人工智能与教育教学融合的应然之态与实然之道

胡立 王键 高晓清

摘   要   随着人工智能技术与教育教学的融合进程的加快，教育教学改革的生态环境发生了改变。人工智能技术在未来教育中，能够为学习者的“深度学习”提供“导航式”服务，为学习者学习路径提供帮助，是一种自适应的学习方式。人工智能分析技术下，个性化学习成为可能，人工智能将教师从“日常生活”中“解放”出来，人工智能不能完全代替教师，但使用人工智能的教师会取代不使用人工智能的教师。人工智能帮助教师实现学习者行为分析、优化知识建构方式，最终实现“双回路学习”。人工智能与教育教学的融合需要唤起师生的“存在感”，提升师生间人际沟通，发挥“课程思政”的价值。教师只有具备“人工智能”所不能具备的“无可替代”的特性，才能找到教师自身的存在价值。

关键词   人工智能  教育教学  应然之态  实然之道

疫情时代，教师和教学管理者都不得不开始实行全面化“线上教学”和教学管理的“线上化”。在后疫情时代，线上教学成为教学的主潮流，随着人工智能的快速发展，广大教育工作者不得不思考：人工智能时代的教师该如何转型？教师要具备哪些素养才能胜任智能时代教学？

一、人工智能与教育教学融合的应然之态

人工智能的发展能加快后疫情时代教育教学改革与现代技术的深度融合，教育反哺人工智能的发展，二者融合发展，是相互促进的关系[1]。后疫情时代的教育信息化催生了现代教育技术与教育教学的深度融合，推动着教育教学理念更新和教学模式变革，教育教学生态系统中各组分之间关系发生变化。

1.人工智能与教师

人工智能能否替代教师的作用？哪些教师将被人工智能所替代？毫无疑问，人工智能有其存在的价值：人工智能能够通过其自身算法，模拟学习者的学习过程，通过对学习者学习行为的提取与分析，实现学习者学习能力与学习内容的匹配，从而为学习者推送个性化学习服务。人工智能给学习者提供了“导航式”学习模式，让学习者根据学习需求进行学习路径的选择。人工智能可以根据学习者在学习平台留下的“学习痕迹”与“师生互动”行为进行跟踪，从而为学习者提供后续学习的“学习菜单”，学习者可以根据“学习菜单”和学習目标调整下一步学习计划。人工智能帮助提高学习质量和学习效果，将教师从“日常生活”中“解放”出来，将更多时间与精力投入到与学生的“人际互动”中。但人工智能不断地“侵占”了教师原本的“生态位”，教师的作用似乎被人工智能所取代，甚至人工智能可实现教师不易达到的“个性化教学”。教师只有具备“人工智能”所不能具备的“无可替代”的特性，才能找到教师自身的存在价值。

2.人工智能与学习者

信息化时代的教学，学习者在海量化信息资源的冲击下，面临着学会如何选择学习资源、整合学习资源的问题。在这个“智能化”学习过程中，学习者的学习方式发生改变，学习效率提高。学习者通过人工智能技术，可以找到最有效的学习方式，通过系统的推送，可以找到适合自身学习能力的学习内容，凭借的是数据驱动的手段，而不是学生的自行判断[2]。学习者过多依赖人工智能，就会丧失对信息资源的甄别能力，逐渐丧失独立分析问题、思考问题的能力。以语言学习为例，人工智能能够根据学生已有水平进行“知识推送”，并给出“诊断性学习评价”。人工智能可以在学习者练习或测试过程中，记录学习者学习情况，发现学习者在发音等方面的薄弱环节，并且开设“学习处方”，告知学习者在流利度、语法、发音或者词汇、阅读、听力的哪个或哪几个方面需要进一步提升。并且通过一定阶段学习后，人工智能技术能根据学生学习曲线，为学生绘制个人专属学习提升计划。

