人工智能視域下教師專業發展困境與路徑研究

郝明君 徐文會 付建強

摘?要：未來已來，人工智能+教育已成為未來教育發展的主題，未來教師發展變革已刻不容緩。文章認為，人工智能運用于教育，將導致教育在教師角色、教學模式、教學環境、教學手段以及教學內容等五個方面的變化。基于此，本文提出了教師專業發展策略即更新教育理念、提升教師能力以及堅守育人職能。

關鍵詞：人工智能;教育變革;教師專業發展

中圖分類號：G451

文獻標識碼：A?文章編號：2095-5995（2021）09-0062-05

2019年國際人工智能與教育大會在北京召開，習近平總書記在賀信中指出，人工智能是引領新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力，正深刻改變著人們的生產、生活、學習方式，推動人類社會迎來人機協同、跨界融合、共創分享的智能時代。把握全球人工智能發展態勢，找準突破口和主攻方向，培養大批具有創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]。真正的教育緊跟時代的步伐，隨時代變化而不斷發展。近年來，人工智能正在改變著我們的生活、學習和工作，推動人類社會迎來人機協同、跨界融合、共創分享的智能時代，也必然會對教育產生巨大的變革與影響。未來已來，“人工智能+教育”已成為未來教育的主題。2018年1月《中共中央國務院關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》指出，推動教師主動適應信息化、人工智能等新技術變革，實現教師隊伍治理體系和治理能力現代化[2]。2018年4月13日，教育部頒發《教育信息化2.0行動計劃》，強調加快實施“互聯網+教師教育”創新行動，推進教師教育信息化教學和以自主、合作和探究為主要特征的教學方式變革[3]。未來教師發展變革已成為時代發展所需，成為當前教育研究中重要的熱點主題之一。

一、人工智能的涵義及特征

（一）人工智能的含義

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是一門包含了機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理、專家系統等研究的計算機科學，是現代科技發展的一個重要的研究領域[4]。人工智能包含大數據、并行計算和深度學習等三大要素，其基礎是數據和硬件。人工智能起源于1956年達特茅斯學院舉辦的夏季學術研討會。在這次會議上，“人工智能（Artificial Intelligence，AI）”這一術語是達特茅斯新學院助理教授John McCarthy首次正式提出并使用。[5]隨后人工智能的理念擴展到各個領域，因為人工智能寄托了人類美好憧憬和理想，它“將進一步深刻改變人類社會生活、改變世界”[6]，“將進一步釋放歷次科技革命和產業變革積蓄的巨大能量，并創造新的強大引擎”[7]。

（二）人工智能在教育領域應用的特點

在信息化時代，人工智能呈現出以下的特點：互動性、開放性、個性化和全球性。它將深刻地改變教育的生態系統。人工智能在教育領域應用有如下特點：

首先，自動化與智能化并存。人工智能為教育提供自動化學習平臺，如智慧樹、慕課等，是教育資源最充分的利用。人工智能擅長于邏輯運算、記憶，擅長處理教育領域內目標明確的工作。隨著自然語言在轉換為機器語言上的技術進步，人工智能可進行學生學業成績的測量與評價，自動生成數據、分析數據從而得出結論。人工智能能進一步拓展教育的信息化，其智慧教學會給學習者帶來全新的學習體驗，線上學習方式與學習者生活相互交融，促進全社會形成良好的學習風氣，有利于人們樹立終身學習觀念。

其次，個性化與協同化共處。人工智能背景下，計算機可以根據學習者的信息、認知的特征、學習情況建立學習者的學習數據庫，學習平臺可推送適合學習者學習的課程，建立與學習者特征相符的學習模型。運用人工智能善于記憶的優勢，不斷優化和調整學習內容，滿足學習者個性化需求。人機協同是教育領域運用人工智能的重要特征，學習者的學習內容是根據自身的知識體系構建起來的，新知識是計算機無法識別的，此時需要教師的介入，教師參與到整個教育環境中，因此，人機協同必不可少。

最后，多元化與國際化交互。人工智能為學習者提供多種學科的學習，涉及多個學習科目，未來的教育也要適應社會發展需要，為社會提供多樣化人才。比如美國十分重視STEAM課程的研發，重點在于強調學生學習的跨學科、趣味性、體驗性、協作性等，跨學科應用和整合，提高學生解決真實情景問題的能力。人工智能+教育為學習者提供多樣化的學習內容選擇、多種學習途徑和方式，學習者可隨時隨地進行學習。智能化時代縮小了國際間的距離，學習者可通過網絡檢索，學習英國、美國等其他國家的課程。

