何以为师：人工智能时代的未来教师图景

罗 丽

(华东师范大学教育学系，上海 200062)

如果不是新冠疫情将“在线教学”推到了前台，可能我们仍然很难认识到人工智能对教育带来的挑战与机遇。因为在现实生活中，尽管人工智能在科技、经济、医学等各个领域都带来了巨大的变革，但是对教育的影响却相对较为沉寂。最明显的证据就是，我们如今使用的教室跟1600年前的教室基本没有太大差异。因此，《第四次教育革命——人工智能如何改变教育》的作者将这种教育在人工智能应用中被忽视的现象生动地理解为“教育是人工智能故事中的灰姑娘”。但是，随着人工智能的飞速发展，未来的教育场域必定会迎来巨大变革，首当其冲的便是教师角色及其工作形态。

一、历史奠基未来：教师角色变迁的演进历程

在不同的历史时期，社会发展呈现出不同的特征，带来了不同的学习样态，也使教师角色经历了不同的变革。从时间的维度来看，在人类漫长的历史沿河里，已经发生过三次教育革命，而我们正处于第四次教育革命中。在每一次的教育革命中，教师都承担着不同的角色。

(一)第一次教育革命中的教师角色

第一次教育革命发生在石器时代，为了满足生存和培养下一代的需要，人们在家庭单位、团体和部落之中向他人学习。在这一时期，父母、家族里其他经验丰富的长辈共同构成了“教师” 雏形，扮演着“劳作生产经验的传递者和部落文化传承者的双重角色”。[1]例如，“父母把如何使用这些工具割开动物的肉和磨碎骨头教给自己的孩子。原始人(类人猿，包括人类祖先)开始系统地传授如何狩猎、如何建立季节性的营地、如何使用火，以及如何长距离迁徙的知识”。[2]这一时期所有的事务都围绕着如何获取生活生产资料、如何保证自己能够生存下去发生，人们的生活稳定性极差，完全没有时间可用于娱乐和休闲。“教师”对知识经验的传递主要以“口耳相传”的模式进行，“学生”通过模仿性练习来习得和提高自己的生存本领。

(二)第二次教育革命中的教师角色

第二次教育革命以学校的产生为标志，形成了制度化的教育。随着人类生活的不断发展，城市出现在埃及的尼罗河流域、底格里斯河下游和幼发拉底河流域的美索不达米亚平原、中国的黄河流域以及印度的印度河流域。文字也伴随着这四大文明的演进而产生了。城市中社会生活的复杂性直接指向了一种统一的、制度化的教育需要，学校教育应运而生。因此，伴随着学校产生的还有教师这一专门用于传授系统性知识的职业。不过，受限于工业技术的落后，文字只能以手抄的形式流传下来。在文字以手抄的形式进行传播的这一时期，“教师”主要承担知识传授的责任，其具有两层含义：一是教师自身能够听懂、看懂、书写并读出文字，教师能够成为文字的使者；二是教师能够将这些具有一定意义的复杂符号通过丰富有效的形式教给学生。当然，为了帮助学生适应复杂多样的城市生活，教师还会在纪律管理、道德教养方面发挥一定的作用。譬如，针对迟到早退、上课随意插话等不良行为，教师会对学生进行相应的惩罚，与我们当今常见的教师惩戒情况类似。

(三)第三次教育革命中的教师角色

第三次教育革命以印刷术的产生为标志。在此之前，由于手抄文字需要耗费大量的人力，且所用的羊皮纸花费昂贵，所以读书识字往往是贵族阶级的特权，教育被上层阶级垄断，平民无法获取足够的知识经验。印刷术的产生与精进使得每个人都能得到任何想看的书籍的副本，并为学校教育提供了标准化的教科书。得益于印刷术的成熟，以“班级授课制”为核心的现代教育制度才逐步建立。班级授课制的教学组织形式具有“以班为人员单位、以课为教学活动单元、以时为教学活动实施单位”[1]的突出特点。教师具有班级的管理者、教学的组织者、课堂的独白者等多重身份，教师的“教”往往被看作完全的“教学”，教师在课堂中拥有绝对的主权。而后，随着信息技术的到来与飞速发展，教育迎来了新的革命，我们也逐渐走向人工智能时代。