3.人工智能与知识理解

人工智能与知识理解的存在方式发生改变。首先，学习者在理解知识时，需要用感觉把握事物之间的关系，或者用概念把经验表达出来，或用逻辑把事物之间的关系表达出来。这些知识被称为“明知识”，可以通过不断的训练实现加强、巩固，可以通过学习不断习得。对于语言学习者而言，词汇的记忆、语法规律属于“明知识”。而机器发现了人类既无法感受又无法表达的“暗知识”，学习者在学习过程中不容易掌握或理解，即使掌握了，也不会在实际场景中加以运用。在语言学习中，学生在进行言语沟通中的“语用失误”就属于没有感受到语言中所蕴含的语言文化知识。其次，在认知行为上。机器认知正是通过对已有数据进行描述，对学习者模式进行识别。人工智能能够对学习者的学习模式进行反馈、概率运算，对学习者学习数据和学习过程进行处理。最后，在知识的“深度学习”上，机器认知可以帮助学习者习得人类可以理解和表达的“明知识”，还非常适合只可意会不可言传的默知识，因为机器萃取容易传播。人工智能通过其自身算法能够实现“深度学习”。

二、人工智能与教育教学融合的应然之势

无论是传统教学还是信息化教学，在“明知识”习得中给学生创造了许多训练的时间与空间，可学习者在花了大量的时间与精力，习得了大量的“明知识”后，遇到真实情境却无法表达自我，无法建立学习和运用的支架，语言习惯以及语言文化等“默知识”的缺乏使得学生无法进行顺畅语言交流。人工智能的介入，帮助教师实现学习者行为分析、优化知识建构方式，最终实现“双回路学习”。

1.实现学习行为分析

在小数据时代，信息化教学手段和教学平台，可以搜集学习行为的“小数据”，对于学习者的学习表现进行统计与分析。而且这种学习反馈与数据，作为教学计划调整的重要依据，也是衡量学习者学习行为的重要指标。教师可通过简单的学习元素，如：作业、阶段性测验、课堂互动，得到学习者的学习反馈，这种反馈是单向、针对学习者学习结果的，并不能对学习者学习行为的过程进行分析与处理。而人工智能在记录学生学习过程后，对学习学习过程进行有效反馈，并能精准判断学生学习过程中存在的问题，并对学生的学习过程进行“图像化”处理，分析其“学习曲线”，提供“一人一张课表”[3]。人工智能通过对学习者行为数据分分析，实现“大规模定制”，教师不再需要凭借主观判断[2]来进行学习资源的选择，人工智能能在学习行为分析和大数据反馈的基础上创建个人的“播放列表”，实现“一人一个尺寸”的个性化学习。

2.优化知识建构方式

线上教学为教师帮助学生知识建构提供了更多的知识场景，大量的音频、视频资源，让学生能够将习得的“明知识”与知识运用的场景之间建立联系，但是这种建构无法实现输入与输出情境之间的交互与转换。人工智能的虚拟现实（Virtual Reality）技术可以逼真地模拟现实世界，而学习者投入到这种环境中，便会产生一种身临其境的感觉，不自觉地与虚拟环境进行交互。在这个环境中，虚拟环境还能够实时地作出相应的反应，使一些在真实环境中无法适应的学习者能够更加大胆地表达自我，与智能机器人进行人机互动。人工智能技术在这种场域下，优化了学习者知识建构的方式。学习者知识建构的过程从单向度的“输入—输出”的过程，转变为虚拟情境中“输入—输出—新输入—新输出”，这种多维度的情境与体验为学习者的“输出”创设了学习环境，学生在虚拟空间中进行一定的学习训练后，在课堂活动中参与课堂活动的参与度提高。

3.实现“双回路学习”

基于学习者学习问题的个性化教学设计在人工智能的辅助下成为可能，教师不仅可以为学生提供个性化学习资源，还能为学生提供量身定制的个性化学习指导。平台教学可以为教师分析学习者的学习情况提供参考，但是教师是在学习者出现了错误之后，才会把学生学习中出现的问题作为教学重点在教学设计中帮助学生解决问题，这是一种“单回路”学习模式。而人工智能技术还可以实现“双回路学习”，通过对学习者的学习过程，包括学习者在学习过程中动态行为和学习者在学习过程中的投入情况进行分析，帮助学习者纠正学习过程的错误，智能分析学习者犯错误的原因，并针对学习者的学习情况，将“诊断方案”内嵌到学习资源、学习进度中，让学生在学习过程中实现错误的“自行纠正”。

三、人工智能与教育教学融合的实然之阻

人工智能使教学过程更加智能化，能够实现人机互动，但是人与人之间的情感交流与语言交流的社会情境以及跨文化交际中的文化意义与价值判断是人工智能无法识别的。在人工智能与教育教学改革融合过程中，人工智能的情感缺失，会在人才培养过程中产生现实阻力。