二、人工智能時代的教育變革

（一）教師角色的轉變：從知識的權威者轉變為學生的引導者

在傳統教學中，教師作為“知識的壟斷者”，依附于其“見識早、知識廣、經驗多”[8]而把持著真理般的學科知識，成為知識的占有者和重要來源，處在教育的絕對優勢地位。相比較而言，學生只能成為被動接受知識的容器，進而形成了師生間授受知識的局面。而隨著物聯網、大數據、虛擬現實等新興技術不斷崛起，知識信息數量激增、質量提高及其知識的易獲取性，如今已然成為一個“知識爆炸”的時代。作為數字時代的土著——學生正在社會中扮演著知識“生產者”和“傳播者”的角色。

人工智能打破了教師的絕對知識權威，學生也可成為知識的創造者，促進知識的再生產，這有利于形成良好的知識生態。借助于互聯網，學生根據興趣及愛好，選擇適合自身學習的任何所需的知識和技術。學生在進入學校之前，可能所掌握的背景知識和信息已不低于教師憑借經驗、年齡等后天因素所獲取的知識量，這對學校教育中教書匠型的教師構成了極大挑戰。但是在人生成長的過程中，教師作為年長者，生活閱歷一定比學生豐富。因此，教師應更加關注學生的個體生命成長，采用恰當地方式對學生進行有效引導，幫助學生提升個體的生命價值。在人工智能時代，獲取知識及信息的便捷性和及時性促使教師角色發生轉變，教師不再是“知識的壟斷者”、權威者，而是轉變為學生成長的“生命引路人”。

（二）教學模式的轉變：從規模化教育到個性化教學

從班級授課制誕生之日起，集體性教學活動因其高效、規模化等特點成為工業時代主要的教學模式。教學活動主要由教師與學生面對面講授進行，教案設計、知識點講解以及作業批改等教學環節均由教師獨立完成。班級授課制下教師工作負擔較重，工作時間長且效率不高。規模化的教育能按照預設的內容進行教學，關注到大多數學生的學習情況，但易忽略學生對知識學習的個體差異性，拉大學生個體發展的差距。教學評價以學生的考試成績作為其標準，忽略了學生除成績之外的優點，用統一的要求對學生進行評價，不利于學生個性的發展。

在信息化、智能化時代下，大數據支持的人工智能機器可以代替教師完成復雜、繁瑣和重復性任務，如學生上課時出勤考核、作業布置與批改以及作業輔導，減輕教師的工作負擔，將教師從重復性的工作中解放出來，教師將著重于開展創造性教學活動。此外，人工智能還可以基于學習者的個人信息、學習需求以及認知特點，更加關注學習者的學習行為和學習體驗，為學習者制定個性化的學習計劃，并及時推送個性化的學習內容，提供個性化的學習輔導服務，以達到精準施教的個性化培養學習效果。人機協同提高學生學習效率的同時針對學生的弱項查缺補漏以提升學生的學習成績。

（三）教學環境的轉變：從傳統教室到泛在化學習環境

在傳統教育中，學校是開展教學活動的主要場所，課堂是教學活動開展的重要形式，亦是學生獲取知識的主要渠道。而傳統課堂設計有著“明確的前后方之分、秧田式座位排列方式以及矩形空間格局”[9]，學科與學科、班級與班級之間有著嚴格的區分與界限。班級授課制的運用，將學生聚集到一個完備的物理空間之中，教學活動在布置好的教室中開展，由此在教學中組建起班級。傳統的教學模式出現了班級組織，教學環境為肉眼可見的教室，學習環境較為固定，這種情形有利于學生間的交流，但也束縛了學生學習和活動的空間和范圍。

人工智能時代下教育將超越時空限制，打破各種教學環境要素之間的壁壘，構建更加人性化、智能化的教學空間和提供優質的學習環境，更加注重教學環境的和諧共生性。智能化的學習空間將以學生為中心，靈活可移動的桌椅設計，線上學習和線下學習、正式學習和非正式學習的混合式教學方式以及學習時間的自主性、可控性使得泛在學習和深度學習成為常態。智能化的教學設備創造了更為廣泛的教學環境和學習環境，教師根據學生的需求或主題進行課程錄制，學生可隨時隨地學習適合自己的課程。人工智能時代下，教學環境是超越時空的智能化與泛在化的學習環境，打破了傳統的固定化桌椅板凳的物理環境。

