智能技术唤醒学生自我决策的研究

■翟佳莉，李华

日新月异的变迁下，整个社会被科技带入另一个更高级的时代——人工智能时代，新鲜的环境赋予了事物新鲜的血液。在受到极大的重视后，人们大力开展智慧教育应用工作。2017年，“人工智能”概念首次登上我国政府工作报告，通过相继发布的《新一代人工智能发展规划》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》等国家层面的人工智能发展政策，明确国家将大力抢抓人工智能发展的重要战略机，推动经济社会整体发展[1]。尤其是近几年，人工智能与教育融合发展，开辟出新的教育领域，可也正是由于当下新兴智能教育的广泛应用缺乏学生角度的认知，需要我们从头审视技术，进行技术的认知，重中之重是从教育本身需求出发、从根本上了解智能教育、了解理论根基，以主导人工智能加入到教育领域，从而赋能教育、赋能课堂、赋能学生。

一、智能教育——回归教育起点

人工智能开辟教育领域新格局，助推教育革新并发挥着潜能，虽暂时解决了教育工作者的燃眉之急，但没有在起点上认真考虑学习者主体的感受与想法。孙田琳子与沈书生等人认为，教育有其自身的使命和责任，教育行业在极力逢迎新技术的冲击时，仍需反思人工智能技术在教育中的运用是否存在尺度问题[2]。如何将教育最优化？优化的首要对象是谁？这都有必要进一步考量。刘丙利等人认为，实现人的解放，实现教育立德树人的历史使命，必须廓清智能时代的教育理念及技术观点，还人工智能与教育不确定性以各自本真面目，消解技术带来的教育风险[3]。技术带来的教育风险不胜枚举，教育资源如同乱花渐欲迷人眼一般，吸引学习者眼球的同时却迷糊了他们的脑容量甚至思维，因此规避风险已经刻不容缓。祝智庭等人认为，不管人工智能如何发展，人本才是未来时代的教育宗旨，须理解教育活动本质并发现规律，以促进人和机器智能的协同发展[4]。孟翀、王以宁认为，我国人工智能教育仍处于起步阶段，教育实践者与研究者对人工智能仍然缺乏客观认识和理性认识[5]，因此有必要利用基础性理论，全面审视教育领域人工智能的研究。梁迎丽等认为，教育单纯依靠科学技术的进展还远不足够，只有进一步进行哲学思考和价值判断，才能破解当前人类社会中存在的主要问题。面对冲击与矛盾，我们不得不回到生命的起点，从人的角度重新开启关于人、生命、教育的哲学思考和价值选择[6]。

随着智能技术的更新和教育的发展，人工智能教育的内涵和应用模式也在不断创新。不同学者从不同视角和层次对人工智能教育的含义进行讨论和界定。孟翀、王以宁认为人工智能教育概念的复杂性有其缘由，人工智能本身是一门跨学科的交叉领域，不同学科领域的审视角度不同，自然会赋予不同内涵[7]。而且，人工智能教育囊括的内容不断变化，这种改变也难以用精确的言语进行描述。人工智能技术在教育领域引发了多种不同以往的智能+概念，其应用形式在不断更新，相应的内容也会更替。杨欣将人工智能教育的内涵定义为：以人工智能为镜，反思现有教育的“缓慢”，使之更加智能化[8]。这可以说是将人工智能作为一面时刻反思和前进的明镜，人工智能越有用，人类的智慧越发达；反之，若人工智能对教育无效或是阻碍，我们就要反思应用是否适切。彭绍东阐明了智能教育含义的三类陈述，并总结出这三类含义的不足之处[9]，浓缩了人工智能教育的新定义：人工智能教育包括两个方面，即以智能技术为依托的教育和以人工智能为内容的教育。前者又称智能化的教育。智能化教育利用技术，通过工具自动分析和实施对学习者、教学者、教学内容、教学媒体及教与学环境的精准干预，支持个性化学习和大规模教学，形成教育智能生态，实现高教育绩效的理论与实践。后者属于智能科技教育，包括人工智能知识教育、人工智能应用能力教育和人工智能情感教育。