1.情感体验缺席

技术层面的变革为学习者的学习方式、学习环境、学习路径的优化提供了无限的可能。在大量的反馈数据和智能分析之下，学习者个体被数字化和概率化，各种量身定制的教育和算法，把学习者当成了一个个“虚拟化”的存在，每个学习者在数据分析和概率统计的“个性化”学习下，被“强行植入”了大众共同的兴趣点和价值观[2]。似乎学习者只有按照设定的学习轨迹，才能达到既定的学习目标。人工智能在提供知识输入，应用场景仿真方面为语言输入创造了诸多条件，但是人的情感体验与对于知识的意义建构还需要在各种日常交往中不断激活。人工智能在传递显性的“明知识”方面和传授技能的“默知识”方面具备明显优势，但是人工智能无法产生情感共鸣，文化生成的使命需要教师从微观上关注学生的学习效果，将学生意识不到的学习经验加以适当的控制与安排，使这些文化的因素“明显化”[4]，才能达到预期的文化迁移目标。

2.功能转化欠缺

人工智能在知识传递的准确性、学法引导的智能性等方面具备优势，解决了教学过程中确定性、可测量、重复性的教学问题，而要培养学生的能力，还须要引导学生化理论为方法，引导学生发生目光的转向，给学生提供方法论的启示[5]。在语言文化教学场域中的语用功能和文化意蕴需要在教师的心灵引导下化成一种意识、一种理念、一种修养，才能理解其中的话语含义。人工智能在言语功能的正确性、语法性的错误方面能够实现自我纠错，而具体语言情境中的语用错误或文化冲突，则无法被识别。学生的语言及其行为的文化错误需要教师进行不断修正、强化与塑造，最后内化成一种语言能力，从而使学生的认知潜移默化为以后日常交际中的行为。

3.价值理性缺失

技术理性的发展，使得人的价值理性蜕化。人工智能在实现个性化教学的过程中，容易变成“数据收集和分析的集中体”。教学过程中基础和单调的部分被机器所取代，如果教师不把更多有价值的内容传递给学习者，教师和学习者的“存在感”就会被削弱。人工智能改变了知识传播的方式和学习者学习的方式，然而教师在培养学生价值理性、提升学生道德情操等方面的隐性育人功能是无可替代的。教师的德性是人工智能时代教师的专业特质，是教师在教学实践过程中形成的一種修养，凝结了教师个人的价值追求，并通过教师的教学行为把个人修养化成一种无声的力量，不断去拓展学生的视野，在有限的课堂里唤起学生个人成长的无限追求。如果说人工智能可以完成知识从“本然界”向“事实界”的呈现，教师的作用则是唤醒学生的意识，引导学生进行“价值之思”和“文化生成”[5]。

四、人工智能与教育教学融合的实然之道

人工智能与教育教学的表面运用和单点运用，丰富了教育现代化的内容，而人工智能与教育教学的深度融合和全过程运用需要全面分析教育教学过程中存在的问题，从教学实际需求出发，才能使人工智能在未来的教育教学中发挥其应有功能。

1.唤起师生“存在感”

“后疫情”时代，人工智能教育下，教师的“显性”作用被掩盖了，因此，老师的教学努力要被学生“看见”，同时老师也要能够“看见”学生的学习情况[6]。教师“教学存在感”和学生“学习存在感”的平衡需要通过合理的教学评价机制，让教师和学习者在教与学过程中感知教学行为和学习行为的价值。教师则需要在教学过程的各个阶段，协同机器学习，进行有效课堂教学组织。机器学习能够帮助学习者记录整个学习过程，并给出客观的分数，教师则需要在客观分数背后，在情感上给予鼓励或表扬，指出其中语用表达尤其是文化运用中的不足。在机器训练阶段，“进阶”或者“升级”的过程，让学习者很有成就感。而对于学习基础较差的学习者，在长时间没有晋级的获得感时，因为无法体验成就感，没有教师或同伴的适时的评价与肯定，就会失去学习的动力。加入了人的情感的教学示范或场景能让学习者有更多的存在感，这种情感的教学是机器学习无法获得的。