二、技术赋能教育：人工智能时代呼唤人机双师

在人工智能时代所引起的新的教育革命中，各种信息技术逐渐渗透到教育的各个领域，包括日常教学、作业批改、教育培训等等，其实质就是技术赋能教育。技术赋能教育正在改变和再造学习的各个要素，由此引发了新一代的学习变革。为应对美国在教育信息化发展新阶段将会面临的困惑和挑战，对未来教育实践提供有效的指导，美国教育技术国际协会于2016年发布了《学生标准》，提出未来学习者的七大角色：拥有学习权力的人、数字公民、知识建造者、创新设计师、具有计算思维的人、创意沟通者、全球合作者。[3]学习者角色的变化意味着学习方式的变革，未来学习者将从被动学习走向主动学习、从接受学习走向创造学习、从传统学习走向“微型学习”，[4]，从而形成人人、时时、处处可学的泛在化未来学习样态。面对着人工智能时代下学习者及其学习方式的变革，未来教师在形态、角色以及教学方法等方面也将随之进行转变。其中，首要的变革可以从形态上进行明显区分。在已有的教育实践中，承载着各种信息技术的机器不同程度地替代了传统意义上的“教师”的一些职能，因而被人们称为“机器人教师”。机器人教师的地位逐渐受到人们的认可，甚至对传统人类教师的地位产生一定威胁。也有学者指出，“智能时代的教师，是双师并存的时代”。[5]

(一)机器人教师的产生与发展

“机器人教师”这一概念来自于“教学机器人”。张爱华等人基于十多年的教学实践，通过对机器人的一般定义和能力的分析和提炼，提出了“教学机器人(Teacher Robot)”的新概念,即“教学机器人是可以在各种教学应用中履行教师职责的机器人”。[6]从人工智能技术发展的阶段来看，机器人教师的发展大致经历了以计算智能为主的机器人教师、以感知智能为主的机器人教师和以认知智能为主的机器人教师三个阶段。

第一个阶段——以计算智能为主的机器人教师。计算智能是人工智能的初步形态，也是其后续发展的重要基础，它让机器和人一样具有计算、存储和传递信息的能力。只具有计算智能的机器人教师更像是一个学习资源管理系统，只能够对儿童进行单纯的信息传递。电视、广播、收音机这类信息媒介其实就是最早期的机器人教师，但是其高度依赖人类教师的操作；平板、电脑等设备是进化后的计算智能机器人教师，其可以实现人类教师的“离场”而让学生进行人机对话；以慕课为代表的在线学习平台在人工智能的协助下增加了自动诊断、自动推送学习建议等功能，成为一种类似“人类教师助理”的机器人教师。但是，总体来说，这类机器人教师的工具属性更强，独立性较弱，只能算是锦上添花的“教育服务机器”。

第二个阶段——以感知智能为主的机器人教师。感知智能是现阶段人工智能的主要应用阶段，“它使得机器人和人一样能看懂、听懂与辨识，具备感知能力并与人进行交互”。[7]我们常见的家用教育机器人便属于此类。1985年澳大利亚曾研制出一种能担任学龄前儿童家庭教师的机器人，其身高90厘米，双手和身体也能够向各处移动，既有学习服务，也有娱乐服务。它一方面可以帮助学龄前儿童在家里学习单词和拼音、提出和演算数学题，另一方面还能在小朋友学习累的时候给他们唱歌并一起玩耍。[8]另外，现行的智能导师系统也是一种高级形态的以感知智能为主的机器人教师。智能导师系统实则是一种计算机化的学习环境，它统整了人工智能、教育科学、认知科学、计算机语言学、数学和其他领域中的计算模型。它的产生是为了弥补原有的教育软件不能够满足教育环境需求的缺陷，以个性化学习、学习精准测评和辅助性学习为主要研究内容，“它通过对学习大数据进行聚类分析和智能评估，预测学习水平，发现学习问题，推荐个性化学习资源和策略，进而实现个性化精准学习和辅导”。[9]

