人工智能時代的課堂教學(xué)研究

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇人工智能時代的課堂教學(xué)研究范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

隨著數(shù)據(jù)、算力和算法的不斷積累和進步，以此為基礎(chǔ)的人工智能終于踏上了《奇點臨近》的加速進程，其重要意義之一便在于它有可能回應(yīng)“喬布斯之問”，給教育帶來廣泛而深刻的影響。就教學(xué)領(lǐng)域而言，它必將在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程和教學(xué)組織形式等方面形成相應(yīng)的改變。

1人工智能時代教學(xué)要促進學(xué)生個性和潛能發(fā)展

在對人工智能當(dāng)前及未來的描述中，人們總含有一絲揮之不去的隱憂。例如，它的計算速度比人快，它的反應(yīng)比人準(zhǔn)確，它控制的機器也比人力量大。如果人工智能在各方面都超越了人類，那人類還有什么存在價值？人類是否會被取代？我們該怎么辦？在現(xiàn)有所及的研究中，人們終于發(fā)現(xiàn)人工智能也有不如我們的地方，那就是人類的想象力、創(chuàng)造力和蘊含有情感、態(tài)度的價值觀。想象力也被稱為虛構(gòu)能力，它仿佛是屬于神的能力，赫拉利認為正是擁有它，人類才從智人發(fā)展到神人。[1]創(chuàng)造力的本質(zhì)是從無到有，它并不能依靠純粹的邏輯理性，而更多地注重非邏輯理性，即邏輯思維的中斷與跳躍。人工智能植根于相關(guān)數(shù)據(jù)、算力和算法的動態(tài)組合，它嚴(yán)格遵循的是邏輯理性，始終是從現(xiàn)實到現(xiàn)實，中間不能出現(xiàn)任何缺省環(huán)節(jié)；而人類恰恰擁有立足現(xiàn)實但又超越現(xiàn)實的潛能，其主要表現(xiàn)便是想象力、創(chuàng)造力和價值觀。這是人類與人工智能的區(qū)別，也是人類未來的根本優(yōu)勢。所以，從解決人類隱憂的根本之道考慮，我們對學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)立足于發(fā)展個性，激發(fā)潛能，這是與工業(yè)時代主張同質(zhì)化、整齊化和強調(diào)現(xiàn)實知識技能重現(xiàn)為教學(xué)目標(biāo)的最大不同。人工智能時代迫使我們對教學(xué)目標(biāo)提出了新要求，也提供了實現(xiàn)的可能性。利用人工智能的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，教師不僅能對學(xué)生現(xiàn)有的學(xué)習(xí)水平、認知能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格有充分了解，還可以運用數(shù)據(jù)建模技術(shù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)資源、教學(xué)行為等變量之間的相關(guān)關(guān)系，預(yù)測學(xué)生未來的學(xué)習(xí)趨勢及各項潛能可能達到的水平，從而將教學(xué)目標(biāo)精準(zhǔn)地定位在他們的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。值得注意的是，我們并不能忽視教師在確定和實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)過程中的重要作用。人工智能總是經(jīng)由現(xiàn)實數(shù)據(jù)和邏輯理性作出分析和判斷，但人的個性和潛能很多是非理性的，并具有超越性。教師可以參考人工智能提供的現(xiàn)實信息，更要運用“人對人”的整體感悟和期望判斷為教學(xué)提供合理目標(biāo)，體現(xiàn)教師“教”的能動性。人的個性和潛能是超越機器的，我們不能完全指望由機器來確定和實現(xiàn)關(guān)于人的全部教學(xué)目標(biāo)。