2.加强师生间人际沟通

无论是教师的教还是学习者的学，人工智能帮助师生在云空间中实现人与资源、师生之间、生生之间的交互，且这种交互功能越来越便捷、常态化。人工智能时代，互动成为一种常态的情况下，面对面的沟通成为难能可贵的事情。因此，师生间的交往除了通过网络的线下互动外，需要适当的面对面互动，根据學习者实际情况进行适时的交流与反馈。比如人工智能的阅读系统可以根据学习者阅读水平和喜好进行智能推送。教师则需要通过课堂互动等方式，定期与学生交流阅读效率，让学生分享阅读过程中的收获，并将学生喜好程度高的阅读材料进行深度分析，提高学生提取阅读素材关键信息，理解语篇的能力。在这种“面对面”交流与探讨过程中，教师的教和学习者的学不是生硬的机器与人的交互，而是一个情况交流、价值理念形成的过程，师生之间建立学习共同体，这种交流与讨论的体验是人工智能所不能替代的。

3.优化课程思政设计

人工智能的介入若不能改变教师的工作样态，不能提高学生学习效率，人工智能技术的支持便失去了本有的价值。人工智能技术若是直接介入教学中，技术就会主导教育，人工智能让学生更加相信技术，而忽略对人本身价值的思考。教师应该帮助学生进行正确的认知，找到人本身的价值归宿，而不能过度依附技术的改变，人工智能不能替代的角色便是教师在情感与价值方面的引领与有效输入。人工智能技术只有融入到教育教学理念之中，让人工智能在教育教学中发挥其“暗知识”传递的优势，教师借助人工智能技术更好地进行教学设计，才能弥补人工智能技术所带来的学生情感培养、价值观念形成上的不足。在新时代背景下，多元文化价值观念容易“入侵”，因此，在教学中，要优化课程思政的教学设计。课程思政价值观念的引领，需要教师根据教学内容安排有机融入，而不是一种刻意安排。教师通过各种学习活动，让学习者在机器学习的孤独感与个体感中走出来，回归到集体活动与团队协作中。教师通过传道、授业、解惑一系列的教学活动，影响着学生的知识建构，也影响着学生的价值选择[7]，这种隐性育人的过程，是春风化雨，润物无声的过程。

随着人工智能的发展，学校物理空间将成为提高教学体验的支撑平台[8]，为教师与学生开展研讨、交流的学习共同体。未来智慧校园将逐步替代数字校园，并成为教育信息化发展的主流，引领智慧时代的主流方向[9]。在这场人工智能的浪潮中，基础甚至单调的语言技能学习部分将被人工智能取代，教书匠、知识垄断者已经成为过去式，教师需要将更多有价值的内容传递给学生，达成一种心灵转向，找寻到适合的求变且渐变的教育教学模式。不管人工智能如何融入到教学中，只有它真正关照到了教师整体的生活经验及生命意义，人工智能才能满足教育教学的需求。不管人工智能以何种方式融入到教育教学改革中，教师的育人目标是指向激发个体向着更高价值的追求，使学习者在知识学习、技能养成、价值观念形成的过程中找到人生的价值归宿。在人工智能时代，除了能让学习者具备可持续发展的学习能力之外，教育教学工作者还承担着让学习者拥有获得个体人生绵绵不绝的精神动力[10]的使命。

参考文献

[1] 熊媛，盛群力.人工智能与教育融合发展问题的思考及建议[J].教学与管理，2020（05）.

[2] 维克托·迈尔-舍恩伯格，肯尼思·库克耶.与大数据同行：学习和教育的未来[M].赵中建，张燕南，译.上海：华东师范大学出版社，2015.

[3] 宋灵青，许林.人工智能教育应用的逻辑起点与边界——以知识学习为例[J].中国电化教育，2019（06）.

[4] 郑金洲.教育文化学[M].北京：人民教育出版社，2000.

[5] 李栋.人工智能时代教师专业发展特质的新定位[J].中国教育学刊，2018（09）.

[6] 汪琼.“教学存在感”及实现路径辨析[J].现代远程教育研究，2020（03）.

[7] 王学俭，石岩.新时代课程思政的内涵、特点、难点及应对策略[J].新疆师范大学学报：哲学社会科学版，2019（11）.

[8] 赵继，谢寅波.疫情倒逼寻找高等教育教学改革突破口[J].中国高等教育，2020（03）.

[9] 张华.信息化背景下智慧校园的建设[J].教学与管理，2019（12）.

[10] 刘铁芳.什么是好的教育——学校教育的哲学阐释[M].北京：高等教育出版社，2014.

【责任编辑  郑雪凌】