第三个阶段——以认知智能为主的机器人教师。“认知智能是人工智能的高级形态，它模拟人类的推理、联想、知识组织能力，使得机器和人一样能够理解、会主动思考并采取合理行动，具备一定的概念、意识和观念。”[7]尽管以认知智能为主的机器人教师尚未发展成熟，但是已初见成效。例如，人工智能教育机器人“阿尔法蛋”，其理解能力、表达能力、智商都会随着深度自我学习而不断成长，拥有着一颗“类人脑”。具有认知智能的机器人教师是未来研发的重心，将越来越具有和人相似的认知能力，能够极大地解放人类教师的劳动力。

(二)机器人教师的优势与不足

随着人工智能技术的不断发展，越来越多的机器人教师走进教育场域，甚至与人类教师进行对战。2017年10月，在高考大省河南曾出现一场教学机器人与特级教师的教学大战。活动选取了3名高级教师，均具有近20年的教龄和获得无数教学奖励；另外一方选取了一位智能机器人。该挑战主要是让智能机器人教师和3名特级教师分别对按成绩划分为两组的78名初中生进行4天的数学教学比赛。结果显示，无论是在平均分的提升上，还是在最大分和最小分的提升上，机器人教师的教学效果都远远胜过人类特级教师。这一场比赛中机器人教师的胜利也让人们认识到，机器人教师的确具有独特的技术优势，只有将其有效地应用到教学中，方能促进学生更好的成长。

总体来说，机器人教师具有四个重要特征，也是其四个主要优势：极强的教学适应性、高效的问题解决能力、个性化的学习导师、精细化的教学行为。[10]第一，极强的教学适应性强调机器人教师能够全方位收集师生数据并根据即时情况进行迅速反应与精准预测，这可以很好地规避人类教师因为情绪不稳定或是注意力不集中而产生的反应迟钝和预测不准的问题。第二，高效的问题解决能力强调机器人教师能够整合心理学、工程学等多个领域的知识技能处理各种教学和情感问题，以弥补人类教师知识经验的不足。第三，个性化的学习指导强调机器人教师能够为各个年龄段的人类提供相应的知识技能和情感支持，以辅助人类教师关照那些自己无暇顾及的学生。第四，精细化的教学行为强调机器人教师能够紧跟人类教师和学习者，通过分析海量数据完成复杂任务，这将对人类教师完成教学带来极大的帮助。基于以上四项主要优势，机器人教师可以承担的角色也愈加丰富和多元化，譬如，余胜泉认为，未来人工智能教师可以承担如下角色：可自动出题和自动批阅作业的助教、学习障碍自动诊断与反馈的分析师、个性化教学的指导顾问、问题解决能力测评的素质提升教练、学生心理素质测评与改进的辅导员、体质健康监测与提升的保健医生、反馈学生综合素质评价的班主任、学生个性化问题解决的智能导师、学生成长发展的生涯规划师、精准教研中的互助同伴。[11]

尽管机器人教师已经显现出其在教育教学上的极大优越性，但是教育本身还是指向人的成长与发展，机器人教师仍然在一些只有人类教师才能做的工作中存在明显不足。人类所具有的好奇心、社交能力、想象力等都是机器人教师不具备的。其中最突出的两大不足领域便是情绪感知的支持和创新创造能力的培养。情感是人类与机器最大的不同，已有人工智能研究对具有“类人脑”的机器人教师的开发尚处于起步阶段，机器人教师的情绪感知能力仍然无法达到人类的水平。另外，在当今这个信息爆炸的时代，具有独立自主的创造能力是学生更应该习得的，但是本就不关注想象、创造的人工智能如何帮助学生实现创造力的提升呢？这些都是值得我们反思的问题。

