人工智能时代教师角色的审视

2021-12-10 09:58钱海燕杨成吉晨子
中国教育信息化·高教职教 2021年11期
关键词:人工智能时代教师角色

钱海燕 杨成 吉晨子

摘   要:当前,人工智能已经成为了社会各界关注的焦点。人工智能为教育迎来了革命性变革,也给教师带来了深层次的挑战,重新审视教师的角色以适应教育发展是这一时代的必然趋势。智能技术与教育领域深度融合使教师角色向参与者、导学者、服务者与研究者方向转变。为了应对这些变化,教师要积极运用人机协同,提升智能素养,发展用户思维,并审视新型师生关系,把握住智能时代背景下“育人”的本质,实现“以人为本”的个性化教育。同时,教师需要加强自身角色的职责,助力智慧教育的发展。

关键词:人工智能时代;教师角色;教师职责

中图分类号:G451 文献标志码:A 文章编号:1673-8454(2021)21-0033-06

习近平总书记在国际人工智能与教育大会致贺信中提到“把握全球人工智能发展态势,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]诚然,人工智能为学习者提供了更多选择的机会,也为教师的自我发展提供了新的契机。《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》提出,到2035年实现“教师主动适应信息化和人工智能等新技术变革,积极有效开展教育教学”。[2]在新兴技术不断涌现的智能时代,教师作为教育环节中的重要一员,要求教师重新定位自身的角色以培养适应新时代的高端人才。

一、人工智能的内涵与特征

人工智能(Artifical Intelligence,簡称AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能,感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。[3]人工智能作为第四次工业革命的重要组成部分,已经成为当前社会促进产业变革的关键力量,正在深刻改变着人们的生产、生活和思维方式。

在移动互联网、大数据、超级计算、脑科学等新理论新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下,人工智能加速发展,呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。[4]

1.深度学习:处理复杂事务

深度学习是一种特殊的机器学习算法,它通过建立能模拟人脑进行分析学习的神经网络,发现高维数据中的复杂结构,从而进行问题建模,解决人工神经网络遇到的问题,达到机器的高阶认知。[5]它的最终目的是让机器模拟人脑的运行方式,像人类一样精准识别声音、图像、文本等数据。

深度学习算法能够基于计算机视觉进行人脸识别,帮助人类采集面部信息,应用于考勤监测、移动支付、安防检查、实名认证等方面;并且运用自然语言处理进行语音识别、情绪分析和文本分类,处理人类表达的语义信息,用于家庭教育、职员培训、绩效考核等领域。深度学习帮助人类处理多种复杂事物,开启人工智能新时代。

2.跨界融合:推动智能化发展

人工智能以跨学科、跨界的融合方式,推动着智能化发展的进程。人工智能融合的领域包括计算机科学、生命科学、心理学、脑科学、哲学、数学等,打破了自工业革命以来专业与学科之间的分化,以系统性、整体性的视角处理各种障碍与问题,推动着科技发展的进程。[6]

人工智能不仅深度融合了不同的学科领域,也积极与新兴技术相结合作用于不同行业、产业界。人工智能跨界融合了新型算法、云计算、大数据、物联网、新材料等一系列前沿技术,它融合的技术图谱还在进一步扩展。[7]这些前沿技术为人工智能提供了丰富的应用场景,人工智能也通过赋能产业,与各行各业相结合,走进人类的生活,推动行业智能化发展。人工智能已经在农业、制造、物流、金融等重点行业深度融合,引发全球价值链的产业革命,并广泛应用于教育、医疗、政务、电商等民生领域,精准提升了社会公共服务水平。人工智能的跨界融合使技术与产业之间的界限变得越来越模糊,资源的有效利用和实时共享达到最大化。

3.人机协同:解放劳动力

人机协同由计算机与人类共同组成,包括“人”、“机器”及两者之间的“协同”三个重要元素。[8]它是指“人”与“机器”之间进行协作,将人类的创造性和机器的逻辑性相互结合,有效发挥各自的优势,处理问题,完成任务,实现人类智慧与机器智能的优势互补。目前,人机协同已经应用于各领域,大大解放了人类的劳动力。如在教育领域,教师与机器协同,利用以机器学习为核心的智能批阅系统,帮助教师自动阅卷、批改作业,以语音识别技术为核心的人机交互教学可以实现口语测评及纠错,将教师从重复性工作中“解放”出来。

