人工智能賦能“4C 能力”培養(yǎng)的路徑分析與實踐探索*
——以IBM Watson 系統(tǒng)為例

陳凱泉，吳玥玥，劉 璐

（中國海洋大學(xué) 教育系，山東 青島 266100）

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，技術(shù)革新速度日益加快，人工智能（Artificial Intelligence，AI）的飛速發(fā)展要求人類從事更高層次的勞動，即解決復(fù)雜性的問題，因此，對于人類來說解決問題的技能成為核心能力之一，是適應(yīng)智能化和全球化的重要技能。21 世紀(jì)的學(xué)習(xí)框架（Framework for 21st Century Learning）提出如圖1 所示的未來人才所需具備的18 項要素作為新世紀(jì)人才培養(yǎng)的指導(dǎo)性框架，其中的批判性思維（Critical Thinking）能力、溝通（Communication）能力、協(xié)作（Collaboration）能力、創(chuàng)新創(chuàng)造（Creativity and Innovation）能力合稱4C 能力。[1]當(dāng)前迫切需要將以上4 項能力作為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的重要指標(biāo)。人工智能在大量應(yīng)用于教育的過程中已經(jīng)體現(xiàn)出其有望幫助學(xué)習(xí)者提升思想品德和認(rèn)知能力。[2]人工智能支持下的智能導(dǎo)師系統(tǒng)（Intellectual Tutor System，簡稱ITS）是模仿教學(xué)專家的經(jīng)驗、方法以輔助教學(xué)工作的計算機(jī)系統(tǒng)，[3]ITS 應(yīng)用于學(xué)習(xí)領(lǐng)域能豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)并提高學(xué)習(xí)興趣。[4]智能導(dǎo)師系統(tǒng)能為每個學(xué)習(xí)者提供個性化的學(xué)習(xí)服務(wù)和實時陪伴，且伴隨移動互聯(lián)網(wǎng)和人工智能的雙輪驅(qū)動，在手機(jī)等移動設(shè)備上就可以非常便捷地應(yīng)用ITS，易于普及和推廣，IBM 的Watson 系統(tǒng)正是在此背景下應(yīng)運而生。對于智能導(dǎo)師系統(tǒng)的研究，現(xiàn)在多關(guān)注于如何利用AI 取代教育中的重復(fù)性勞動或獲取學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，從而來提升學(xué)生的知識獲取效率。但正如清華大學(xué)錢穎一教授所說，“我們經(jīng)常將教育等同于知識，但卻忽視了教育的價值在于它超越知識的另一個維度——能力”。[5]智能導(dǎo)師系統(tǒng)在加強(qiáng)學(xué)生的各項能力培養(yǎng)方面還有巨大潛力，AI 的教育應(yīng)用還有望能有效地培育學(xué)生的價值觀，[6]可以綜合培養(yǎng)學(xué)生的多方面能力，打造出我們21 世紀(jì)所需要的人才，使學(xué)生能夠融入這個智能社會。因此，有必要將4C 能力培養(yǎng)所需的教學(xué)理念和方法、工具支撐與人工智能的技術(shù)優(yōu)勢相結(jié)合，探究智能導(dǎo)師系統(tǒng)支撐下的學(xué)生核心能力培養(yǎng)。

圖1 21 世紀(jì)學(xué)習(xí)框架中人才培養(yǎng)的18 項要素

一、4 項核心能力的概念解讀

1.批判性思維能力

批判性思維泛指個人對某一現(xiàn)象和事物之長短利弊的評斷，它要求人們對所判斷的現(xiàn)象和事物有其獨立的、綜合的、有建設(shè)意義的見解。[7]批判性思維和解決問題的能力緊密聯(lián)系在一起，它可以幫助人運用系統(tǒng)的思維根據(jù)不同的情況使用歸納、演繹等方法進(jìn)行推理，分析在整體中各個部分是如何相互作用的，從而能夠在復(fù)雜的系統(tǒng)中得到最終的結(jié)果。在我們做出判斷和決定時，可以有效地分析和評估證據(jù)、論點、主張和想法，分析和評估各種論點，根據(jù)分析的結(jié)果解釋信息并得出結(jié)論。[8]批判性思維可以引導(dǎo)人們通過現(xiàn)象進(jìn)行不斷的探索，去了解事物的規(guī)律和本質(zhì)，從而不斷地去探索和研究人類所生活的世界，實現(xiàn)跨學(xué)科的交流與合作，更加適應(yīng)當(dāng)前社會的需求。在教學(xué)過程中，可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行分析、爭論、比較、對比、定義、描述、評估、解釋和問題解決等來培養(yǎng)學(xué)習(xí)的批判性思維。[9]

