教师与人工智能的协作

余胜泉

众所周知，在2020年积极预防、抗击新型冠状病毒肺炎疫情的过程中，教育的情况发生了很大变化，学生居家学习催生了在线教育和传统教育的融合。当在线教育融入传统教育以后，教育教学服务空间发生了根本性的变化，师生的社会性交互从实体空间转移到虚拟空间，教师的知识权威地位逐渐被打破;教育服务的来源不再局限于学校或区域内部，海量的学习资源和教育服务来源于校外，并向所有教师和学生开放;提供教育服务的主体不再仅仅是中小学一线教师，而是来自大规模的社会群体，如教育企业、辅导机构、高校教师、科研工作者、师范生、各领域实践者等。

在虚实融合的教育空间里，教育服务的供给方式更多地体现出多人协同和人机协同的特点。教育服务不再由单个教师完成，通常需要多个教师组成团队，分别承担更精细化的社会分工，并且在这一分工过程中，技术、智能化、智能体的技术也会发生关键性的作用，教师可以在人工智能教师的协助下，提供更优质的教育服务（见图1）。

教师的工作一旦做了精细化分工，有一部分就可以外包给外部的教师，也有一部分可以外包给智能化程序，人工智能就可以嵌入教学过程中，承担部分教师的工作。2020年疫情防控期间，我们已经看到，人工智能发挥了重要作用。比如，学情的分析与自动化反馈、学习内容的智能推荐、作业与考试的自动化批改、自动答疑服务、心理健康分析与预警、情绪感知及其智能干预、教研问题的诊断与改进，等等，这些都在实际的教育教学中发挥了作用。

从长远来看，我们觉得，人工智能会在教育教学过程中发挥非常重要的作用。未来的教育将是人与人工智能协作的时代，充分发挥机器与人类不同的优势是提高教育生产力的关键。人工智能将会取代教师简单重复的脑力劳动，教师要在创新、复杂决策、情感关怀激励等方面发挥更大的优势与作用。

实际上，我们现在再谈教育，不仅要关注个体头脑的智能，更需要关注人机结合的智能。我们不仅需要用自己的头脑思考，而且需要借助外部的智能设备进行人机结合、联合思考。人工智能不仅可以代替教师做一些简单的重复的单调的工作，更重要的是可以增强教师处理复杂事务的能力，使教师能应对超出个体认知能力的情况，适应超越人体个体认知能力极限的快速的变化。人机结合可以增强人类的能力，所以我们要关注人机结合的教育智能。

人工智能为增强教师提供了可能。人的思维越来越多地体现出分布式认知的特点，是内部头脑思维和外部思维的结合。头脑内部有一个知识网络，外部智能设备中也有一个知识网络，内部和外部连接点越多、连接强度越强，解决实际问题能力越强，驾驭复杂情况能力越强。当思维过程有一部分外包给外部的智能体时，这个外部工具的变化会增强人跟电脑的整体思维能力的变化。这种增强体现在四个方面。

首先，计算信息外包。互联网时代海量增长的信息为人类的信息记忆、存储、加工以及检索带来了挑战，而计算信息外包正是针对人类大脑信息加工能力的不足，借助外部设备补救、辅助。

其次，感知信息外包。感知技术的发展使得机器可以对文本、图像、语音、情感等进行感知和识别，它可以使人类更好地感知和识别生活空间里的自然和社会信息，拓展人类的感知能力。

再次，认知信息外包。认知信息的外包主要强调通过对可感知事物背后复杂信息的计算、推理和分析过程获取超越事物表象的复杂认知功能，使得我们能面对纷繁复杂的数据、纷繁复杂事物的表象，增强人类的计算能力。

最后，社会网络外包。具备主体性的智能设备将成为与人对等的社会化个体，它们将拥有情感计算、理解和表达能力，在此基础上可以参与学习群体（人与人工智能机器）的社会化协同，进行独立的思考，与人脑进行对等的合作，实现双主体共同进化。

如果按照人工智能增强教师能力的层次以及教师从事工作的创造性的高和低来说，人工智能和教师的协作路径可以分为四个层次。

第一层是AI代理。人工智能直接取代教师，代替教师做重复性工作。例如，人工智能助教、人工智能答疑。學生通过手机的摄像头，将需要答疑的部分拍下来上传，人工智能可以自动识别问题背后反映出的薄弱知识，并根据学生的知识薄弱点推荐相关学习内容，然后再提供答案。美国佐治亚理工学院计算机科学教授艾休克·戈尔在网络课程中，将一款基于IBM沃森技术的聊天机器人Watson安排为自己的助教，代替助教为学生答疑5个月。聊天机器人在回答问题时非常厉害，以至许多学生甚至根本没有注意到课程的助教是人工智能。

