人工智能時代課堂教學變革邏輯與路徑

摘 要 人工智能時代課堂教學變革有其自身的邏輯機理，即人在技術變化中的進化理路、師生在智能化技術中的關系塑造、教學場域時空的多維與融匯。課堂教學變革應遵循基本原則，即以人為本而非以器為本的教育價值觀，以素養為主而非以知識為主的教育目標觀，以生命為主而非以技術為主的教育本質觀。因此，人工智能化背景下，課堂教學變革要轉變學習理念，走向學生為中心的學習觀，合理利用智能化技術，促進師生關系多元化，轉變傳統課堂教學評價，有效利用智能技術評價。

關鍵詞 人工智能 課堂教學 教學變革 智能技術 教學要素

隨著現代科學技術的快速發展，以大數據、云計算、物聯網、人工智能等為代表的新型信息技術正在深刻改變著人們的思維模式、生產生活方式、行為習慣等。人工智能與萬物互聯的觀念日益深入人心，并逐漸產生重大影響。人工智能作為現代信息技術的前沿領域，是計算機科學與認知科學、腦科學、統計學等多學科的交叉，目的是為了提高人們生活品質，減輕人類工作量，讓機器具備與人類相似的認知、感知、交互、操控能力，并能與人類協同工作。自2016年以來，我國印發了《智能制造發展規劃（2016-2020年）》《新一代人工智能發展規劃》《促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃（2018-2020年）》等一系列制度性文件，意味著我國進入“互聯網+”行動和人工智能時代。受政策與現代信息技術的雙重驅使，在教育領域，人工智能正在對教育教學進行智能化改造，這在給課堂教學帶來新機遇的同時也使其遭遇著新挑戰。新時代背景下，以大數據、人工智能、互聯網等為代表的新型信息技術正在成為變革課堂教學的核心力量，智能時代背景下的課堂變革實際上就是人工智能賦能的課堂變革[1]。

一、人工智能時代課堂教學變革的邏輯機理

隨著信息化、數字化、智能化的發展和在教育領域的應用，智能時代的課堂教學變革有其自身的邏輯機理。

1.人在技術變化中的進化理路

從發展進程來看，雖然現階段的人工智能技術相對比較初級，但卻與人腦非常相似了。人工智能中神經元呈指數性增長，其數量與算力還會以更快的速度增長。從當前的增長速度來看，到21世紀中葉，人工智能神經元的算力水平將會達到甚至超越人腦，能夠進行一些創造性的工作，在未來發展中人工智能將會改變人的生活與教育。這就需要人類深入思考機器智能與人類智能的關系，探索人工智能背景下人的存在與學習，學會與人工智能共存共處。當前人類已進入智能時代，且人工智能技術在大數據、云計算、互聯網等技術的推動下將會得到進一步發展。在智能時代背景下，人工智能技術將會取代很多職業崗位與工作任務，且未來人的生活和工作都與人工智能密切相連。毫無意外，人工智能在教育領域的應用，使教育發生了很大的改變，對教師進行因材施教、學生個性化培養等提出了新要求。教學的根本價值在于“培養人”，促進學生發展。智能時代背景下，神經網絡的發展與機器的深度學習使人類能夠快速、準確地獲取所需信息，使人類工作與生活更為方便、自由。在教育領域，人工智能技術對教育進行了全方位、多維度的變革，使教育管理方式、教學組織形式、人才培養模式、課堂教學方式等多方面發生了很大的改變。這就需要教師與學生積極應對人工智能對教育教學提出的新挑戰，充分挖掘自己的潛能，進行課堂教學變革[2]。

2.師生在智能化技術中的關系塑造

智能化的發展為教師與學生獲取知識提供了重要平臺，師生雖然在經驗方面存在差異，但在知識來源方面是平等的。智能時代背景下，學習時空被突破，海量學習資源不斷涌現，學生在學習過程中面對大量良莠不齊的學習資源、信息獲取技術手段等問題，需要信息技術應用能力過硬教師的指導與幫助。智能時代課堂教學中，一方面，教師扮演著伙伴輔助者的角色，以其相關的技術素養與教學經驗指導和幫助學生解決各種問題。另一方面，教師滋育學生個性化學習，教師借助大數據、云計算等技術能夠對學生的行為狀態與學習過程進行實時追蹤，對學生的學習績效與學習規律進行精準定位，對學生的學習能力與學習需求進行全面了解，從而為其提供個性化的自適應學習服務。學生在學習過程中也可以利用網絡平臺查找自己所需的學習資源，在遇到問題時可以向教師尋求幫助。智能化、數字化、信息化學習資源的多渠道、多途徑獲取，解放了學生對教師的依賴，轉變了師生關系。智能時代的教育打破了傳統封閉式的物理空間，帶來了新的教育理念，形成了以跨界、參與、平等、多元、共享為特征的師生文化關系。