2.溝通能力

溝通能力是指順利而有效地完成某項活動所必需的特質(zhì)，是獲取信息展開合作的基礎(chǔ)，只有具備溝通能力，能夠通過文字、語言等展開對話，才能夠增強(qiáng)知識、信息的儲備，從而展開合作，再造知識。Sarah Trenholm將溝通能力分為兩種水平：①表面水平，它說明某人經(jīng)常表現(xiàn)的實踐中有效和適當(dāng)?shù)臏贤ㄐ袨椋Q為表現(xiàn)能力。②深層水平，包括為工作所必須知道的每一件事，稱之為過程能力，它由所有的對產(chǎn)生適當(dāng)表現(xiàn)所必要的認(rèn)知行為和知識組成。我們更加需要培養(yǎng)學(xué)生的深層水平溝通能力，從而能夠幫助學(xué)生實現(xiàn)有效的溝通。[10]為了更好地對溝通能力進(jìn)行培養(yǎng)，Sarah Trenholm 還進(jìn)一步將溝通能力分為理解能力、角色能力、自我能力、目標(biāo)能力和信息能力，多種能力協(xié)同培養(yǎng)幫助學(xué)生更好地提升溝通能力。[10]

3.創(chuàng)新創(chuàng)造能力

創(chuàng)新創(chuàng)造能力是指在實踐活動中，不斷提供新思想、新理論、新方法和新發(fā)明，并獲得較好效果的能力。在學(xué)習(xí)過程中是指能夠運用新穎、獨特的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，并能夠靈活地遷移到其他的學(xué)習(xí)情境中。[11]21 世紀(jì)學(xué)習(xí)框架對創(chuàng)新創(chuàng)造能力的表述是：①鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地思考，可以使用廣泛的創(chuàng)新方法，比如說開展頭腦風(fēng)暴；提出有價值的方法，包含激進(jìn)的和漸進(jìn)式的想法；能夠提煉、闡述、分析和評估自己的想法，從而能夠讓他人了解自己創(chuàng)新的想法。②能夠創(chuàng)造性地與他人合作，包含有效的思考、使用并與他人溝通新的想法；能夠接受新的、多樣的觀點，并將團(tuán)隊的輸入和反饋整合到工作中；在工作中能夠表現(xiàn)出創(chuàng)新性和原創(chuàng)性，理解并接受想法的現(xiàn)實局限性。③實現(xiàn)創(chuàng)新，即能夠把創(chuàng)新的想法變?yōu)閷嶋H的行動，從而對專業(yè)領(lǐng)域做出切實而有效的貢獻(xiàn)。[12]

4.協(xié)作能力

協(xié)作能力指的是共享知識并與同行一起完成所需的學(xué)習(xí)任務(wù)，[13]是一種綜合能力，常常通過協(xié)作學(xué)習(xí)活動來培養(yǎng)。[14]隨著進(jìn)入數(shù)字時代，學(xué)生的社會性學(xué)習(xí)日漸增多，他們在技術(shù)的支持下進(jìn)行文本、語言等的發(fā)布、更新、共享。如果學(xué)生無法在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)無障礙的合作與交流，他們就會脫離社會、脫離學(xué)習(xí)。因此我們必須提供給學(xué)習(xí)者充分的協(xié)作空間，開展多樣的協(xié)作活動。[15]想要培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，我們首先應(yīng)該提供給學(xué)生團(tuán)隊活動或者團(tuán)隊任務(wù)，幫助學(xué)習(xí)者在團(tuán)隊協(xié)作中完成能力提升，團(tuán)隊協(xié)作能力直接影響個體溝通能力的發(fā)展，從而進(jìn)一步影響個體創(chuàng)造性思維能力的發(fā)展。[16]

二、Watson 系統(tǒng)的設(shè)計理念、工作原理及功能框架

IBM 作為美國的信息技術(shù)和業(yè)務(wù)解決方案公司之一，在全球范圍內(nèi)是計算機(jī)產(chǎn)業(yè)長期的領(lǐng)導(dǎo)者。在21 世紀(jì)初期，IBM 研發(fā)了Watson 人工智能系統(tǒng)，近幾年來，Watson 進(jìn)入健康、金融、銷售、教育、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域，并在各個應(yīng)用領(lǐng)域都取得了顯著的成就。[17]

