人工智能技術賦能教學創新

胡小勇： 教授、博導，華南師范大學教育人工智能研究院常務副院長、教育信息技術學院副院長，兼任教育部高校教育技術專業教學指導分委員會秘書長、中國教育學會中小學信息技術教育專業委員會副理事長、廣東省基礎教育與信息化研究院副院長等職;研究領域：教育信息化理論與政策、信息化教學教研創新、智能教育理論與應用。

人工智能在教育領域中的規?；瘧茫呀洺蔀閲覍用娴膽鹇跃駬瘛Ｒ匀斯ぶ悄芗夹g為代表的新一代信息科技正在成為教學創新變革的重要驅動力。身臨智能時代，教師應該如何深入把握人工智能與教學的關系、如何看待人工智能對教學的深刻影響、如何成為智能時代能夠駕馭人工智能技術的優秀教師呢？本刊特邀請胡小勇教授分享人工智能賦能教學創新的觀點。

記 者：當前，我們已經身處智能時代。如何借助人工智能技術變革與創新教學，培養適應未來社會發展的人才成為新的時代課題。您能分享下您對人工智能賦能教學創新的理解嗎？

胡小勇：綜覽全球，教育系統與信息科技的雙向深度融合，是不可逆轉的大趨勢。信息技術賦能教育教學變革已經成為普遍共識。目前，以人工智能為標志之一的新一輪科技革命和產業變革，對教育教學提出變革與創新的需求，同樣也具有鮮明的時代特征。簡要來說，我認為人工智能主要從兩個方面與教育教學進行融合。

一是培養掌握人工智能技術的人才。人工智能作為新一輪科技革命的代表，已經成為世界各國人才核心競爭力的重要組成部分?！?020人工智能與制造業融合發展白皮書》顯示，目前我國人工智能人才缺口達30萬人，迫切需要此類的高端人才。為此，國內許多高校紛紛開設人工智能專業，為培養掌握人工智能的專業人才奠定基礎。與此同時，國家還要求在基礎教育階段開設人工智能相關課程。例如，2017年《新一代人工智能發展規劃》提出“在中小學階段設置人工智能相關課程”;《普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）》的必修1及選擇性必修模塊中增加了人工智能基礎的知識內容;2019年1月，國家教材委員會啟動了義務教育版的課程標準修訂，把“人工智能與智慧社會”納入信息科技國家課程體系。人工智能教育的逐漸普及，為智能時代的高端人才培養注入了新動力。

二是人工智能技術賦能新時代人才培養。作為目前最前沿、最先進的技術之一，人工智能為教學賦能和創新的空間巨大。研究者期望充分利用該技術，對教育教學各環節和要素進行全程重構，助力實現智能時代的育人目標。智能時代的人才培養要求，已經發生了很大變化。美國出版的《21世紀技能：為我們所生存的時代而學習》和我國教育部頒布的《中國學生發展核心素養》，都不再單純強調知識獲取和成績提升，而是將更多目光放在數字化生存乃至智能化背景下的創造性能力、問題解決能力以及批判性思維的培養上。

記 者：現階段，人工智能技術在教育教學中主要有哪些應用呢？

胡小勇：大致來說，人工智能在當前教學中主要有以下場景的典型應用。

一是助力精準備課。備課是有效教學實踐的預演，是教師教學的重要基礎性準備環節。備課至少應做好“兩備”：一是備學情，二是備資源。隨著知識內容的豐富、人才培養目標的變化，社會對教學質量的要求也越來越高。教師要不斷深入掌握學情、更新教學內容、優化教學設計，做到有備無患才能把課上好。人工智能的融入，有望幫助教師提高備課效率。例如，智能備課系統能幫助教師實施學情摸查，掌握每個學生的學習起點、興趣點，教師能基于數據分析得出學情“診斷報告單”，更好地實現“以學定教”。智能備課系統也能結合教學目標和學情，向教師推送優秀的關聯教學資源，讓備課資源“找”教師。

二是實現差異教學。在課堂上，學生個體差異和班級集體授課是一對結構性矛盾。集體教學可以高效地實施規?；虒W，卻無法很好地照顧到每個學生的個性差異。智能導師系統則可以輔助教師為學生提供差異化指導。智能導師系統與學生交互，通過分析學生的行為數據為學生畫像，并根據不同學生的類型提供有針對性的學習內容、學習路徑和學習策略。這在為教師減負的同時，實現了因材施教。

三是幫扶個性輔導。智能測評系統既能減輕教師批改作業的工作負擔，又能為學生學習提供個性化輔導。通過自動批改、分析錯題等，智能測評系統不僅能讓學生了解自己的學習薄弱點，還能基于分析結果為學生智能配題、個性化推送拓展資源，以揚長補短。以英語學科為例，借助語音識別和語義分析技術，人工智能可以進行英語口語測評，糾正、改進學生的發音;通過自然語言處理技術，能夠實現英語作文自動批改，提高學生的英語寫作能力;通過平板電腦的答疑功能，可以隨時進行個性答疑，為高中選考走班教學答疑解惑，也為中學“導師制”的教學模式提供技術支持。