3.教學場域時空的多維與融匯

隨著智能化的發展，人工智能時代的課堂教學形式多樣、結構靈活、內容豐富，已遠遠超越線下面對面封閉式的傳統課堂，例如在線課堂、智慧課堂等，可以進行學生自我管理與精準評估。同時，智能化背景下高度互聯的移動學習、校際互通、網絡課堂等淡化了學習場域的隔離，讓學習者隨時隨地都能進行學習，獲取所需學習資源與服務。智能技術在教育領域的應用在改變教與學的同時，也不斷優化著學習環境。這就需要教師轉變傳統授課模式，加強信息化技術手段，增強現代設備輔助教學，讓學生融入信息化課堂，以適應新的學習環境。另外，要充分利用開放式的學習場域，學習者要借助真實環境與外部設施設備進行學習，如利用課程服務技術、學習軟件、移動設備等進行跨時區、全天候、全時段的學習。人工智能驅動下的學習場域涉及現實場域、虛擬場域、虛實融合場域三個范疇?，F實場域作為一種學習空間，以物理空間為載體，并通過網絡與設備和外界互聯，在該空間里學習者可以隨時進行學習。隨著現代信息技術的發展，學習場域發生轉變，由傳統教室走向數字化，并邁向智慧學習環境，即以識別學習情境、感知學習環境、聯接學習社群、記錄學習過程為特征。智能化背景下，人工智能技術與虛擬現實的有機結合，不僅可以提供虛擬現實學習環境，還可以創造虛實融合的泛在時空[3]。

二、人工智能時代課堂教學變革的基本原則

無論在哪一時期、哪一年代，課堂教學在變革中都會遵循一定的基本原則。人工智能時代背景下，課堂教學變革須遵循三大原則。

1.堅持以人為本而非以器為本的教育價值觀

在技術不斷發展的過程中，技術與教育的深度融合，并不是有多少新技術應用在教育之中，而是怎樣平衡技術、教育與學習者三者之間的關系，怎樣看待教育中技術的本質。從本質來看，在教育與技術的融合中，教育是手段，技術是環境條件，學生的發展才是真正的目的。也就是說，技術在進入教育領域之后就會“消融”在教育之中，成為教育的一部分，即技術教育化或技術向教育回歸。在傳統教育中，育人目標往往被教育工作者融入教育教學之中，并以校園文化、課堂教學等形式潛移默化地對學生進行感染，以此培養學生的知識與技能。這種人才培養模式雖然存在一定的同質化傾向，但卻能夠促進學生全方位、多方面的發展，育人效果相對較好。人工智能時代背景下，教育與技術的深度融合能夠有效解決知識碎片化與信息爆炸式增長等問題，表達了人類對“以人為本”教育的不斷探索與追求。隨著現代科學技術的迅速發展，信息技術日新月異，新技術在教育領域的應用存在無限可能，是永無止境的。因此，人工智能時代背景下，課堂教學變革中教育與技術的融合應以學生的發展為目的，以人的優先發展為教學價值取向，不能因追求效率而異化人的發展[4]。

2.堅持以素養為主而非以知識為主的教育目標觀

隨著技術發展與教育改革創新，我國教育已進入新形態，教育角色也發生了轉變，由重復性勞動者轉向智慧性勞動者、由系統性教學轉向隨機性點撥、由知識傳播者轉向人生引路人。學生的學習也發生了轉變，由知識內化活動轉變為知識創造活動，即搜索信息源、構建知識路徑、生成新節點。在智能化背景下，面對海量良莠不齊的學習資源，對所需信息進行搜索與判斷是學生在學習中面臨的首要問題。在新的教育形態下，教育目標也發生了轉變，由追求競爭性轉向關注相互合作的學習體驗，挖掘學生的潛在能力與個性特征，培養學生的批判性思維與創新性能力。學校教育的價值既不是單純的傳授知識，也不是單純的培養能力，還包括對價值觀的塑造與素養的形成。當前我國的教育目的在于培養具有社會責任感、創新思維、健全人格、全球視野的新一代人才。人工智能時代背景下，人的生存與發展離不開適應并超越該時代所具有的相關素養。

