人工智能视域下教师专业发展困境与路径研究

郝明君 徐文会 付建强

摘 要：未来已来，人工智能+教育已成为未来教育发展的主题，未来教师发展变革已刻不容缓。文章认为，人工智能运用于教育，将导致教育在教师角色、教学模式、教学环境、教学手段以及教学内容等五个方面的变化。基于此，本文提出了教师专业发展策略即更新教育理念、提升教师能力以及坚守育人职能。

关键词：人工智能;教育变革;教师专业发展

中图分类号：G451

文献标识码：A 文章编号：2095-5995（2021）09-0062-05

2019年国际人工智能与教育大会在北京召开，习近平总书记在贺信中指出，人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。把握全球人工智能发展态势，找准突破口和主攻方向，培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。[1]。真正的教育紧跟时代的步伐，随时代变化而不断发展。近年来，人工智能正在改变着我们的生活、学习和工作，推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代，也必然会对教育产生巨大的变革与影响。未来已来，“人工智能+教育”已成为未来教育的主题。2018年1月《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》指出，推动教师主动适应信息化、人工智能等新技术变革，实现教师队伍治理体系和治理能力现代化[2]。2018年4月13日，教育部颁发《教育信息化2.0行动计划》，强调加快实施“互联网+教师教育”创新行动，推进教师教育信息化教学和以自主、合作和探究为主要特征的教学方式变革[3]。未来教师发展变革已成为时代发展所需，成为当前教育研究中重要的热点主题之一。

一、人工智能的涵义及特征

（一）人工智能的含义

人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）是一门包含了机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理、专家系统等研究的计算机科学，是现代科技发展的一个重要的研究领域[4]。人工智能包含大数据、并行计算和深度学习等三大要素，其基础是数据和硬件。人工智能起源于1956年达特茅斯学院举办的夏季学术研讨会。在这次会议上，“人工智能（Artificial Intelligence，AI）”这一术语是达特茅斯新学院助理教授John McCarthy首次正式提出并使用。[5]随后人工智能的理念扩展到各个领域，因为人工智能寄托了人类美好憧憬和理想，它“将进一步深刻改变人类社会生活、改变世界”[6]，“将进一步释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量，并创造新的强大引擎”[7]。

（二）人工智能在教育领域应用的特点

在信息化时代，人工智能呈现出以下的特点：互动性、开放性、个性化和全球性。它将深刻地改变教育的生态系统。人工智能在教育领域应用有如下特点：

首先，自动化与智能化并存。人工智能为教育提供自动化学习平台，如智慧树、慕课等，是教育资源最充分的利用。人工智能擅长于逻辑运算、记忆，擅长处理教育领域内目标明确的工作。随着自然语言在转换为机器语言上的技术进步，人工智能可进行学生学业成绩的测量与评价，自动生成数据、分析数据从而得出结论。人工智能能进一步拓展教育的信息化，其智慧教学会给学习者带来全新的学习体验，线上学习方式与学习者生活相互交融，促进全社会形成良好的学习风气，有利于人们树立终身学习观念。

其次，个性化与协同化共处。人工智能背景下，计算机可以根据学习者的信息、认知的特征、学习情况建立学习者的学习数据库，学习平台可推送适合学习者学习的课程，建立与学习者特征相符的学习模型。运用人工智能善于记忆的优势，不断优化和调整学习内容，满足学习者个性化需求。人机协同是教育领域运用人工智能的重要特征，学习者的学习内容是根据自身的知识体系构建起来的，新知识是计算机无法识别的，此时需要教师的介入，教师参与到整个教育环境中，因此，人机协同必不可少。

最后，多元化与国际化交互。人工智能为学习者提供多种学科的学习，涉及多个学习科目，未来的教育也要适应社会发展需要，为社会提供多样化人才。比如美國十分重视STEAM课程的研发，重点在于强调学生学习的跨学科、趣味性、体验性、协作性等，跨学科应用和整合，提高学生解决真实情景问题的能力。人工智能+教育为学习者提供多样化的学习内容选择、多种学习途径和方式，学习者可随时随地进行学习。智能化时代缩小了国际间的距离，学习者可通过网络检索，学习英国、美国等其他国家的课程。