4.群智开放:共享群体智慧

群智开放是指,发挥人、机器等不同的群体智能以解决复杂的问题,共享群体智慧。群体智能最初是自然界有机体通过彼此交互而呈现出超越个体智能水平的集体智慧,如蜂群组成的类社会系统、鸟群为了适应气候的自然迁徙等现象。[9]近年来,在移动互联网和大数据技术的共同驱动下,群体智能的发展已经逐渐转移到人类智能和机器智能相融合的方向上。[10]从聚焦个体智能到基于互联网的群体智能,人类智能与机器智能相互赋能,形成多样态人机融合的“群智开放”。当前,基于群体编辑的维基百科、基于群体开发的开源软件、基于众问众答的知识共享、基于众筹众智的万众创新、基于众包众享的共享经济,都是集结众人的意见以集体的形式展现,是共享群体智慧的结晶。[11]

二、人工智能时代教师角色的转变方向

每一次技术的革新,都会推动科技的进步,也让教育事业迎来新的契机。人工智能时代,智能技术在教育中的广泛应用已经成为现实。人工智能以开放性、互动性、全球性、个性化的特点,改变着教育的生态,同时也引发了教师角色的颠覆性变化。总体来看,人工智能时代教师角色主要向参与者、导学者、服务者和研究者四个方向转变。

1.由“管理者”向“参与者”方向转变

在传统的班级授课制教学模式中,教师是整个教学活动的管理者,一切教学内容、学习任务、学时进度、教学方式等都围绕着教师的安排来进行。而学生是被管理者,进行统一的练习和测评。随着5G网络的大规模覆盖,以其高带宽、低延时的特征能够将教育终端设备快速连接到互联网,使数据实时同步呈现。人工智能在复杂多样的教学环境中感知智能设备,智能化获取、分析、预测教育过程数据,帮助教师高效完成教学管理、课堂管理、评测管理等工作,提升教师管理工作的科学性。

在智能时代的教学中,教师作为教学过程管理者的身份淡化,转为学习活动的参与者。教师以平等的身份进入到学生的学习世界中,共同研究问题,分享自己对问题的思考、想法和领悟,同时也倾听学生的观点和看法,与学生互教互学、寓教于乐,使学生的思维不受知识边界的禁锢,更好地培养他们创新、创造的思维能力。

2.由“教学者”向“导学者”方向转变

在人工智能时代,教师从专家型“教学者”转向辅助型“导学者”,实现从单向灌输到辅助引导方面转化。一方面,教师“传道、授业、解惑”的角色由人工智能替代,人工智能作为数百年人类文化演进中科学技术的结晶,有远超过人类的巨量知识储备、强大的计算分析和数据处理能力,它在海量的教育资源数据库中提取信息,智能化生成教案、课件和讲课视频,帮助教师完成教学工作。另一方面,随着“处处能学,时时可学”的学习型社会的到来,泛在学习已经变为现实。以“慕课”为代表的在线教育风靡全球,课堂和外部世界的“围墙”被打破,学习者可以在任何时间、任何地点进行学习。

教师教什么、学生就学什么的时代已经过去。在智能环境下,学生主要借助于智能载体和互联网平台完成知识的学习。因此,教师的工作重心发生了变化。教师已经不限于知识传授的“教学者”,而是有效介入学生学习的“导学者”,帮助他们有效地设计学习策略并提供具有挑战性的任务和支架,让学生能够在“最近发展区”的潜在发展水平上前进。教师更加注重学生知识的建构和学习行为的优化,为每个学生的学习提供积极性支持,促进深层次学习的发生。

3.由“监督者”向“服务者”方向转变

一直以来,教师以多种形式监督学生学习。比如以课堂提问、小组讨论、组间辩论的方式引领学生参与课堂学习,用课后测试和阶段性测试等方式监督学生的学习效果。随着智能技术和教育的融合,智能设备已经全方位应用于教学中:全触摸式智能屏幕代替了粉尘飞扬的黑板,交互式智能课桌为学生知识交流提供了现代化的方式,电子书包用于多种教学场景模式,无线摄像头为教室内部的实时情况提供数据支持。这些智能设备辅助教师监测学生的学习情况,同时也为教学提供了丰富的应用场景。

随着教育与经济社会发展的联系逐渐加强,国家和社会对人才的期望不断提升。教师需要适应时代变化,转变为提高学生综合素质与能力结构的服务者,培养全面发展且包容个性的学生。教师角色由“监督者”向“服务者”转变,教师更多的是以欣赏的眼光看待学生,根据每位学生的个人理想、兴趣爱好、能力特点等现实因素,挖掘学生的潜能,为学生知识和智慧的增长提供个性化服务。