（四）教學手段的轉變：從教師講授到人工智能的應用

傳統課堂以教師為中心，借助黑板、粉筆、教材及課本完成對學生的知識傳授，現代課堂下多媒體信息技術的應用輔助教學在一定程度上提高了教學效率，但無法實現師生雙方的互動，究其本質是為教師教學服務。傳統意義上教師對知識擁有極大的權威，學生通過教師的講授獲取到知識并吸收知識以增加自身的知識儲備。知識傳授中教師極具威嚴，師生間的互動較少，阻礙了知識的創新及再生產。傳統教育中教學手段較為單一，教師通常采用講授法傳授知識，課程的靈活性及可操作性不強。

人工智能技術的發展及其在教育上的應用將會更新教學手段，如虛擬現實技術、VR/AR/MR的應用。通過具身技術的自然融入讓學習者身心全投入其中，獲得“在場的錯覺”[10]，拉近學習者與所學內容之間的距離，在一定程度上拓展延伸了學生的認知視野和范疇。在虛擬現實情境下學生如同身臨其境，將會獲得更加清晰、具體的表象知識，對于學習內容的理解有著更深刻的體驗，學習也因此由沉悶死板地接受，轉變為學生主動探索的體驗過程。人工智能運用到教學中豐富了原有的教學手段，課程活動的開展更靈活，通過生動的畫面展現學習內容，豐富學生的已有認知。直觀呈現學習內容，便于學生理解所學的知識，可提高學生學習效率，激發學生學習的積極性和學習動機。現代化教學設備的運用，促使教學手段發生變化，更賦予了教育更多的活力與能量。

（五）教學內容的轉變：從固定書本知識到私人訂制內容

在傳統教育中，教師作為知識的傳播者，其教學內容來源于書本，內容設計以課程標準、考試大綱等為基本依據。考試范圍成為影響教學內容的指揮棒，從而導致“考試考什么、教師教什么、學生學什么”的局面，學生的學習資源較為分散且較難獲得。成績作為學生學習情況的重要指標，而書本則是考試內容的重要來源，因此教師的教學活動內容主要源于書本知識。教師的教學活動目標也按照預設的課程目標進行，導致教學活動中缺乏變通性和生成性。

在互聯網時代，借助互聯網和大數據，教學內容和教學資源得到極大拓展，大規模網絡在線課程成為學生自主學習的重要方式之一。未來的學習形態呈現出“學生線上學習，教師線下督促、管理和陪伴三位一體的形態。”[11]同時學生也可以較為輕易地捕捉符合自己需求的個性化學習資源。教學內容不僅僅局限于書本知識，更強調對學生知識獲取、信息篩選能力的培養，從而能在更大范圍內搜索到學習資源和內容。人工智能運用到課堂中，為教學活動賦予更多能量的同時擴展了知識獲取的渠道，促使教師對課本知識和教學內容進行創新。課堂中的內容需與時俱進，在已有知識中注入新的活力，為學生提供個性化的私人定制內容從而促進學生全面發展。

三、人工智能時代下教師專業發展的路徑探討

未來教育將進入教師與人工智能協作共存的時代。人工智能有顯著優勢，但人工智能也帶來挑戰。發揮教師在教育教學過程中的作用，實現教學過程的最優化，全面促進學生健康成長將是教師專業發展的必然路徑。

（一）更新教師的教育理念，轉變教師在教育中的角色

人工智能視域下，教師應該由“教的專家”轉變為“學習的促進者”，教師由“一言堂”轉向促進學生主動探究學習。縝密的邏輯思維和較強的數據處理能力使得人工智能更多地承擔教師記憶性、規范性知識的傳授功能，成為自動出題和自動批閱試卷的助教、學習障礙自動診斷與反饋的分析師以及個性化學習內容生成與匯聚的智能代理。在這種影響和沖擊下，教師則需要更多地轉向和重視自己的育人職能，即要成為學生“靈魂的工程師”以及情感的呵護者，堅守成“人”教育的重點使命，堅守生命關懷和倫理呵護的職責。在談到未來教育發展時，項賢明也認為“智能時代的教育，應該是一種‘人性為王’的教育，情感與德行等人性特有的品質應當受到極大的重視”[12]。面對人工智能帶來的挑戰，教師應沉著應對，樹立新型教育理念，用理性的思維看待人工智能時代下教育中的變與不變。