二、人工智能时代的教育变革

（一）教师角色的转变：从知识的权威者转变为学生的引导者

在传统教学中，教师作为“知识的垄断者”，依附于其“见识早、知识广、经验多”[8]而把持着真理般的学科知识，成为知识的占有者和重要来源，处在教育的绝对优势地位。相比较而言，学生只能成为被动接受知识的容器，进而形成了师生间授受知识的局面。而随着物联网、大数据、虚拟现实等新兴技术不断崛起，知识信息数量激增、质量提高及其知识的易获取性，如今已然成为一个“知识爆炸”的时代。作为数字时代的土著——学生正在社会中扮演着知识“生产者”和“传播者”的角色。

人工智能打破了教师的绝对知识权威，学生也可成为知识的创造者，促进知识的再生产，这有利于形成良好的知识生态。借助于互联网，学生根据兴趣及爱好，选择适合自身学习的任何所需的知识和技术。学生在进入学校之前，可能所掌握的背景知识和信息已不低于教师凭借经验、年龄等后天因素所获取的知识量，这对学校教育中教书匠型的教师构成了极大挑战。但是在人生成长的过程中，教师作为年长者，生活阅历一定比学生丰富。因此，教师应更加关注学生的个体生命成长，采用恰当地方式对学生进行有效引导，帮助学生提升个体的生命价值。在人工智能时代，获取知识及信息的便捷性和及时性促使教师角色发生转变，教师不再是“知识的垄断者”、权威者，而是转变为学生成长的“生命引路人”。

（二）教学模式的转变：从规模化教育到个性化教学

从班级授课制诞生之日起，集体性教学活动因其高效、规模化等特点成为工业时代主要的教学模式。教学活动主要由教师与学生面对面讲授进行，教案设计、知识点讲解以及作业批改等教学环节均由教师独立完成。班级授课制下教师工作负担较重，工作时间长且效率不高。规模化的教育能按照预设的内容进行教学，关注到大多数学生的学习情况，但易忽略学生对知识学习的个体差异性，拉大学生个体发展的差距。教学评价以学生的考试成绩作为其标准，忽略了学生除成绩之外的优点，用统一的要求对学生进行评价，不利于学生个性的发展。

在信息化、智能化时代下，大数据支持的人工智能机器可以代替教师完成复杂、繁琐和重复性任务，如学生上课时出勤考核、作业布置与批改以及作业辅导，减轻教师的工作负担，将教师从重复性的工作中解放出来，教师将着重于开展创造性教学活动。此外，人工智能还可以基于学习者的个人信息、学习需求以及认知特点，更加关注学习者的学习行为和学习体验，为学习者制定个性化的学习计划，并及时推送个性化的学习内容，提供个性化的学习辅导服务，以达到精准施教的个性化培养学习效果。人机协同提高学生学习效率的同时针对学生的弱项查缺补漏以提升学生的学习成绩。

（三）教学环境的转变：从传统教室到泛在化学习环境

在传统教育中，学校是开展教学活动的主要场所，课堂是教学活动开展的重要形式，亦是学生获取知识的主要渠道。而传统课堂设计有着“明确的前后方之分、秧田式座位排列方式以及矩形空间格局”[9]，学科与学科、班级与班级之间有着严格的区分与界限。班级授课制的运用，将学生聚集到一个完备的物理空间之中，教学活动在布置好的教室中开展，由此在教学中组建起班级。传统的教学模式出现了班级组织，教学环境为肉眼可见的教室，学习环境较为固定，这种情形有利于学生间的交流，但也束缚了学生学习和活动的空间和范围。

人工智能时代下教育将超越时空限制，打破各种教学环境要素之间的壁垒，构建更加人性化、智能化的教学空间和提供优质的学习环境，更加注重教学环境的和谐共生性。智能化的学习空间将以学生为中心，灵活可移动的桌椅设计，线上学习和线下学习、正式学习和非正式学习的混合式教学方式以及学习时间的自主性、可控性使得泛在学习和深度学习成为常态。智能化的教学设备创造了更为广泛的教学环境和学习环境，教师根据学生的需求或主题进行课程录制，学生可随时随地学习适合自己的课程。人工智能时代下，教学环境是超越时空的智能化与泛在化的学习环境，打破了传统的固定化桌椅板凳的物理环境。