2人工智能助力教學(xué)的基本過程

人工智能助力教學(xué)的基本過程體現(xiàn)了個性化定制教學(xué)的思路。學(xué)生個性既是教學(xué)的出發(fā)點也是教學(xué)的歸宿，正所謂“天命之謂性，率性之謂道，修道之謂教”。教學(xué)既是率性而為，又回歸人的本性。人工智能基于不同類型的動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，可分析、計算每個學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)心理與外在生理、行為表征，刻畫出立體化、可視化的學(xué)習(xí)者肖像，從而為不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)以及教師的教學(xué)提供精準(zhǔn)服務(wù)。首先，在教學(xué)目標(biāo)初步確定后，精選教學(xué)內(nèi)容。教師根據(jù)已有課程的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、其他相關(guān)學(xué)科數(shù)據(jù)、與真實情境的聯(lián)系數(shù)據(jù)、該課程前沿信息、多年來積累的同階學(xué)生學(xué)習(xí)重難點數(shù)據(jù)，利用知識計算引擎技術(shù)，從大量無序信息中篩選出真正有利于學(xué)生個性和潛能發(fā)展的知識，排除無關(guān)信息的干擾。利用知識表征分層提取技術(shù)，尋找知識之間的聯(lián)結(jié)點以及它們與人發(fā)展之間的特定關(guān)系，確定教學(xué)內(nèi)容的層級和次序，明確每次教學(xué)的重難點。教師在確定全班教學(xué)內(nèi)容的大致范圍和主要內(nèi)容后，再根據(jù)每位學(xué)習(xí)者以往學(xué)習(xí)內(nèi)容和表現(xiàn)水平數(shù)據(jù)，精確定制各人的學(xué)習(xí)內(nèi)容，以適合不同學(xué)生的發(fā)展需要。其次，設(shè)計學(xué)習(xí)路徑和教學(xué)情境。人工智能的不斷發(fā)展，逐步會出現(xiàn)萬物互聯(lián)的情形。人工智能可以從學(xué)生使用的移動設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)社交平臺、已有學(xué)習(xí)成果、他人對學(xué)生的評價等處獲得信息，進而分析了解每一位學(xué)生的認知水平、偏好、思維方式、學(xué)習(xí)習(xí)慣和元認知能力，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容以及一定的學(xué)習(xí)理論模型，設(shè)計出適合每一位學(xué)習(xí)者的具體學(xué)習(xí)路徑，包括學(xué)習(xí)內(nèi)容的數(shù)量、難易程度、呈現(xiàn)方式、預(yù)計學(xué)習(xí)時間和評價方式等。再次，教學(xué)過程中的反饋與調(diào)整。人工智能可以隨時反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，使得學(xué)習(xí)不斷得到強化和調(diào)整。它就像一位不知疲倦的智能教師，隨時給學(xué)生以指導(dǎo)。通過捕捉學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的生理表征，了解他們學(xué)力有余或?qū)W力不足、學(xué)習(xí)興奮或?qū)W習(xí)沮喪、精力充沛或疲勞困倦，教師可以及時調(diào)整教學(xué)目標(biāo)，改變教學(xué)內(nèi)容，制訂新的學(xué)習(xí)路徑和情境。這是以往教師單憑自己的人力無法做到的，這也是教學(xué)能真正成為促進學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的根本保障。最后，保存教學(xué)數(shù)據(jù)。整個教學(xué)過程都將被完整記錄，并保存到數(shù)據(jù)庫中。其主要內(nèi)容包括教師對每一位學(xué)生的指導(dǎo)、人工智能的分析判斷數(shù)據(jù)、每一個學(xué)生教學(xué)預(yù)期與實際達成效果的數(shù)據(jù)、學(xué)生個體與群體的差異數(shù)據(jù)等。在后續(xù)的教學(xué)中，這些數(shù)據(jù)將整合進學(xué)生個體和群體的教學(xué)設(shè)計理論模型中，實際參與到教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)過程、教學(xué)評價等的規(guī)劃中，為教師的教和學(xué)生的學(xué)提供決策依據(jù)和參考。人工智能助力教學(xué)是一個連續(xù)循環(huán)、持續(xù)改進、不斷生成的過程，同時也是學(xué)生個體和群體教學(xué)數(shù)據(jù)庫逐漸積累和豐富完善的過程。