1.設(shè)計理念

IBM Watson 是一個龐大的認(rèn)知生態(tài)系統(tǒng)，其核心理念是認(rèn)知計算，即綜合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)及機(jī)器學(xué)習(xí)等核心技術(shù)，教會Watson 像人腦一樣進(jìn)行理解式的學(xué)習(xí)。IBM Watson 區(qū)別于以往的智能設(shè)備，該系統(tǒng)所提供的API（Application Programming Interface，應(yīng)用程序接口）為開發(fā)其他智能應(yīng)用提供了豐富的接口，所以Watson 在設(shè)計理念上是為普通應(yīng)用程序提供智能支撐。將Watson 嵌入APP（Application，應(yīng)用程序）內(nèi)，當(dāng)用戶提出請求后，首先請求到達(dá)APP，然后分別達(dá)到Watson智能系統(tǒng)和龐大的網(wǎng)絡(luò)，Watson 和智能網(wǎng)絡(luò)將檢索的信息返回到APP，經(jīng)過整理后通過智能設(shè)備傳遞給用戶，從而完成用戶的請求。目前Watson 提供15 種服務(wù)，每種服務(wù)都為開發(fā)者提供了API，用戶只需要簡單的操作即可將Watson 提供的服務(wù)鏈接到已有的APP 中或者是在要創(chuàng)建的APP 中加入Watson 的服務(wù)。開發(fā)人員和非技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜夷軌蚴褂靡粋€通用工具進(jìn)行協(xié)作，開發(fā)更加符合需要的APP。

2.工作原理

IBM Watson 借助機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)來構(gòu)建Watson 強(qiáng)大的認(rèn)知體系。在Watson 開始工作前也要像人一樣進(jìn)行學(xué)習(xí)，其學(xué)習(xí)過程經(jīng)過三步：第一步是學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識，Watson 要學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)相應(yīng)的語言、術(shù)語，以及領(lǐng)域內(nèi)的思維模式，Watson 掌握知識建立語料庫，把知識中過期的或者是錯誤的觀點進(jìn)行刪除（降噪），預(yù)處理數(shù)據(jù)，構(gòu)建索引和其他元數(shù)據(jù)，在這一過程中建構(gòu)起知識圖譜。第二步是培訓(xùn)Watson，使Watson 學(xué)會理解信息，此過程主要是通過Watson 的機(jī)器學(xué)習(xí)來構(gòu)建學(xué)習(xí)者模型。第三步則是成為領(lǐng)域內(nèi)的專家，為用戶提供更加專業(yè)可靠的服務(wù)。這一個過程主要是由Watson Explorer 完 成，Watson Explorer能夠系統(tǒng)地搜索、收集、分析和處理所有類型的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并將信息存儲在搜索索引中，以便快速檢索和做相關(guān)性計算，Watson Explorer 在Watson 系統(tǒng)中發(fā)揮著巨大作用，其過程如圖2 所示。在用戶提出問題后，Watson通過自然語言處理（NLP）等技術(shù)將語音等信息轉(zhuǎn)換為文本信息，對問題進(jìn)行分析，然后通過檢索形成初步的假設(shè)，生成多個備選答案，做軟過濾，通過深層的檢索分析形成問題的假設(shè)與問題的評分，這個過程是多次迭代的，最后合成所有可能的答案與每個答案的排名，并顯示給用戶，在這個過程中還可以對第二步形成的模型做進(jìn)一步修正，不斷提高Watson 的準(zhǔn)確性和可用性。

圖2 Watson Explorer 的工作原理

3.功能框架

Watson 提供的人工智能服務(wù)共有15 種，可以分為三大類，分別為語言類、個性化服務(wù)、輔助功能，[18]如表1所示。多種功能綜合作用，構(gòu)建強(qiáng)大的認(rèn)知體系及服務(wù)體系，為用戶提供定制化的、專家級的知識服務(wù)。