4.由“权威者”向“研究者”方向转变

美国文化人类学家玛格丽特·米德在《文化与承诺:一项有关代沟问题的研究》一书中提出“后喻文化”——晚辈超越长辈成为先进文化所有者、长辈向晚辈学习的一种文化传递方式。[12]尤其在当今快速变迁的社会文化中,面对着新规则、新事物的不断涌现,学生作为长期生活在互联网环境下的“数字原住民”,他们对新潮的观念、新兴的事物有着天然的接受力。当人工智能走进课堂,学生凭借智能系统广泛汲取传统价值体系中得不到整合的信息以及前沿知识,教师和学生之间的知识鸿沟逐渐缩小,甚至出现一种“文化反哺”的现象,即教师向学生进行文化吸收的过程。

在“后喻文化”主导的课堂环境中,教师知识权威主体的角色逐渐边缘化,教师由“知识主体的权威者”转变为“教育实践的研究者”。教师结合自身的教学经历,积极开展教育实证研究,更加系统地思考与教有关的方面,比如反思教學观念、改进教学实践、转变工作范式、审视教学行为等,进一步优化与实施课堂教育工作。研究者的角色意味着教师更加重视学生的深度学习,引导他们从知识的广度向文化的深度进阶,从而进一步提高教育教学的整体质量。

三、人工智能时代教师角色的应对策略

人工智能的广泛应用催生了“人工智能威胁论”,并引发了人们的恐慌,著名物理学家史蒂芬·霍金也预言人工智能可能是人类文明的终结者。在教育领域,“人工智能是否会取代教师”已经成为极具争议的话题,BBC基于牛津大学的数据系统分析了365种职业在未来的“被淘汰率”,结果显示教师职业的被取代率只有0.4%,是最没有被代替可能的职业之一,但是这并不意味着教师没有被替代的风险。[13]因此,教师在角色发生多维变化的基础上,应当做到以下几点以应对智能时代的潜在危机。

1.人机多方协同,塑造校园文化共同体

每一种技术都创造一种环境。在教育领域人工智能也是如此,智能技术推动了人机协同育人环境的产生与发展。人机协同是人工智能时代的必然趋势,教师更多的是进行学习、设计和引导。人机协同方式由弱到强体现在四个方面:[14]第一,人工智能辅助教师完成低层次、重复性的工作,如备课、布置练习、批改作业、成绩分析等常规业务,为教师的课程教学“减负”,提高教师的日常工作效率。第二,人工智能帮助教师完成对学生的行为动作、情感态度、心理素质的认知。通过捕获学生的学习过程、行为特征和情感状态了解学习者是否有厌恶等极端情绪,及时帮助学生分析问题并提出预警,为学生的身心健康提供保障。第三,人工智能代替教师在特定教育领域实施教学,解决教师数量不足、专业水平不一致的问题。第四,人工智能协同教师多元化发展,从而为学习者提供适应性支持。

未来人类文明的发展取决于人类与科技的融合、人机协同方式下的文化创造力。文化创造力的核心是通过教育和学习赋予人独立的思想、敏锐的洞察力和崇高的责任。在当今校园文化的建设中,越来越多的教师为学生提供机器化(AI)学习方式并参与到学习活动中,满足他们各自的学习需求。与此同时,学生就其中的问题与教师、机器(AI)进行交流和互动,并基于学习圈以拓宽自己的兴趣,激发学生与教师、机器(AI)之间深层次的学习、协作和共享,从而实现教师、学生与机器之间的共同发展,形成有共同目标追求的校园文化共同体,实现师生与人工智能之间的双向文化传递。

2.提升智能素养,强化数字胜任力

良好的人工智能素养是教师成长和进步的关键,教师的工作重心转变到辅助引导的过程中,需要提升自己的人工智能素养,合理有效地使用人工智能满足学生多元发展的需求。这就要求教师至少学习并掌握五种技能,包括运用人工智能系统促进学生学习、数据分析、管理人力资源和人工智能资源、利用人工智能解决日常的重复性任务、指导学生学习未来不易被机器所取代等技能。[15]这就意味着教师不仅要具备教育教学、教育管理和人工智能应用的能力,还需具备相应的数字胜任力才能适应人工智能时代的教师角色。

数字胜任力与大数据密切相关,它是指面对复杂的问题甚至是技术的创新,运用数字技术和数字化媒体来管理信息、解决问题、共享知识和内容。在教育教学中,数字胜任力主要体现在利用数字技术与教学法的深度融合,高效地实现教学目标、转变教学活动方式、优化教育过程,进而培养学习者自主学习、协作交流、积极探究的高阶思维能力。作为教师,要具备数字技术认知、数字资源应用和数字信息管理等基本的数字化教学意识,提高自身的数字技术能力,创设学习情境,改善学生的学习方式,利用智能技术将抽象的知识变得生动、趣味、形象。在课堂教学中,教学计划的制订、教学方法的完善、教学中问题的解决都离不开数字胜任力,具备数字胜任力的教师能够培养更具数字竞争力的国际型人才。