(三)人类教师角色的坚守与重塑

在人工智能时代，机器人教师能够替代人类教师的部分教书职能，给教师带来一定的职业挑战。甚至有人宣称，未来的课堂可以不需要人类教师。但是，不论时代如何发展，教师的“育人”职能始终是机器人教师无法取代的，也是人类教师必须要坚守的。教师必须要以立德树人为本，坚守自己的教育信仰和秉持高度的责任心，始终保持对教师职业的热爱和对学生的耐心。从古至今的诸多教育名家都是在教育一线坚守多年才成就一番伟大事业的，像张桂梅校长这样奉献自己的青春将一位位贫寒家庭的女生送出大山的教师更是有着为教育理想献身的崇高精神。未来教师应该坚守为师初心，用爱让学生感受到自己“被看见”，在机器人教师无法发挥作用的领域呵护学生的成长。比如良好的情绪感知与培养能力便是机器人教师永远无法企及的。2019年英国培生集团在《全球学习者调查》报告中指出了全球教育变革的六大趋势，其一就是学生掌握软技能将更具优势，而软技能的培养则必须高度依赖教师的社会情感教育技能。[12]人类教师要充分发挥自己在社会情感教育方面的优势，为培养学生健全人格、创新创造能力积极贡献力量。

随着人工智能时代的发展，我们逐渐朝向一个人人可学、时时可学、处处可学的未来社会走去，学生需求的变革、教育技术的变革等都促进着教师角色不断进行重塑，以适应社会发展的需求。第一，从教学者转向导师。人工智能时代，学生将在现实与虚拟的两个世界中进行学习，教学的大部分工作很可能由机器人教师负责，人类教师更多地是应该要承担起引导的责任，由此而将课堂的中心地位由以前的教师转移到学生，实现教师权威的弱化和学生自主性的提升。一方面要根据大数据分析的结果来针对学生个性化发展需求做指导性教育，包括制定特色的学习方案、随时进行学习方案的调整与升级、学习方法的建议与引导；另一方面要为学生提供获取信息资源的有效途径，促进学生进行探究性学习。第二，从教材使用者转向课程重组师。传统的课堂教学中，教材是教师授课的核心资料来源，教师对于教材仅仅只有如何使用的思考而没有更换教材的选择，最终只是将教材内容分裂成孤立的知识点传授给学生，导致了学生综合创新能力弱、知识结构单一等问题。但是在当今社会，知识的跨学科性已成为主导，教师必须学会对课程进行重组设计，合理打破学科壁垒，实现学科交叉融合，并建立相应的主题课程，由此才能帮助学生以一种更全面系统的思维方式来解决实际问题。第三，从知识传授者转向品格塑造者。传统的教学方式追求效率，把学生培养成流水线上的模型、冰冷的考试机器，而未来社会是一个变化迅猛的液态社会，不利于学生信念的建立和坚守。未来教师应该更加注重对学生内在品质的关注和培养，加强精神提升、人格完善与价值引领。

为了实现教师角色的重塑，教师还需要具备一定的专业素养，最核心的包括：信息素养、创新素养、合作素养和研究素养。第一，信息素养。大数据作为人工智能时代发展的特征之一，为教育领域带来了海量的数据信息。教师要学会进行合理的信息检索、信息管理、信息鉴别与信息分析，同时注意信息安全和信息规范，构建起有助于教学展开的信息系统。第二，创新素养。实践创新素养是学生的六大核心素养之一，而这部分素养的培育则要求人类教师也具有高水平的创新素养，让具有创新意识的教师来帮助学生培养创新思维，形成敢于打破原有状态并创造新态势的强有力的内驱力。第三，合作素养。正如前述所言，未来课程是跨学科的课程，各个学科的教师需要进行深入的合作，以此来搭建一个跨学科平台，为学生提供更具整体性、协调性的课程。第四，研究素养。总书记曾在北京师范大学的百年大会上提出做“研究型教师”的希望，这也成为了新时代教师的新要求。教师要以研究者的标准要求自己，深入地研究学生的认知和成长规律，对学生进行真正的因材施教。

三、人机协同育人：人工智能时代的教师工作样态

(一)人机双师协同育人的工作模式

从机器人教师功能的演进阶段来看，人机协同育人可能包括四阶段的工作模式。

第一阶段，AI代理阶段——由机器人教师代替人类教师的重复性工作，但未能进行实际的课堂教学过程，学校事务始终以人类教师为主、机器人教师为辅。教师的工作主要分为两类：以教学为主的创造性工作和包括作业布置与批改、班级管理在内的事务性工作。在现实中，事务性工作的重复性强、智力要求低，但是却占据了教师工作的大部分时间，极大地影响了教师的工作幸福度与满意度。用技术解放劳动力是解决这一类问题的重要手段。以计算智能为主的机器人教师可以通过数据学习机械重复活动的规则，从而替代教师来高效、准确地处理这些规律性的事务，比如对不同能力的学生进行自动命题和自动批阅作业。