三、應(yīng)用Watson 系統(tǒng)培養(yǎng)4C 能力的可行性分析

1.Watson 的設(shè)計理念與4C 核心能力培養(yǎng)的目標(biāo)相契合

IBM Watson 是一個認(rèn)知系統(tǒng)，其進(jìn)入教育領(lǐng)域正是基于認(rèn)知學(xué)習(xí)理論來設(shè)計教學(xué)過程的。認(rèn)知學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)人在學(xué)習(xí)活動中的主體價值，充分肯定了學(xué)習(xí)者的自覺能動性，強(qiáng)調(diào)認(rèn)知、意義理解、獨立思考等意識活動在學(xué)習(xí)中的重要地位和作用，認(rèn)知主義認(rèn)為學(xué)習(xí)的效果還取決于學(xué)習(xí)者已有的知識水平、認(rèn)知結(jié)構(gòu)和非認(rèn)知因素。認(rèn)知學(xué)習(xí)理論由于把人的學(xué)習(xí)看成是一種積極主動的過程，因而很重視內(nèi)在的動機(jī)與學(xué)習(xí)活動本身帶來的內(nèi)在強(qiáng)化的作用。[19]認(rèn)知主義強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)能力需要通過問題解決來實現(xiàn)，需要通過訓(xùn)練問題解決或者優(yōu)化問題的解決來提高認(rèn)知能力。[20]

表1 Watson 的功能框架

IBM Watson 正是通過人工智能協(xié)助學(xué)習(xí)者解決問題和優(yōu)化解決問題的過程，從而提高學(xué)習(xí)者的問題解決能力。在學(xué)習(xí)內(nèi)容上，Watson 更加重視概念的學(xué)習(xí)和知識體系的構(gòu)建，因此，Watson 在投入使用時首先學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)概念，構(gòu)建領(lǐng)域內(nèi)的知識模型，在學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中提供給學(xué)習(xí)者更加專業(yè)化的概念體系，幫助學(xué)習(xí)者構(gòu)建起不同知識點之間的聯(lián)系，在提供給學(xué)習(xí)者問題解決的方案時，為學(xué)習(xí)者提供的是多樣化的答案，在這個過程中為培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的批判性思維和創(chuàng)造性思維提供支撐。應(yīng)用Watson 的智能導(dǎo)師是為了更好地適應(yīng)不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求，在輔助學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)前，Watson 首先評定學(xué)習(xí)者的初始水平，為學(xué)習(xí)者提供合適的材料，學(xué)習(xí)過程中通過追蹤學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)軌跡與批判性思維等來分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)偏好以及興趣愛好等情況，基于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗，為學(xué)習(xí)者提供更加個性化的資源，也就更加強(qiáng)調(diào)了學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。

2.智能導(dǎo)師系統(tǒng)為4C 能力培養(yǎng)提供技術(shù)支撐

Watson 能夠較好地理解非結(jié)構(gòu)化的文本、語法規(guī)則，像人一樣去理解每個句子的含義，從而能夠為用戶提供更加精確的搜索結(jié)果，也能夠像人一樣不斷學(xué)習(xí)環(huán)境中的知識和規(guī)則，從而能夠更好地適應(yīng)環(huán)境的變化，適應(yīng)不同領(lǐng)域的能力更強(qiáng)。通過對Watson 功能的分析與整合，Watson 可從自然語言理解及翻譯、認(rèn)知學(xué)習(xí)與開放式設(shè)計三個方面為4C 能力培養(yǎng)提供技術(shù)支撐，如圖3 所示。

圖3 Watson 系統(tǒng)對4C 能力培養(yǎng)的技術(shù)支撐

圖3 中的自然語言理解及翻譯等可以有效減少不同語言的障礙，加強(qiáng)學(xué)習(xí)者與不同語言學(xué)習(xí)者的交流與合作，同時，Watson 提供的虛擬服務(wù)助理功能可以完成實時陪伴，與學(xué)習(xí)者進(jìn)行實時交流，也可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的溝通能力。在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者批判思維能力和創(chuàng)新能力方面，Watson 具有獨特的技術(shù)優(yōu)勢。郭炯等提出技術(shù)支持的批評性思維培養(yǎng)模型，包含發(fā)現(xiàn)問題、信息處理階段、問題解決階段三個過程，而Watson 可以很好地支撐這三個過程。[21]在發(fā)現(xiàn)問題階段，Watson 通過與學(xué)習(xí)者的對話，激發(fā)學(xué)習(xí)者的思考，使學(xué)習(xí)者在具體的問題情境中發(fā)現(xiàn)開放性的學(xué)習(xí)問題。在學(xué)習(xí)者提出問題后，開始進(jìn)入信息處理階段，在這個階段，信息來源有兩個，第一個是互聯(lián)網(wǎng)，另一個則是Watson 經(jīng)過前期領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)習(xí)所構(gòu)建的領(lǐng)域內(nèi)的知識庫，在經(jīng)過檢索和分析后，Watson 為學(xué)習(xí)者提供多個具有評分的答案，供學(xué)習(xí)者參考，學(xué)習(xí)者獲取多樣化的信息。在完成信息獲取后，學(xué)習(xí)者根據(jù)Watson 提供的多個答案，進(jìn)行理解、比較、分析、再次評價與判斷，最終確定最優(yōu)的問題解決方案。此外，Watson 所使用的開放式設(shè)計方法，可以讓用戶將其他應(yīng)用程序接入Watson，能夠讓更多的學(xué)習(xí)者參與進(jìn)來，以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的協(xié)作能力。