综上，智能教育席卷而来，更重要的是重新回到教育起点，重新探讨从学习主体出发的智能化学习。本文所指的智能化教育是智能环境中的智能化教育，是关于在课堂或学习活动中应用智能技术来提高学生学习成效，并发挥人工智能技术的教育价值与功能的教育。智能环境拥有广阔丰富的学习资源，这对于成年人或是适应性超强的学习者而言，能够优化学习体验、完善学习策略等，但对于那些处于稚嫩与青春期的初中生学习者来说，自己的学习目标很难聚焦，学习管控能力也不高，再加上随智能时代应运而生的多种智能技术在应用时很少从学习者主体角度探讨智能教育，因而往往带来各种弊端。因此，本文从学习者出发，基于相关理论基础，解决处于智能环境中的学习者面对海量无从下手的学习资源时，该如何学习并做出正确的价值判断与自我决策。

二、具身认知理论、个性化理论与智能教育的关系

（一）具身认知理论

20世纪80年代兴起了对具身认知的研究。这是认知科学发展的一个新的研究趋势。由于具身认知从一个新的角度看待学生的学习、教师的教学和学校的组织，它被认为会对教育领域带来深远的影响。究竟何为“具身”，什么是“认知”？具身理论认为认知植根于身体物理行为，经验建构于具身体验交互，认知与思维形成于身体、心灵和环境的交互作用中[10]。心为主，身为赋，身心俱佳才会得到更深刻的认知。

具身认知主张认知、身体和环境是不可分割的。想要精准感知外界事物，身心合一尤为关键。由于现实世界的复杂性和技术发展的局限性，很难真正还原客观世界，增强对象的感知而忽略其他，这也是一种常见的技术手段[11]。身心两者之间需要在情境中加以练习与感知，身心具备的交互才有意义，即所谓的知行合一。

在复杂情景中，更有用的是经验与重复，可身体及其与环境的交互经验究竟如何对认知产生正向作用？此时，技术的作用显得极为重要。技术的发展为学习提供了便利，为教学提供了动力，为交流互动提供了多种途径。王辞晓提出，技术供给对具身参与的认知网络具有动态影响，并且具身参与受技术供给和认知发展阶段的共同影响[12]。在智能背景下应运而生的智能教育需要智能技术这一“永动机”来续航，再者，有身心具备的环境经验，让学习者感知学习。具身认知体验便与智能教育相辅相成。

（二）个性化理论

个性化学习是高级阶段技术与教育深度融合的表现，是以机器学习和深度学习为关键支撑的人工智能技术的回归。个性化学习是一种自我督导的学习方式。个性化学习是一种理念，遵行“以学习者为中心”的教育思想，为学习者提供“可因材施教”的教育教学策略。目前，这一定义最能体现智能时代的个性化学习理念[13]。教育提倡以人为本，就应该以人的个性化为本。

智能教育在智能技术的飞速发展下日益更新，并走入学校课堂，人机“双师”课堂代替了教师的言传身教，能够更多考虑学生的个性发展，推送适合每个学生学习的优质资源与差异化学习策略。智能设备的日渐普及、人工智能技术的深度突破以及智能教育被逐渐熟知，使得个性化学习的服务模式变得清晰，并逐渐尝试初步的探索。

基于此，智能教育在课堂中的应用更加偏向于人机协同发展，人类智能与机器智能结合形成的结果之一就是个性化服务，智能个性化服务进阶了以往的个性化服务，将选择权交给了智能服务终端，终端根据学习者的具体学习情况，通过分析数据，推送资源。个性化学习也是解决新时期教育资源丰富与学习者资源需求不平衡矛盾的主要途径[14]。

三、智能技术唤醒学生自我决策

智能教育是以智能技术为支撑，涉及基础支撑、技术架构、智能应用、多元保障等多要素、多层次的复杂生态系统[15]。在技术之上，起引领作用的是基础理论，然而教育领域的人工智能还未形成体系化的理论指导，学习者智能环境中学习的基础性支撑不够。学习者在智能化环境中的学习也会变得漫无目的、迷惘。

