duì)性幫助。

同伴互助專業(yè)成長(zhǎng)：人機(jī)協(xié)同的智能機(jī)器人可以協(xié)助教師診斷教學(xué)設(shè)計(jì)方案、課件存在的問(wèn)題，全面采集教師在課堂教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)生成的聲音、表情、動(dòng)作、互動(dòng)信息等，借助其分析功能為教師的教學(xué)提供實(shí)時(shí)的診斷和建議，促進(jìn)教師習(xí)得新的教學(xué)法知識(shí)、學(xué)科知識(shí)和技術(shù)知識(shí)，改善自身的認(rèn)知缺陷，促進(jìn)自身專業(yè)成長(zhǎng)。

人機(jī)結(jié)合教育決策：未來(lái)教育是因人而異的教育，各種個(gè)性化需求需要海量的教育服務(wù)的組合，其帶來(lái)的教育資源配置等教育決策變得極其復(fù)雜，需要AI為各類決策提供各種數(shù)據(jù)及分析模型支持，形成人機(jī)聯(lián)合的教育決策機(jī)制，實(shí)現(xiàn)智能化的教育治理模式。

AI教育服務(wù)倫理監(jiān)管：隨著未來(lái)AI在教育中角色的增加，其倫理問(wèn)題將成為重中之重。不同的AI有不同的設(shè)計(jì)算法，基于不同的數(shù)據(jù)集，有不同領(lǐng)域適應(yīng)的局限性，教師應(yīng)該對(duì)AI所提供的教育服務(wù)有所了解，一旦出現(xiàn)教育倫理問(wèn)題，應(yīng)能夠及時(shí)干預(yù)。

（三）教師的社會(huì)協(xié)同發(fā)生轉(zhuǎn)變

社會(huì)分工或社會(huì)協(xié)同是生產(chǎn)關(guān)系的外在展現(xiàn)形式，高效的社會(huì)分工是簡(jiǎn)化勞動(dòng)、提高工作效率、推動(dòng)生產(chǎn)力變革的重要方式[19]，而技術(shù)推動(dòng)的工作形態(tài)變化和工作效率的大規(guī)模提升將導(dǎo)致傳統(tǒng)社會(huì)分工與生產(chǎn)關(guān)系的不協(xié)調(diào)，進(jìn)而導(dǎo)致社會(huì)分工的變革。工業(yè)革命推動(dòng)了大規(guī)模、精細(xì)化的社會(huì)化分工，進(jìn)而使得教師作為知識(shí)傳授者的作用愈發(fā)凸顯，教師知識(shí)傳授的類別也更加具體化[20];隨著人工智能帶來(lái)的對(duì)教育教學(xué)領(lǐng)域的影響，教師的社會(huì)分工則需要發(fā)生進(jìn)一步轉(zhuǎn)變。

1. 教師的社會(huì)分工越來(lái)越細(xì)，教師的職責(zé)越來(lái)越專一

“教育+人工智能”使得教師一些規(guī)則性的行為活動(dòng)被人工智能所代替，因此，教師的社會(huì)分工將從不同學(xué)科和領(lǐng)域的知識(shí)傳遞者轉(zhuǎn)化為不同領(lǐng)域創(chuàng)造性活動(dòng)的實(shí)施者、規(guī)則性活動(dòng)的設(shè)計(jì)者和人工智能教師活動(dòng)建模的指導(dǎo)者。第一種教師分工要求教師要聚焦（教師工作形態(tài)中）人工智能不能完成的創(chuàng)造性活動(dòng)，不能完成的設(shè)計(jì)、教學(xué)和研究工作;第二種教師分工要求教師應(yīng)當(dāng)針對(duì)學(xué)習(xí)者的需要對(duì)規(guī)則性的需求進(jìn)行分析、場(chǎng)景設(shè)計(jì)和規(guī)劃;最后一種分工要求教師應(yīng)當(dāng)具備指導(dǎo)人工智能教師學(xué)習(xí)規(guī)則性活動(dòng)的能力。創(chuàng)造性工作需要長(zhǎng)時(shí)間的知識(shí)積累，很難有個(gè)體在各個(gè)領(lǐng)域均具備創(chuàng)造性，今后人類教師的工作將更加分化，因此，教師的職責(zé)也更加專一。