第二阶段，AI助手阶段——由人类教师增强机器人教师自动化处理的能力，机器人教师可进入到实际的课堂教学中，而人类教师可以促进机器人教师的相关工作。在教师的日常教学工作中，教师还需要与学生进行一定的情感交流，从而分析学生的学习状况并作出进一步的反馈。在这个过程中，具有感知智能的机器人教师能够捕捉学生在课堂上的各种微表情但是却无法对表情背后的意义进行准确的解释，而教师则能够节省收集学生课堂表情信息的时间来做意义阐释，从而及时调整自己的教学策略。在这种模式中，机器人教师作为人类教师的助手来收集相关信息，而最终的决策和意义阐释则由人类教师负责，机器人教师通过学习人类教师对情绪意义的反馈来增强自己对学生情感态度的自动化处理，从而实现两者相互依赖、共同促进课堂教学。

第三阶段，AI教师阶段——由机器人教师增强人类教师的创新能力，且机器人教师可以进行独立教学。人工智能时代，对教师的要求已不能局限于知识讲授，更多的应该在于问题解决能力、创造力等。在未来，具有认知智能的机器人教师可以通过对人类教师隐性知识的学习来获得部分的认知能力和创造力，在学生智能辅导、学生心理辅导、学生情感引导等方面承担相应的工作，为人类教师减负。例如，在特殊教育领域，机器人教师能够对学习障碍儿童的智能进行诊断分析与提升服务，规避了人类教师在理解特殊儿童认知方式上存在困难的风险。

第四阶段，AI伙伴阶段——由人类教师与机器人教师相互增强社会性能力，机器人教师作为人类教师的重要合作伙伴而存在。未来社会中学生的社会情感能力提升必然成为教育的重心，机器人教师与人类教师的社会互动能够为学生提供一个良好的学习样本。这一模式对机器人教师的认知智能要求极高，需要机器人教师达到与人类教师几乎一致的认知智能水平，具有较高的独立自主意识，从而以伙伴的形式站立在人类教师身边，形成一种高级形式的社会化协同。

(二)人机双师协同育人下的教学变革

人机双师协同育人的教学模式下，迎来了两大重要的教学变革。一是教学主体的更新，二是教学结构的重组。在传统的课堂教学当中，教学主体仅仅包括人类教师和学生，都是由人构成的。而人工智能时代，随着机器人教师的加入，教学主体从二维的“人类教师-学生”走向三维的“人类教师-机器人教师-学生”主体构架模式。在《未来之路》一书中，作者描绘了一幅未来教师与人工智能机器人教师共同从教的图景。有一个未来的机器人教师克利福德，他通过智能算法了解学生的学习方式和喜好，用学生最喜欢的口音说话，24小时随时待命，不需要休假，不需要去洗手间，也不需要备课。而与他搭档的真人教师蕾切尔则从不讲课，主要任务是倾听和帮助，给学生提问题、推荐书籍、教学生如何与人合作，为学生提供机器人教师无法提供的指引。[13]这便是萨尔克弗对人工智能时代人机双师协同育人状态的想象。在这样一种新型的教学场域中，形成一种更为复杂的师生关系，也构建了新的“主体间性”。原来的主体间性仅存在于师生之间、生生之间，新的主体间性则存在于包括人师与学生、人师与机师、机师与学生、学生与学生的主体间，打破了要么以教师为中心主体要么以学生为中心主体的二元对立，创造了一个不以某一主体为中心仅以交往互动为核心的教育世界。[14]