四、應(yīng)用Watson 系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生核心能力的實踐案例

IBM Watson 在教育領(lǐng)域進(jìn)行了一系列的探索與研究，致力于提高學(xué)生的知識水平，更加注重培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力。目前與IBM Watson 合作的公司有Pearson、Edmodo、Scholastic、Sesame Workshop 等，合作的學(xué)校有Gwinnett、Deakin 等，隨著Watson 的進(jìn)一步優(yōu)化，Watson 在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛且深入。

1.IBM Watson Element for Educators

作為走在國際科技最前沿的兩家科技公司，IBM 和蘋果聯(lián)合推出了基于iPad 的教育應(yīng)用程序IBM Watson Element for Educators，旨在為K12 教師和學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)，目前經(jīng)過實驗后已經(jīng)投入使用。Element for Educators 其主要功能有：①聚光燈，指焦點放在學(xué)生的優(yōu)勢和進(jìn)步上，使教師能夠及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點，及時對其優(yōu)點進(jìn)行表揚和拓展。②學(xué)習(xí)活動，是指教師之間合作開發(fā)適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動，通過教師間的相互合作，可以找出更加適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)活動。③數(shù)據(jù)分析，指對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)的來源具有多樣性，包含學(xué)習(xí)者的出勤、學(xué)習(xí)情況、評價和社交等多個方面，在捕獲數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)做可視化分析，從而能夠使教師更好地了解學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，在學(xué)習(xí)過程中做出干預(yù)和支持。Element for Educators 記錄跟蹤學(xué)生的批判性見解，能夠更好地觀察到學(xué)習(xí)者進(jìn)行批判性思考的過程，可以清晰地了解每個學(xué)生的批判性思考程度，從而根據(jù)每個學(xué)生的不同情況進(jìn)行批判性思維的培養(yǎng)。IBM Watson Element for Educators 還可以協(xié)調(diào)4C能力的培養(yǎng)進(jìn)程，為教師提供每個學(xué)生的整體視圖，包括興趣、成就、學(xué)業(yè)成績、出勤率、行為和學(xué)習(xí)活動等數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)教師可以更加全面地了解學(xué)習(xí)者的特點，與學(xué)習(xí)者進(jìn)行更深層次的交流，實現(xiàn)與學(xué)習(xí)者的有效溝通。

IBM Watson Element for Educators 首先在德克薩斯州排名最高的K12 學(xué)校科佩爾獨立學(xué)校（Coppell Independent School District）試用，該學(xué)區(qū)共有約12300名學(xué)生和750 名教師。在學(xué)校里從四年級到十二年級，每個學(xué)生都配有iPad 平板，約有十六分之一的學(xué)生使用了這個應(yīng)用程序。通過使用，教師可以實時檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)變化，對培養(yǎng)學(xué)習(xí)者多方面的能力具有重要作用。科佩爾獨立學(xué)校的課程和教學(xué)助理總監(jiān)瑪麗蓮博士表示，通過與蘋果和IBM 的合作，在校教師能夠開發(fā)創(chuàng)造性的解決方案和獲得個性化的設(shè)計經(jīng)驗，從而保證教學(xué)可以吸引學(xué)習(xí)者，挖掘?qū)W生的興趣，并且與學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格保持一致，從而能夠滿足學(xué)生的不同需求。[22]科佩爾獨立學(xué)校的小學(xué)教師Samira Khan 也表示，學(xué)習(xí)者不僅僅是一個數(shù)字或一個年級，一名教師可以為孩子添加關(guān)于學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)風(fēng)格或其他筆記的信息，這不僅對教師有幫助，而且對學(xué)生后面要接觸到的教師有幫助。[23]