四是提供教學全息畫像。一方面畫像技術助力“學”。無論是精準備課、實施差異教學，還是幫扶個性輔導，前提都要精準把握學生的個人特征。在智能畫像技術的加持下，平臺可以實現學習數據的全過程伴隨式采集，通過數據挖掘、深度分析、特征抽取以及標簽化等流程，抽象出學生的信息全貌，從而構建立體化的學生信息全息圖，幫助教師高效地“讀懂”每個學生。另一方面畫像技術改善“教”。新時代的教師教研面臨著精準化的需求。2018年8月，教育部印發了《關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》，提出“通過采集教師各方信息，匯聚成教師大數據，建立教師數字畫像，以支持學校決策，改進教師管理，優化教師服務”。數據驅動的教師畫像，為此提供了一種技術解決方案。通過建立畫像，教師能夠更好地發現自身的教學問題，從而有針對性地提升教學專業能力。

五是推動育人綜合評價。2020年，國務院印發的《深化新時代教育評價改革總體方案》強調“創新評價工具，利用人工智能、大數據等現代信息技術，探索開展學生各年級學習情況全過程縱向評價、德智體美勞全要素橫向評價”。人工智能與教育教學深度融合能夠賦予教師嶄新的洞察力。智能技術優化了教育數據采集的方式，可以伴隨式地采集師生的教學行為類、情感類、思維變化等多模態數據，從而為我們提供多維度、多視角的評價，使得教育評價從經驗化走向科學化、從固化走向增值，從基于結果的評價走向基于過程的評價，從單一的學科知識評價走向全面的綜合性評價。

記 者：感謝您分享了這些關于人工智能的教育應用場景，讓我們更充分地認識到人工智能技術對于教學的價值。那么，您認為人工智能給教育教學帶來的本質性變化是什么呢？

胡小勇：我認為，人工智能主導的新一代信息科技正重新詮釋和改變著教育教學的內涵、結構及生態。這既有“量”的積累，更有“質”的飛躍。

一是顛覆結構。首先，它顛覆了知識獲取的結構。在傳統學習中，學生按部就班地學習新知識，知識獲取過程是線性、固定、流水線式的，而借助人工智能以圖譜形式進行知識組織，線性知識向網狀知識轉變。其次，它顛覆了教學實踐的結構。傳統的“班級授課制”長期存在“以教師為中心”、基于經驗預設、師生互動不夠、難以滿足學生個性需求、學生興趣不高等難題。智能技術等融入教學，能夠促使傳統教學形態發生變革。個性化學習、自適應學習、項目式學習的實現，進一步撬動“教師主導”的教學結構向以“學生為中心”的結構轉變，促進教師的深度教學和學生的深度學習，更有利于學生創新性思維培養。

二是改變關系。傳統教學的主體關系主要是師生關系、生生關系，而智能導師、智能學伴等具備智能代理功能的教育智能體的加入，改變了以往教學主體間及學習主體與學習環境的交互作用，衍生出了一種新的教學主體關系——人機關系。這一方面體現為教師與機器協同，智能機器人可以代替教師完成重復、機械的工作，如知識講解、作業批改等，教師可以將更多的精力放在育人方面，成為學習過程的規劃師、管理師、學習問題咨詢師、心理問題疏導師等;另一方面體現為學生與智能機器協同，學生不再只是通過教師單向灌輸獲取知識，而是在與智能機器互動中逐步完成知識構建，培養問題解決能力、批判性思維以及創新能力。

三是影響數量級。從廣度來講，通過應用互聯網技術，我們可以實施遠程教學，實現大規模的開放學習資源和師資資源的流轉共享。例如，“三個課堂”應用能夠使身處農村薄弱校的學生享受到一線城區的優質課程和師資資源，實現規?；幕A教育均衡。然而，現在的規模化教學并不能很好地滿足學生的個性化需求，仍然與實現“公平而有質量”的優質均衡教育有一定的差距。人工智能技術有助于實現個性化的學習路徑、精準化的學習資源推薦，可以解決大規模的個性化教學難題。因此，互聯網與人工智能等技術的優勢融合，既有廣度更有深度，能夠使處于不同地域、擁有不同學習起點和不同學習水平的學生獲得同等優質的教學資源和屬于自己的個性化指導，從而有助于實現超大規模而有質量的個性化育人。