3.发展用户思维,精准实现个性化教育

技术不断更新,思维方式比掌握技术更为重要和持久。[16]用户思维是一种“以用户为中心”的新型思维方式,教育中的用户思维是“以人为本”,针对学生的个性化、细分化需求,教师改进教学方式、优化教学方法、提供针对性的服务,以达到因材施教的效果。在传统的大规模、标准化的应试教育中,教师的很多精力都局限于备课、授课、教学评价,难以满足所有学生的不同需求,学习过程往往难以周全照顾到,而人工智能的出现给个性化教育带来了转机。奇点大学(Singularity University)创始人戴曼迪斯(Peter Dia-mandis)曾说,“人工智能可以提供未来最好的教育,因为它可以根据学生的不同兴趣和特点为其提供有针对性的个性化教育”。

人工智能为教师进行个性化教学提供了极大的支持,如针对课前、课中、课后三个环节进行教育的实施:[17]在课前环节,教师基于学习环境、学习者特征和学习任务对学生进行基础的学情诊断,运用知识图谱预测学生可能遇到的学习困难与障碍,并根据预测结果设计特定的教学活动和策略;在课堂教学环节,教师对学生学习过程进行检测,帮助学生完成课程任务并形成科学的思维认知;在课后环节,教师及时反馈调控,根据人工智能的评估结果对教学内容和方法及时改进。

人工智能为学生的个性化学习创造了条件。在课堂学习过程中,学生留下了许多行为数据,如做题正确率、听课专注度、学习兴趣点、面部表情、情绪变化等,人工智能将这些多模态数据以文字、图表的形式进行可视化呈现,生成学习者画像。教师基于AI画像精准地掌握每位学生的个体特征、认知特点和学习风格,进而针对每个学生的真实需求智能化推送合适的学习路径,定制个性化学习方案,减少重复性学习时间,从而促使学生产生良好的学习体验。

4.审视师生关系,加强师生间的心灵互动

教育是从心灵深处的思想意识到身体力行的行为习惯过程中的一场运动,而人工智能让不可见的教育从随时可见的行为活动中表现出来,每一个心神领会、恍然大悟都能够获得即时的可视化呈现。[18]在智能化教育环境中,学生面临着丰富的学习资源,能够在脱离教师的情况下独立地完成学习任务,教师的知识传播角色基本上可以由人工智能替代,教师和学生在长期的教育教學中形成的师生关系受到了严峻的挑战。教师的主体性弱化,师生关系趋于平等发展,这就需要我们重新审视师生关系。教师的职业本质是“教书育人”,意味着教师不仅要传授给学生科学文化知识,更要注重学生的人文底蕴、责任担当、科学精神、协作能力、创造能力、审美能力等核心素养的培养,进一步启发学生的好奇心、求知欲和想象力,为学生的终身发展奠定基础。

德国哲学家雅斯贝尔曾指出:“真正的教育是用一棵树去摇动另一棵树,用一朵云去推动另一朵云,用一个灵魂去唤醒另一个灵魂。”可见,真正的教育是有温度的教育,人工智能虽然有跨媒体感知、群体智能、自主决策等人类难以企及的能力,但它始终无法实现人的移情力和共情力。这就需要教师在教学过程中给予学生适当的引导、帮助与关爱,加强师生间的心灵性互动,为学生带来生活智慧。

四、人工智能时代教师职责的加强

人工智能时代,教师是学习活动的参与者、辅助学生学习的导学者、学生全面发展的服务者、教育实践的研究者。一般而言,教师除了承担教学与辅导、管理与参与、提供支持服务等常规职责外,还应该加强如下方面以适应时代发展。

1.强化角色定位:树立与人工智能合作的意识

在智能技术的推动下,知识的迭代更新越来越快。教师作为教书育人的先行者,应当走在时代的前列,积极应用人工智能技术优化教育教学活动,树立与人工智能合作的思维方式,在大规模覆盖的基础上,促使学生实现与其能力相匹配的个性化发展。教师和人工智能的合作可以从两个方面来进行。