3.堅持以生命為主而非以技術為主的教育本質觀

教育以生命為基礎，生命是教育的核心。但如今的教育缺乏對生命的關注。在未來的教育教學中，尤其是在智能化學習環境中，要加強對生命與生活的關注，注重讓學生熱愛生活、珍愛生命。所以，未來學習的一個重要任務是培養生命的真善美，拓展生命的長寬高，使其得到本性回歸。在這個過程中，人不斷獲得知識，增長見識，提高能力，取得成長，這意味著科技創新是“人化”與“化人”相統一的過程，體現了科技創新與人發展的同步性。因此，從某種層面來看，對人來說科學技術的進步是一種超越性與開拓性的發展，是最有價值的發展。在智能化背景下，人與機器一起學習，可以使人更強大。雖然機器不能代替人進行思考，但卻可以幫助人們更好地思考。 因此，未來的學習是人與機器的混合式學習，兩者取長補短、相互促進。從學習方式來看，人工智能時代的學習有其自身的特點。在傳統教學中，學習者是知識的消費者，但未來的學習者不僅是知識的消費者，更是知識的創造者。從信息化在教育中的作用來看，過去技術是一個輔助性的工具，發揮著“支持性”的作用。隨著大數據、互聯網、人工智能的產生，教育信息化與教育本身進行了深度融合，不再是一種簡單的技術支撐，而是教學中不可或缺的內容[5]。

三、人工智能時代課堂教學變革的主要路徑

根據人工智能時代背景下課堂教學變革的邏輯理路及應遵循的基本原則，課堂教學變革路徑可從四個方面著手。

1.轉變學習理念，走向學生為中心的學習觀

教育信息化背景下，大數據、人工智能、學習分析等技術的發展和在教育領域的應用，破解了傳統班級授課制中模式化、批量化培養人才的弊端，滿足了學生個性化學習的需求。隨著教育教學改革的不斷推進與課堂變革的不斷發展，以學為中心的學習理念被廣泛應用在課堂教學之中，隨之出現了以學為導向的教學策略、教學模式、相關支持技術等，使學生角色發生了轉變，由受教育者轉變為學習主體。人工智能時代的到來，使學習功能的側重點發生了改變，內在“成人”的意義越來越凸顯，作為獲取知識手段的功能在減弱。對學生來說，通過學習形成自由精神、獨立意志、獨特個性，知曉某些事情、做出某些判斷，感受存在與生活的價值與意義，成為其基本權利與需要。在人工智能時代，學習的主體依然是學生，教師與智能機器人進行合理分工協作，共同完成教學任務、實現教育目標，成為教學活動的設計者、組織者與協調者，學生學習的引導者、幫助者與服務者。智慧教學注重學習者的情感體驗、主動求知與個人感受，通常以學習者為中心，旨在為學習者提供優質、高效的學習體驗——通過個性化的學習服務與多樣化的學習方法。人工智能時代的教學更需展現其前瞻性，其教學價值更需體現對學生學習體驗與學習過程的關照，更需欣賞學生的不同，促進學生的發展[6]。

2.充分發揮技術媒介作用，優化重組教學要素

智能時代背景下，教師、學生、教學內容、教學方式、師生關系、教學環境、教學目標等教學要素，在信息技術、學習科學、腦科學等的支持下，人們對其形成了新的認識。因此，智能時代的課堂教學變革要注重教學要素的優化重組，有效發揮技術優勢。具體來看，教學內容更加強調時代性，關注學生的身心發展規律與學習特點，注重課程內容與信息技術的有效整合，網絡資源、教學資源包、電子書包、數字教材等成為重要的教學資源;教學目標更為注重學生社會實踐能力、信息獲取能力、創造能力、學習能力等綜合素質的培養;教學模式強調人機互動與協同發展，并且以人為主;教學環境由傳統的物理空間走向虛擬與現實的有效結合與合理搭配，拓寬環境范圍;教學方法傾向于自主、合作、探究的個性化方向發展;教學過程突破時空限制，由以往限制在教室之中的課堂教學轉向校內與校外、長課與短課、課內與課外、線上與線下的有效組合。人工智能時代背景下，智能技術在教學中的應用最大限度地發揮著大數據在學習服務、決策導向、數據分析等方面的優勢，讓學習者全身全意投入學習，并在課堂中集中注意力。智能時代的到來使教學發生了改變，技術影響著教師生態，使傳統教學要素搭建的教學生態結構遭到破壞，創建了智能化教學生態圖景，人工智能將為學習者獲取信息、學習知識、進行實踐操作等帶來便利，使其“隨時隨處可取”，最大程度滿足個體發展需求，進一步解放人的個性[7]。