（四）教学手段的转变：从教师讲授到人工智能的应用

传统课堂以教师为中心，借助黑板、粉笔、教材及课本完成对学生的知识传授，现代课堂下多媒体信息技术的应用辅助教学在一定程度上提高了教学效率，但无法实现师生双方的互动，究其本质是为教师教学服务。传统意义上教师对知识拥有极大的权威，学生通过教师的讲授获取到知识并吸收知识以增加自身的知识储备。知识传授中教师极具威严，师生间的互动较少，阻碍了知识的创新及再生产。传统教育中教学手段较为单一，教师通常采用讲授法传授知识，课程的灵活性及可操作性不强。

人工智能技术的发展及其在教育上的应用将会更新教学手段，如虚拟现实技术、VR/AR/MR的应用。通过具身技术的自然融入让学习者身心全投入其中，获得“在场的错觉”[10]，拉近学习者与所学内容之间的距离，在一定程度上拓展延伸了学生的认知视野和范疇。在虚拟现实情境下学生如同身临其境，将会获得更加清晰、具体的表象知识，对于学习内容的理解有着更深刻的体验，学习也因此由沉闷死板地接受，转变为学生主动探索的体验过程。人工智能运用到教学中丰富了原有的教学手段，课程活动的开展更灵活，通过生动的画面展现学习内容，丰富学生的已有认知。直观呈现学习内容，便于学生理解所学的知识，可提高学生学习效率，激发学生学习的积极性和学习动机。现代化教学设备的运用，促使教学手段发生变化，更赋予了教育更多的活力与能量。

（五）教学内容的转变：从固定书本知识到私人订制内容

在传统教育中，教师作为知识的传播者，其教学内容来源于书本，内容设计以课程标准、考试大纲等为基本依据。考试范围成为影响教学内容的指挥棒，从而导致“考试考什么、教师教什么、学生学什么”的局面，学生的学习资源较为分散且较难获得。成绩作为学生学习情况的重要指标，而书本则是考试内容的重要来源，因此教师的教学活动内容主要源于书本知识。教师的教学活动目标也按照预设的课程目标进行，导致教学活动中缺乏变通性和生成性。

在互联网时代，借助互联网和大数据，教学内容和教学资源得到极大拓展，大规模网络在线课程成为学生自主学习的重要方式之一。未来的学习形态呈现出“学生线上学习，教师线下督促、管理和陪伴三位一体的形态。”[11]同时学生也可以较为轻易地捕捉符合自己需求的个性化学习资源。教学内容不仅仅局限于书本知识，更强调对学生知识获取、信息筛选能力的培养，从而能在更大范围内搜索到学习资源和内容。人工智能运用到课堂中，为教学活动赋予更多能量的同时扩展了知识获取的渠道，促使教师对课本知识和教学内容进行创新。课堂中的内容需与时俱进，在已有知识中注入新的活力，为学生提供个性化的私人定制内容从而促进学生全面发展。

三、人工智能时代下教师专业发展的路径探讨

未来教育将进入教师与人工智能协作共存的时代。人工智能有显著优势，但人工智能也带来挑战。发挥教师在教育教学过程中的作用，实现教学过程的最优化，全面促进学生健康成长将是教师专业发展的必然路径。

（一）更新教师的教育理念，转变教师在教育中的角色

人工智能视域下，教师应该由“教的专家”转变为“学习的促进者”，教师由“一言堂”转向促进学生主动探究学习。缜密的逻辑思维和较强的数据处理能力使得人工智能更多地承担教师记忆性、规范性知识的传授功能，成为自动出题和自动批阅试卷的助教、学习障碍自动诊断与反馈的分析师以及个性化学习内容生成与汇聚的智能代理。在这种影响和冲击下，教师则需要更多地转向和重视自己的育人职能，即要成为学生“灵魂的工程师”以及情感的呵护者，坚守成“人”教育的重点使命，坚守生命关怀和伦理呵护的职责。在谈到未来教育发展时，项贤明也认为“智能时代的教育，应该是一种‘人性为王’的教育，情感与德行等人性特有的品质应当受到极大的重视”[12]。面对人工智能带来的挑战，教师应沉着应对，树立新型教育理念，用理性的思维看待人工智能时代下教育中的变与不变。