而在教学结构的重组上，教学变革主要体现在：从农业社会的二维结构(师徒)逐渐转向工业社会的三维结构(教师+学生+教材)、智能社会的四维结构(学生+机器人教师+人类教师+智能学习资源)。在农业社会，教学是以师徒之间的口口相传、模仿相传等非正式形式为主的，其目的仅仅是为了满足个体的基本生存需要。而到了工业社会，出现了制度化的学校教育，教学以正式形式的“教师使用教材来教学生”进行，其目的指向满足工业社会发展的人才需求。进入人工智能时代，技术对教育的高度渗透使得原来的“教师”转变为“人类教师+机器人教师”、原来的“教材”转变为“智能化学习资源”，其目的则指向社会发展需要、未来学生素养等多元化需求。

(三)人机双师协同育人的未来反思

从积极的角度来看，正在逐渐向具有和人类无差别的认知智能发展的机器人教师为人类教师解放了一定的劳动力，其与人类教师所构成的“人机双师协同育人”模式也的确为教学带来了足够的便利。但与此同时，我们也需警惕技术主义的陷阱，站在客观的角度来审视人机双师协同育人图景。

首先，基于主体观的反思。在笛卡尔“我思故我在”的主体哲学之下，是否具有自我反思能力成为判断事物是否为主体的重要标准。而人类与机器最大的不同就在于其具有独立的判断能力、反思能力、创造能力。哲学学者赵汀阳根据是否达到笛卡尔的“我思”标准来将人工智能划分为两类：一类是AI——尚未达到笛卡尔“我思”标准的非反思性人工智能，另一类是ARI(Artificial Reflexive Intelligence)——达到或者超越笛卡尔“我思”标准的反思性人工智能。[15]那么，在人机双师育人模式中，机器人教师到底是否具有主体性呢？如若说具有超级人工智能的机器人教师具有反思性，那么教学中就出现了一个新的主体，也就是前文说到的形成了“人类教师-机器人教师-学生”三维主体结构。在这种情况下，技术与人的关系极容易错位，“人与非人的交往”也容易让学生丧失自我，变得和机器一样机械。[16]比如学生可能会在向机器人教师学习的过程中过度依赖机器，使学生自己这一学习的主体降格为客体，思想上逐渐缺乏独立性与创新性。

其次，基于交往观的反思。师生交往一直是学界关注的重点，对于师生交往的视角也经历了一个从主体性到主体间性再到他者性的过程。他者理论强调他者存在的绝对性与无限性，把自我纳入自己的视野之内而没有抛弃自我；强调与他者的相遇，师生间和平共处，共同生存，共同发展，实现真正意义上的交往，对话与沟通。[17]在人类教师、机器人教师、学生进行相互交往的过程中，由于技术的介入，其中的交往关系呈现出较为复杂的景观。最容易受到人们抨击的便是学生与机器人教师的交往。机器人教师具备类人化的理解与语音交互能力，并且在讲解过程中能够不厌其烦，从表面上看是实现了“他者”视角下的和平共处，但实质上学生依然无法在与机器人教师的交往过程中体会到对话背后的情绪感知变化，这是否仍然在进行着一种“独白”式的假对话？[18]

最后，基于评价观的反思。人工智能时代对于教师的评价以及教师如何对学生进行评价都提出了一定的挑战。一方面是教师如何对学生进行评价。如若机器人教师已达到笛卡尔所说的“我思”阶段，那它必然可以像人类教师一样对学生的非认知能力也进行全方位的考察与评价，在这种情况下人类教师对学生的评价又与其有何差别呢？如若机器人教师尚未具有反思批判的类人思维，它对学生的评价还停留在大数据分析阶段的指标评测阶段，无法全面分析学生，人类教师借助其他技术手段也可以达到相同的评价效果，那这种片面的评价又有何意义呢？另一方面是对教师的评价。在人机双师协同育人模式下，对教师的创新能力、引导能力要求不断提升，机器人教师承担了大量的繁琐性事务性工作和基础的教学工作，人类教师的努力大部分体现在一些更加不可视化的地方，如何对人类教师的工作进行有效评价也是一大难题。诚然，当机器人教师与人类教师处于同一个教育系统当中时，我们必不会用同一套评价体系对二者进行评价，但是如何做到不失公允地尊重与肯定机器人教师的工作、以评促建地提高人类教师的职业胜任力则成为值得进一步探索与实践的领域。