3班級授課制在一定時期內(nèi)還將長期存在

人工智能時代為個性化定制教學(xué)提供了必要條件。它不但能隨時識別、了解學(xué)生的“材”，而且還能提出系統(tǒng)的適應(yīng)個人學(xué)習(xí)的“教”的支撐，這對長期以來以同質(zhì)化教學(xué)為主的班級授課制帶來挑戰(zhàn)。但我們在一定時期內(nèi)并不能簡單廢除班級授課制。早在公元1世紀(jì)上半葉，教育學(xué)家昆體良不僅從理論上論證了班級授課制的優(yōu)越性，他自己還嘗試實踐過這種模式。中世紀(jì)后期，烏克蘭兄弟會學(xué)校和其他一些學(xué)校出現(xiàn)了班級授課制萌芽，并積累了一定的教學(xué)組織經(jīng)驗，夸美紐斯以此為基礎(chǔ)，在《大教學(xué)論》中正式完成了對班級授課制的理論建構(gòu)。班級授課制適應(yīng)了近代工業(yè)革命對大量人才的需求，促進了當(dāng)時社會的發(fā)展，因而是教育史上的一大進步。直到今天，雖然社會背景已發(fā)生了深刻變化，新的教學(xué)組織形式如走班制、慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合教學(xué)、在家上學(xué)等不斷涌現(xiàn)，但班級授課制仍是世界教育的主流。它具有兩個較為突出的優(yōu)點。第一，教學(xué)效率高。班級授課制中學(xué)生按年齡或知識程度編班分級，極大地提高了教師的利用率，實現(xiàn)了在固定時間內(nèi)培養(yǎng)大量學(xué)生的目的。人工智能時代的教育相比以往規(guī)模更大，即便有技術(shù)的支持，在保證一定質(zhì)量的前提下追求效率仍是必不可少的價值取向，這恰恰是班級授課制的優(yōu)勢。第二，有利于學(xué)生的社會性學(xué)習(xí)。主要在兩個層面上進行：一是在互動層面上，不同學(xué)習(xí)者之間的互動以及與比他們知識更豐富的人之間的互動，互動可以促進學(xué)習(xí)；二是在共同體層面上，班級成員可以通過互動達成一個學(xué)習(xí)共同體，進而獲得歸屬感和榮譽感，增加學(xué)習(xí)動力，個別教學(xué)顯然缺乏這種機制。班級授課制并不與個性化定制教學(xué)沖突。有學(xué)者甚至認為在班級授課制中還能更好地實行個性化教學(xué)，“在班級全員學(xué)習(xí)同一課題的場合，反而可以說，兒童各自形成自身個性的學(xué)習(xí)活動的可能性更大?！盵2]美國學(xué)者卡羅爾也肯定過這種思路的可行性：“個性化教育是在學(xué)習(xí)者個性特征與學(xué)習(xí)環(huán)境之間努力達到的一種平衡，也就是說，它是學(xué)習(xí)者個性特征與所學(xué)知識、概念、行為方式、學(xué)習(xí)環(huán)境、激勵系統(tǒng)及習(xí)得性技能之間的一種合理匹配，而且是一種連續(xù)的過程?！盵3]這種思路實則是對傳統(tǒng)班級授課制的改良，它是在現(xiàn)代技術(shù)的幫助下，結(jié)合心理學(xué)、腦科學(xué)以及其他學(xué)科對學(xué)生的研究成果，針對學(xué)生自身特點所采取的一種更為適宜的集體教學(xué)組織形式。

參考文獻

[1](以色列)尤瓦爾·赫拉利.人類簡史[M].北京:中信出版社,2014:12.

[2](日)佐藤正夫,著.鐘啟泉,譯.教學(xué)原理[M].北京:教育科學(xué)出版社,2001:8.

作者:鐘海燕 單位:湖南師范大學(xué)附屬濱江學(xué)校