（一）具身感知：唤醒-交互-理解

罗川兰等人认为，在具身认知的指导下进行教学，如在动态教学视频中添加简单的手势或示范动作、创建三维虚拟环境、使用体感交互等技术，可以提高教学效果。身体是感知的主体，要求参与真实情境的认知活动往往需要身体直接体验，通过体验来唤醒认知结构。增强学生的身体体验，便于理解知识，提高学习效率。沉浸式技术与人工智能技术的发展为具身学习环境的构建提供了有力的技术支持[10]。

具身认知理论注重身体及其经验，借助技术环境，身体与经验的沉浸式体验能够获得更多的感知交互。在唤醒身体动能的同时，也伴随着体感交互。人工智能时代，机器已经从一个单调的工具变成了一个真正的本体，人机交互是智能教育的学习方式之一，人类智能与机器智能能够彼此丰富认知智能，达到强交互的目标。

人与机器的互动，也能增加人与人的互动。良好互动的前提是具有较好的理解能力，正是分享和投射人、机的互动，使人们能够组织和理解无限的经验，不言而喻地理解与他人互动，并使人们能够通过使用具身思维进行智能化和有意义的学习。此外，随着当前人工智能技术的发展，学习者模拟情境的应用范围和逼真度也需要提高[11]。学习者相互感知、信任与理解，通过良好的学习共同体来提高学习效率，推进学习者升级思维，走向高阶思维的发展。但这还不能达到教育变革与整合的要求。大力提倡在智能教育中身心具备，尤其是身的觉醒与感悟，是当下的一个教育追求。

图1 具身感知：唤醒-交互-理解

（二）个性化：自我决策

在大力推送多元化资源的同时，我们往往容易忘却了学习主体——人。虽然推送资源依据了学习者的个性化条件和特征，却没有完全发挥出学习者的主体性。此时，有必要在学习者个性化学习的基础上开展智能学习。个性化学习与发展是智能教育发展阶段的新诉求，学习者建模是个性化学习的核心和关键环节，可以为个性化学习提供智能决策支持。

数字孪生也被认为是在“智能+”校园生态系统中实现真正意义上的数据即服务的重要途径。尽可能模仿学习者的学习过程，预测学习者的行为状态，提高学习任务成功的概率。在虚拟世界刻画出学习者画像，形成一个与真实世界学习者如出一辙的虚构画像，方便学生做出适合于当下学习状态的正当决策。为了对学习者进行有针对性的智能化教育，刻画学习者的学习姿态尤为重要[16]。当然，随着数字孪生技术在教育中的应用从物理空间延伸至学习者本身，研究体系逐步健全，未来，基于数字孪生技术的学习者建模，将会成为促进学习者个性化学习的有力保障与支撑。

智适应学习是自适应学习的优化升级，其本质是人工智能技术支持下的自适应学习。智适应学习是指利用人工智能技术检测学生当前的学习状态和知识水平，预测其未来的学习趋势，从而智能推荐最佳的学习内容和学习路径，以满足学生个性化学习的学习理念。智适应的学习能够很好体现出智能教育的优势，是个性化学习的进阶形式，因材施教，针对性强，也能给出学习者足够的空间进行知识价值的判断。

基于个性化学习理论的智能教育让学习者拥有更多的自我空间，掌握自己学习的主动权和自主权。个性化学习及资源推送是解决智能教育生态系统中学习者知识迷航的重要措施。

四、结语

人工智能技术在教育领域体现出不同于其他技术的价值与魅力，从而与教育无缝衔接与整合，促进教育与教育智能的发展，提升学习者高效学习的能力，最终形成人类智能与人工智能融合的学习生态系统。将技术放于适宜的时间，通过技术来唤醒学生的身体体验与感知，激发学生使用学习的自主权，对智能环境中所推送的学习资源进行自我决策与取舍，才能对自己的智能化学习有所帮助，才能更加符合智能的存在。