一是就人工智能课程教学而言,为人工智能而教。教师通过课堂教学让学生了解、掌握和运用人工智能的相关原理和作用机制,如利用python绘制图形、通过学习scratch知识了解程序设计的基础逻辑等,培养学生以机器处理的思维方式界定问题、抽象特征、建构模型等,进而将人工智能解决问题的过程与方法迁移到其他的问题解决中,培养学生的技能、方法和思维方式,从而提升他们的智能学习素养。

二是应用人工智能来进行教育教学。这需要教师运用人工智能技术来构建智能学习环境,包括智慧教室、智慧学习空间等,为学生营造简单、舒适的智能学习空间。教师还需要主动了解通过人工智能可以实现的教学策略和教学方式,积极应用智能导师系统、虚拟现实学习系统、学习预测分析系统、机器翻译和游戏化学习等智能技术辅助教学。教师与人工智能的合作使复杂的工作得以简化,教师可以从烦琐的职务中解放出来,更高质量地完成教学工作。

教师与人工智能合作的过程,其实也是一个学习的过程,教师要以一名学习者的心态,不断充实自身的专业知识与技能,提升个人的终身发展能力。

2.提高角色认识:承担应用人工智能的责任

人工智能在为教育行业带来高效、便捷、个性化服务的同时,也将带来一系列风险。可能会给师生的隐私安全和个人数据带来潜在危机,可能会模糊教师、学生与人工智能之间的界限,甚至会产生“算法偏见”导致教学异化等现象。因此,教师作为教育人工智能最初的接触者、使用者和推广者,应该自觉地承担应用人工智能的责任,为教育人工智能的可持续发展提供驱动力和规制力。[19]

首先,教师要具备合格的数字公民责任担当和数据伦理道德。[19]遵循人工智能的安全规范和应用边界,安全、合理、合法地使用人工智能技术,帮助学生树立科学的人工智能应用理念,让技术为教学提供最大化服务。

其次,教师要充分认识人工智能伦理问题的复杂性,在应用的过程中认真思考在教育教学中面对教育伦理、技术伦理时,应该遵循怎样的伦理准则。而且,教师在发现人工智能应用的过程中存在隐形风险和问题时,要有第一责任人的意识,及时向制造商、设计师和运营商反馈问题,便于教育人工智能技术的迭代与改进。

最后,在教学中要有“不高看、不低估”的科学态度,审慎地看待人工智能技术。作为教师,既不能夸大人工智能为教育带来的优势,也不能低估人工智能带来的作用和价值。人工智能在教育领域使用的目的是为师生带来便利,为师生的共同发展提供服务,最终的落脚点在于“人”。因此,要用“以人为本”的思想有效地利用人工智能技术,促进教育变革。

3.明确角色职责:引领学生的道德价值

人工智能本质上是一种高级的系统性技术或者技术系统,在算法、算力等领域具备超越人类的能力,但它本质上依然是技术而不可能具备完全的人类意识。[20]所以,人工智能是一种“物”而非“人”,不能进行道德引领和价值判断,这就需要教师明确自身的职责,发挥在学生成长过程中的独特作用,做学生的道德价值引路人。

教师可以用榜样的力量激发学生对道德信念和社会价值的良好追求。教师在教书育人的过程中,通过启发、引导、开拓思维等方式让学生感受到自身的人格魅力与吸引力,成为学生成长过程中的榜样。榜样的力量是无穷的,尤其是在人机协同的智能时代,学生与机器的互动越来越多,而机器的核心价值仅限于“教书”层面,无法达到“育人”的效果。学生的精神价值需要教师正向引导,帮助他们树立正确的世界观与价值观、积极健康地发展自我,提高他们的生命质量与生命价值,在感知、面对现实世界的同时积极探索未来世界。

“师也者,教之以事而喻诸德者也。”教师在向学生传递学生“谋事之才”的同时,更要注重学生“立世之德”,以榜样的身份潜移默化中感化学生的精神世界,才能帮助学生更好地成长。

五、结语

教师作为教育工作中的关键一员,是开展教育教学的核心力量。人工智能与教育的深度融合并不意味着人类教师的减少或消亡,而是呼唤着教师角色的转变。人工智能只是一种辅助工具,不会取代教师在教书育人中的作用,教师要关注的是合理地运用技术,将技术与教学进行深度融合,从而最大限度地发挥技术的优势,提高教学效率。因此,教师要把握好角色应对的关键环节,积极探寻教育的本质,为学生提供个性化指导和人文关怀,在发展高阶思维能力的同时也要引领学生的道德价值。教师要面向世界、面向未来,时刻坚守着教育的理想与信念,主动担当起时代赋予教师的角色与职责,实现教育教学的可持续发展。

参考文献:

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(编辑:王天鹏)

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