記 者：“危與機”總是辯證的統一體。人工智能在讓教育教學產生變革與創新的同時，難免也會引發很多新的問題。您認為有哪些問題是需要教師們關注的？

胡小勇：是的，人工智能在為我們教學帶來機遇的同時，也讓我們面臨著巨大的挑戰。個人建議，我們需要重視以下四個方面的問題。

一是如何幫助教師掌握智能教學。有關統計表明，超過90%的中小學教師在入職前均未學習過人工智能相關的基礎性知識。然而，新時期大中小學生都是數字時代的“原住民”，他們可能從義務教育階段就開始學習人工智能。假如教師自己不懂人工智能知識，卻要去教人工智能時代的學生，這何異于“以其昏昏、使人昭昭”？教師如何在能力不對稱的前提下，做到讓學生心悅誠服？技術的常態有效應用更是一線教師面臨的最直接、最現實的挑戰。我曾多次援引國際21世紀教育委員會的一句話，“最好的技術，如果沒有與使用這種技術相適應的教學，它在教育環境中也會變得毫無用處”。教師既是教育者，更是一名學生。教師要學習人工智能知識，更要落地踐行智能教學。我們要時刻警惕一線教學中的“技術環境是珠峰，教學創新是洼地”現象，要幫助教師與時俱進，主動適應變化，利用智能技術自我成長，了解、嘗試和應用智能技術開展教與學。

二是如何幫助學生學會智慧學習。我的導師華東師范大學祝智庭教授曾說，“技術帶來的便利性是必要的，但便利性并非教育的核心價值，給學生創造美好的學習與發展體驗，才是其核心價值”。人工智能為學生提供了不少便利。例如，學生借助知識圖譜，能將不同領域的知識進行關聯，知識獲取的全面性和系統性大大提高;智能算法能根據個人偏好為學生推薦合適的資源和學習路徑。然而，個性化的資源推薦也可能導致學生所關注的領域習慣性地被已有興趣強化和固化，形成“信息繭房”現象，從而造成某種思維定式。我們要警惕數據投喂和精準刷題現象的擴大化，借助智能技術培養學生對未知領域的探索和求是精神，培養學生的批判性思維、創新思維，這才是關鍵所在。

三是如何落實面向全面育人的教育評價問題。《中國教育現代化2035》指出，要“利用現代技術加快推動人才培養模式改革，實現規?；逃c個性化培養的有機結合”。人工智能的加入，讓規?；膫€性化學習成為可能。然而，有什么樣的評價指揮棒，就有什么樣的辦學和教學導向。如果我們無法逐步打破單純以考試分數評價學生的頑疾，無法處理把握好教育評價改革這個“源頭”，構建起適應時代發展的差異化、個性化的評價標準和評價體系，規?；膫€性化教育也就很難真正落地。

四是如何直視人工智能所帶來的教育倫理問題。技術是一把雙刃劍。應用得當，可造福人類;應用不當，則危害社會。美國前國務卿亨利·基辛格在《啟蒙如何終結》一文中曾發出警告，“技術革命的秩序動蕩不安，我們最終將處于依據算法和數據驅動、不受倫理道德規范的機器世界”。隨著人工智能的普及應用，復雜的倫理問題也正引起世界各國關注。如今，智能工具教學不當應用所產生的倫理問題層出不窮。例如搜題軟件的濫用誤用，成為學生考試作弊或者喪失主體思考意識、惰化思維能力的工具;智能學伴代替教師和家長，可能導致學生的情感缺失;人工智能普惠條件的不平衡不充分、教育算法的歧視與不透明，更造成了新的“智能鴻溝”。2021年9月，我國科技部發布的《新一代人工智能倫理規范》，首次明確了人工智能特定活動應遵守的倫理規范。教育界也理應有所警醒和行動。我們團隊最近開展了一項關于教育人工智能倫理的研究。

記 者：的確，機遇與挑戰并存。那么，今天的教師應該如何應對人工智能挑戰呢？

胡小勇：2020年，我寫過兩篇學術隨筆——《未來已來，做智能時代的好老師》《智能時代，教師為未知而教》。我認為，過去、現在、未來，教師作為一種職業都不會被機器技術所完全取代，但這并不代表著教師可以“躺平”無為。教師與人工智能的協同在未來將是常態，因此教師要時刻準備“重置”角色，調整定位，轉變思維，學會與人工智能協同共教、共研、共學。

教育部在《關于開展人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》中明確提出“教師智能教育素養提升行動”，提升教師利用智能技術開展教育教學的素養水平。在此背景下，我們團隊立足于一線教育工作者的需要，開設了“人工智能教育應用”教師教育慕課，為教師提供了人工智能與教育、人工智能教育應用環境、人工智能的學習應用、人工智能的教學應用和人工智能教育評估與管理五大模塊內容，旨在幫助各學科師范生和一線教師從容面對“人工智能+教育”的未來職業挑戰。2022年，我們團隊還將搭建理論碰撞、實踐應用、經驗交流的平臺，為廣大一線教師提供人工智能賦能教學創新的服務。

教育部科學技術與信息化司雷朝滋司長曾提出，新時代的教師應該掌握“雙核要素”：學科能力和信息素養。確實，教師只有持續充電蓄能，才能在時代的洪流中砥礪前行、自我超越。

責任編輯：牟艷娜