2.IBM Watson &Sesame Workshop

基于對學(xué)前教育的高度關(guān)注，IBM 和美國致力于0-5 歲教育的非營利性組織芝麻街（Sesame workshop）開始針對幼兒的詞匯學(xué)習(xí)展開合作，致力于學(xué)習(xí)者能力的全面培養(yǎng)。溝通能力的培養(yǎng)中詞匯學(xué)習(xí)是基礎(chǔ)，因此IBM 和芝麻街合作的主要內(nèi)容是幫助0-5 歲的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)詞匯，通過詞匯的學(xué)習(xí)讓幼兒學(xué)會在不同的語境中運用不同的詞匯和學(xué)習(xí)復(fù)雜的詞匯。IBM 和芝麻街在2016 年共同研發(fā)了基于Ipad 的兒童游戲程序，在游戲過程中，對相似的單詞進(jìn)行比較分析，同時結(jié)合具體的形象幫助學(xué)習(xí)者做聯(lián)想記憶，該游戲還通過創(chuàng)設(shè)具體的情境，幫助學(xué)習(xí)者應(yīng)用和識記單詞，對于相近的單詞，采用比較的方式幫助學(xué)習(xí)者做區(qū)分，在幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)單詞的同時也能夠很好地幫助學(xué)習(xí)者開展分析、比較等批判性思維活動。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)后，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者所學(xué)習(xí)的較為復(fù)雜的單詞能應(yīng)用到實際的情境中，有效促進(jìn)了兒童間的互相交流和兒童與教師間的交流。[24]

為了提供給學(xué)習(xí)者更好的服務(wù)，基于Watson 開發(fā)的教學(xué)游戲支持自適應(yīng)評估，評估學(xué)習(xí)者當(dāng)前的詞匯情況，然后再根據(jù)學(xué)生的年齡和需要提供學(xué)生所需要學(xué)習(xí)的詞匯，為不同水平的學(xué)習(xí)者提供不同的學(xué)習(xí)起點。Watson 可根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)來調(diào)整內(nèi)容，包含所學(xué)的單詞以及單詞的學(xué)習(xí)形式、游戲的類型等等，從而為每個孩子提供更加個性化的學(xué)習(xí)體驗，保證學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的有效性和高效性。基于Watson 的教學(xué)游戲為教師提供學(xué)習(xí)儀表盤（Dashboard），可以與每個孩子開展個性化交互，幫助教師監(jiān)控每個學(xué)生的進(jìn)度。2016 年以來，這個智能化的教學(xué)游戲在美國佐治亞州的格威內(nèi)特郡公立學(xué)校進(jìn)行了應(yīng)用測驗，經(jīng)過測試后發(fā)現(xiàn)，這個應(yīng)用程序能夠提高學(xué)生的詞匯學(xué)習(xí)效率，能夠幫助學(xué)生進(jìn)行更加高階的詞匯學(xué)習(xí)，該款智能化的教學(xué)游戲在2018 和2019 年獲得持續(xù)應(yīng)用。[25]

五、結(jié)束語

Watson 所具備的學(xué)習(xí)功能使其可為學(xué)習(xí)者提供專家級別的知識內(nèi)容，相比以往的智能導(dǎo)師系統(tǒng)，基于Watson 開發(fā)的教學(xué)應(yīng)用更具智能性，在幫助學(xué)習(xí)者完成知識學(xué)習(xí)的同時還可以通過Watson 的特色功能幫助提升學(xué)習(xí)者的4C 能力，促進(jìn)知識遷移和問題解決能力的提升。Watson 為了更好地滿足不同學(xué)習(xí)者的需要，能夠測量學(xué)習(xí)者的知識起點和4C 能力起點，根據(jù)學(xué)習(xí)者的起點水平和學(xué)習(xí)風(fēng)格為學(xué)習(xí)者提供個性化的資源，設(shè)置個性化的內(nèi)容，這對保持和提升學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性具有較為突出的意義。當(dāng)然，Watson 除了可以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的4C 能力，通過提供給教師個性化、可視化的學(xué)情數(shù)據(jù)，還可以幫助教師更便捷地開展4C 能力教學(xué)，支持教師開展協(xié)作教學(xué)，從而設(shè)計更具創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)活動，已有案例顯示，Watson 支持教師設(shè)計基于項目的學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)等等。但在整合Watson 系統(tǒng)與日常學(xué)習(xí)方面，盡管Watson 系統(tǒng)具備了支撐協(xié)作學(xué)習(xí)的技術(shù)框架，在實踐應(yīng)用中還是以教師引導(dǎo)開展協(xié)作為主，Watson 系統(tǒng)在作為協(xié)作學(xué)習(xí)的組織者與引導(dǎo)者方面還有很大的提升空間。