3.合理利用智能化技術，促進師生關系多元化

傳統課堂教學以“教師、教材、講授”為主，這一特征在強化單向傳導機制，即“教材—教師—學生”的同時，也固化了教師與學生之間知識傳遞與接收、控制與被控制的關系。智能時代人工智能技術的發展對課堂教學中傳統的師生關系帶來了新的挑戰。師生關系擔負的教育功能不再是純粹的教與學，而是教師與學生對知識、價值、經驗等的共同體驗與感悟。師生角色的界限將更加模糊，不再以某一主體為中心，課堂教學中師生間的協同共進、互助合作越來越明顯。隨著智能技術在教育領域的應用，豐富的數字化學習資源為學生提供了更多選擇，傳統師生關系中一師對多生的教學模式發生改變，呈現多師對一生的教學模式。師生之間、生生之間信息化的交流與互動形成泛在化的學習共同體。人工智能在豐富智能化學習方式的同時，也改變了學校學習環境的樣態與特征，使人類對教育目的進行重新思考，換句話說，智能時代背景下，教育要秉承現代理性精神，走出“知識為本”的陷阱，在“立德樹人”與“學以成人”的指引下培育人的智能素養與精神能力。人工智能時代，要從新的視角來重構教學，使師生成為伙伴學習共同體。該共同體中每個個體都是學習者，人與人及人與知識之間有著廣泛的聯結，通過彼此間的交流、對話、共享能夠達成共識，克服信息技術帶來所帶來的隔離[8]。

4.利用智能化技術評價，優化傳統課堂教學評價

傳統課堂教學在人才培養中一直延用著統一大綱、統一考試、統一評價的模式。智能化背景下，人工智能技術在教學生態結構中的融入，使傳統教學機制發生了改變，教學以“學”為出發點，教師的“教”以學生的“學”為基礎，更加注重學生學習的自主性與知識生成的建構性。人工智能時代的智能學習分析技術能夠清晰地呈現出不同學生的學習風格、認知方式、能力水平、知識基礎等，能夠根據不同學生的知識水平、學習特征及發展需求等為其提供定制的個性化學習服務。人工智能時代的個性化學習評價是根據在線學習行為數據對學習者進行分析，對其學習過程進展、績效表現及學習結果進行描述，在學習過程中學習者能夠及時接受他者或系統對自己學習效果的學習建議及過程性評價、綜合性評價。智能技術在教學中的應用，可以讓教師通過前測對學生的學習狀況進行了解，在后續的學習中對學生的學習績效進行掌握。智能時代的教學評價更加科學，具有較強的實踐操作性。依據知識基礎、認知水平等，計算機能夠從數據庫中選出與其能力水平相當的試題對學習者的學情進行測評，并根據學習背景與測評結果對其進行準確分析，從而提高教學評價的有效性與準確性。未來學生評價超越簡單的考試，傾向于以學習與成長過程記錄數據鏈為基礎的個性化學習分析報告，涉及學生學習風格、性格特征、知識面、思維方式、實踐操作能力等多方面的內容[9]。

參考文獻

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[5] 董婷婷.智慧教育時代背景下人工智能如何推動教學變革[J].中國成人教育，2018（05）：86-88.

[6] 華璐璐.人工智能促進教學變革研究[D].徐州：江蘇師范大學， 2018.

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[8] 杜尚榮.數字化時代課堂教學變革的現實困境與路徑反思[J].現代教育管理，2015（07）：92-97.

[9] 周福娜，馮肖亮，王娟.新媒體對智能技術類課程教學影響分析[J].

中國報業，2016（06）：47-48.

[作者：回智光（1977-），男，遼寧沈陽人，鞍山師范學院外國語學院，講師，碩士。]

【責任編輯 鄭雪凌】