第二层是AI助手。教师通过使用人工智能工具显著提高已有工作的效率。例如，基于人工神经网络的主观题自动判别。教师可以借助人工智能批改论述题、解答题、作文等主观题。当前，实验室实验人工智能已能完成80%左右准确度的批改，如果能够做到实用化，将会极大提高教师的工作效率。

第三层是AI教师。人工智能增强教师，使教师能做到以前想做而做不到的事情。例如，落实发展性、综合性评估。对教师而言，发展性评估、综合性评估，因为工作量非常大，实施难度极大。而人工智能完全可以做到多模态的数据采集，然后分析每一位学生的核心发展、学科能力等具体情况，真正做到个体化、差异化的评估。

再如，进行体质健康监测和制订个性化运动处方。随着5G网络的普及，人工智能未来可以通过我们随身携带的内置传感器的各种器材，帮助我们收集运动过程中的各种数据，建立运动数据库，继而分析每个个体的体质、营养健康状况，并且为我们提供个性化运动的方案。

又如，研制智能育人系统。我们收集了0到18岁儿童成长过程中的各种问题，分析整理其背后的社会学、心理学、生理学等各种原因，并提供了许多案例，开发了智能育人系统。学生在成长过程中经常会遇到各种问题，如违反校规校纪、盲目追星、早恋等，教师和家长遇到此类问题，责备、着急于事无补，可以借助智能育人系统，输入自己的问题，智能系统通过分析研判，提供适当的解决方案。例如，学生早恋，系统会分析学生早恋的社会原因是什么、生理原因是什么，还会提供真实的干预案例作为参考。所以说，人工智能可以增强教师，帮助教师处理以前无法处理、想做无法做的事情。

第四层是AI伙伴。教师与人工智能的相互社会性增强。未来机器人、人工智能或情感计算设备不仅能够理解人类语言，而且能够对不同语言做出喜怒哀乐反应，能够通过转动和睁闭眼睛、皱眉、张嘴、打手势等形式表达机器丰富的情感，还可以根据人类面部表情的变化做出相应的反应。

未来人工智能与教师的关系将是相互增强、相互塑造、相互进化的。人工智能可以增强教师开展教育工作的能力，教师也可以增强人工智能的教育智慧，两者在相互增强的过程中共同演化，共同发展。研究领域有很多例子，实践中也有许多例子。比如，某些学校的安保机器人，看到熟人会打招呼，看到陌生人会盘查。当遇到机器人问好时，人和机器人进行互动，人就和机器人产生了感情交流。虽然很浅，但说明人和機器产生感情的交流将很有可能实现。现在已有专门的这种情感机器人的服务，机器人通过互联网提供情感抚慰的服务。

从长远来看，知识性教学迟早会被人工智能取代，教师的业务重心将发生转移。未来，人工智能教师会发挥非常重要的作用，可以成为健康监测的保健医生、个性化智能教学的指导顾问、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、学习内容生成与汇聚的智能代理、反馈综合素质评价报告的班主任，等等。但是，未来是不是不需要教师了？不是的，未来，教师非常重要。教师的职责是教书育人，教师可以把一些简单的教书工作让渡给人工智能，教师要增强育人的功能，要成为学生学习服务设计者、个性化学习指导者、综合性学习活动组织者，连接社会网络，实现同伴互助专业成长，发展评估改进，引导信仰与价值，检测提升体质健康，人机结合教育决策，等等。实际上，教师的作用更重要了。

人工智能时代的教育应该更关注学生的核心素养。未来的教育应该是幸福的、更加人本的教育。教育要尊重生命、发展生命，使每个人都过上有尊严的生活。教育是心灵与心灵的碰撞，是灵魂与灵魂的启迪。

面向未来的教育应该更加尊重学生、更加关爱学生，以学生为本，为学生一生的幸福和成长奠基。

人工智能将带来教师智力劳动的解放，教师能够有更多的时间和精力关心学生心灵、精神和幸福，有更多的时间和学生平等互动，激发学生求知本能，能够实施更加人本的教学，使学生更有创造性、创新性。

所以，教师和人工智能合作并不是对教师的取代，而是对教师工作的升级、增强，未来的教育应该是人与人工智能协作协同。

（作者系北京师范大学未来教育高精尖创新中心执行主任）

责任编辑：胡玉敏

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