（二）提升教师的专业能力，使人工智能与教育相互赋能

培养智慧型教师是未来教育的目标，浓厚的学科素养、广泛的兴趣爱好、强大的学习能力和信息检索能力、敏锐的教育洞察力、批判性思维……都是智慧型教师的必备素质。在未来人机共存的教育环境里，教师需学会“让位”，让人工智能完成教师工作中比较繁琐的部分。传统的教学方式方法、教学模式已无法满足未来教育对于人才培养的多样化需求，智慧型教师将运用自己已有的知识背景和强大的学习理解能力，运用各种工具，借助于互联网，探索教育教学模式，成为新型技术的率先使用者，学生探究性学习的引领者。

在人工智能时代下，李政涛强调教师必须具备“爱商”“数商”“德商”“逆商”和“信商”等“五商”[13]。人工智能为教育赋能，同时教育也能够培养出人工智能时代所需要的人才，因此对教师的要求更加严格。首先，教师对学生要有大爱之心。人工智能可为学生提供个性化的学习方案，教师必须具备专业观察和分析学生的能力，通过分析学生的问题为其提供高质的教学内容和方法。在冰冷的算法面前关心学生学习情况，关注学生的成长需要和个性特征，使学生感受到人性的温暖。其次，教师需具有“数字化胜任”能力。智能化时代下，教师应学会分析学生学习成绩数据，并将数据转换为教学目标、教学内容和教学方法等。最后，教师需有“信息化胜任”能力。信息化时代中，教师要加强信息搜集、整理、分析和生成的能力，将信息为我所用。

（三）坚守“育人”的职能，成为学生“灵魂的工程师”

机器不能完全替代教师的原因是教育的终极价值是在促使师生“目光转向”的同时，实现双方“心灵的转向”，这内在地规定着教育是一项以“人”育“人”的事业[14]。在人工智能时代下，学生可借助于人工智能完成对知识的学习，教师可借助其对学生进行管理和完成教学工作。而真正意义上教师应该做的是从人性出发，着眼于学生的兴趣需要，更多地关注对学生创造能力、社交能力等一些人工智能难以取代方面的能力培养，针对学生的不同个性进行精准教学。人工智能带给学生更多的是“知识”的体验和积累，而缺少对学生情感的关怀，而教育应该从“教学”转回“育人”的本质上来。教育始终是人教人，人工智能时代会出现人机交互、人机协同的格局，但培养有温度的人必须仍需教师的倾心浇灌、无畏的付出与努力。教师坚守其岗位，履行好育人的职责，将学生的成长与发展视为工作的动力。

参考文献：

[1]习近平向国际人工智能与教育大会致贺信[N].人民日报， 2019-05-17（ 01）.

[2]中共中央 國务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见[EB/OL].（2018-01-31）http：//www.gov.cn/zhengce/2018-01/31/content_5262659.htm.

[3]教育部等五部门关于印发《教师教育振兴行动计划（2018—2022年）》的通知[EB/OL].（2018-03-28）http：//www.gov.cn/xinwen/2018-03/28/content_5278034.htm

[4]昭鸣.2017年人工智能未来企业[J].互联网周刊，2017（17）：46-49.

[5]梁迎丽，刘陈.人工智能教育应用的现状分析、典型特征与发展趋势[J].中国电化教育，2018（3）：24-25.

[6]国务院. 国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知[EB/OL].（2017-07-08）http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[7]段世飞，龚国钦.国际比较视野下的人工智能教育运用政策[J].现代教育技术，2019（3）：8-9.

[8]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）：87-91.

[9]许亚锋，高红英.面向人工智能时代的学习空间变革研究[J].远程教育杂志，2018，36（01）：48-60.

[10]柴阳丽，陈向东.面向具身认知的学习环境研究综述[J].电化教育研究，2017，38（09）：71-77+101.

[11]余胜泉.“互联网 +”时代，教育走向何方？[J]中国德育，2017（14）：46-50.

[12]李泽厚.历史本体论[M].北京：生活·读书·新知三联书店，2002.

[13]李政涛.当教师遇上人工智能……[J].人民教育，2017（Z3）：20-23.

[14]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）：91-95.