2. 教師的工作由強(qiáng)調(diào)個(gè)體的、簡(jiǎn)單的協(xié)同，轉(zhuǎn)變?yōu)槿后w的、大規(guī)模的協(xié)同

傳統(tǒng)教育教學(xué)中，教師在多數(shù)場(chǎng)景下是獨(dú)立完成教學(xué)、教研任務(wù)的，只有少數(shù)協(xié)同備課、反思的機(jī)會(huì)。隨著人工智能技術(shù)對(duì)教育數(shù)據(jù)的采集、分析和建模，各類規(guī)則化的業(yè)務(wù)流程，如教學(xué)、輔導(dǎo)、教研、評(píng)價(jià)等將變得愈發(fā)清晰，傳統(tǒng)教育教學(xué)中由于數(shù)據(jù)難以在上述流程中的主體間高效流轉(zhuǎn)，因此，造成了協(xié)同的信息損失和低效。而在“教育+人工智能”的背景下，由于教師工作的類型越來(lái)越多、越來(lái)越細(xì)化，單一教師職責(zé)所涵蓋的內(nèi)容一方面難以滿足學(xué)生各種個(gè)性化需求，另一方面難以在不依賴其他分工的條件下實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的完整、高效實(shí)施，因此，教師的工作將更加強(qiáng)調(diào)群體大規(guī)模的協(xié)同。在這種協(xié)同中，互聯(lián)網(wǎng)將提供協(xié)同的連接，而人工智能將最大限度地減少協(xié)同中的沖突、不一致和信任缺乏等問(wèn)題。

3. 教師工作過(guò)程中協(xié)同越來(lái)越流暢，邊界越來(lái)越模糊

在人工智能環(huán)境下，虛擬與現(xiàn)實(shí)是無(wú)縫融合的，教師與AI之間的連接與合作也是無(wú)縫的、自然的，人與人、人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)器之間的協(xié)同將變得更加流暢，教育的各個(gè)業(yè)務(wù)不再存在明顯的邊界和隔閡。人機(jī)交互的改善將使得人機(jī)能夠以更自然、更人本的方式進(jìn)行協(xié)作、交互與連接，虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界相互嵌入，邊界越來(lái)越模糊，機(jī)器將變成自然人體與自然人腦的有機(jī)組成，形成整體，如霍金的座椅，實(shí)際上已成為他的有機(jī)體的組成部分。

4. 教師工作的協(xié)同對(duì)象越來(lái)越多樣，人機(jī)協(xié)同取代人際協(xié)同成為主流

在人工智能和教育的融合過(guò)程中，隨著人工智能在協(xié)助教師解決教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、課后輔導(dǎo)、智能評(píng)價(jià)、智能教研、個(gè)體反思等問(wèn)題上的能力不斷增強(qiáng)，機(jī)器將逐步取代傳統(tǒng)教學(xué)中的協(xié)同備課教師、聽評(píng)課教師，成為教師最重要的工作伙伴。一方面，機(jī)器在與教師的交互中習(xí)得更多的教育規(guī)則，并能支持更多的教育業(yè)務(wù);另一方面，教師在與機(jī)器的交互中能夠快速提升自己的業(yè)務(wù)能力，顯著提升處理各類教育事務(wù)的效率，提高教育生產(chǎn)力。因此，人機(jī)協(xié)同將取代傳統(tǒng)的人際協(xié)同成為“教育+人工智能”的主流。 未來(lái)人機(jī)協(xié)同教學(xué)中的智能機(jī)器人也能夠以被實(shí)驗(yàn)者的身份促進(jìn)教師的專業(yè)能力提升，如扮演虛擬學(xué)生的角色，成為各類新型教學(xué)方法、教學(xué)理念進(jìn)行創(chuàng)新嘗試的試驗(yàn)對(duì)象，就像醫(yī)學(xué)界的計(jì)算機(jī)模擬病人，引導(dǎo)教師進(jìn)行教學(xué)法、教學(xué)模式等方面的探索，降低未知探索的風(fēng)險(xiǎn)。

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