（二）提升教師的專業能力，使人工智能與教育相互賦能

培養智慧型教師是未來教育的目標，濃厚的學科素養、廣泛的興趣愛好、強大的學習能力和信息檢索能力、敏銳的教育洞察力、批判性思維……都是智慧型教師的必備素質。在未來人機共存的教育環境里，教師需學會“讓位”，讓人工智能完成教師工作中比較繁瑣的部分。傳統的教學方式方法、教學模式已無法滿足未來教育對于人才培養的多樣化需求，智慧型教師將運用自己已有的知識背景和強大的學習理解能力，運用各種工具，借助于互聯網，探索教育教學模式，成為新型技術的率先使用者，學生探究性學習的引領者。

在人工智能時代下，李政濤強調教師必須具備“愛商”“數商”“德商”“逆商”和“信商”等“五商”[13]。人工智能為教育賦能，同時教育也能夠培養出人工智能時代所需要的人才，因此對教師的要求更加嚴格。首先，教師對學生要有大愛之心。人工智能可為學生提供個性化的學習方案，教師必須具備專業觀察和分析學生的能力，通過分析學生的問題為其提供高質的教學內容和方法。在冰冷的算法面前關心學生學習情況，關注學生的成長需要和個性特征，使學生感受到人性的溫暖。其次，教師需具有“數字化勝任”能力。智能化時代下，教師應學會分析學生學習成績數據，并將數據轉換為教學目標、教學內容和教學方法等。最后，教師需有“信息化勝任”能力。信息化時代中，教師要加強信息搜集、整理、分析和生成的能力，將信息為我所用。

（三）堅守“育人”的職能，成為學生“靈魂的工程師”

機器不能完全替代教師的原因是教育的終極價值是在促使師生“目光轉向”的同時，實現雙方“心靈的轉向”，這內在地規定著教育是一項以“人”育“人”的事業[14]。在人工智能時代下，學生可借助于人工智能完成對知識的學習，教師可借助其對學生進行管理和完成教學工作。而真正意義上教師應該做的是從人性出發，著眼于學生的興趣需要，更多地關注對學生創造能力、社交能力等一些人工智能難以取代方面的能力培養，針對學生的不同個性進行精準教學。人工智能帶給學生更多的是“知識”的體驗和積累，而缺少對學生情感的關懷，而教育應該從“教學”轉回“育人”的本質上來。教育始終是人教人，人工智能時代會出現人機交互、人機協同的格局，但培養有溫度的人必須仍需教師的傾心澆灌、無畏的付出與努力。教師堅守其崗位，履行好育人的職責，將學生的成長與發展視為工作的動力。

參考文獻：

[1]習近平向國際人工智能與教育大會致賀信[N].人民日報， 2019-05-17（ 01）.

[2]中共中央 國務院關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見[EB/OL].（2018-01-31）http：//www.gov.cn/zhengce/2018-01/31/content_5262659.htm.

[3]教育部等五部門關于印發《教師教育振興行動計劃（2018—2022年）》的通知[EB/OL].（2018-03-28）http：//www.gov.cn/xinwen/2018-03/28/content_5278034.htm

[4]昭鳴.2017年人工智能未來企業[J].互聯網周刊，2017（17）：46-49.

[5]梁迎麗，劉陳.人工智能教育應用的現狀分析、典型特征與發展趨勢[J].中國電化教育，2018（3）：24-25.

[6]國務院. 國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知[EB/OL].（2017-07-08）http：//www.gov.cn/zhengce/content/2017-07/20/content_5211996.htm.

[7]段世飛，龔國欽.國際比較視野下的人工智能教育運用政策[J].現代教育技術，2019（3）：8-9.

[8]李棟.人工智能時代教師專業發展特質的新定位[J].中國教育學刊，2018（09）：87-91.

[9]許亞鋒，高紅英.面向人工智能時代的學習空間變革研究[J].遠程教育雜志，2018，36（01）：48-60.

[10]柴陽麗，陳向東.面向具身認知的學習環境研究綜述[J].電化教育研究，2017，38（09）：71-77+101.

[11]余勝泉.“互聯網 +”時代，教育走向何方？[J]中國德育，2017（14）：46-50.

[12]李澤厚.歷史本體論[M].北京：生活·讀書·新知三聯書店，2002.

[13]李政濤.當教師遇上人工智能……[J].人民教育，2017（Z3）：20-23.

[14]李棟.人工智能時代教師專業發展特質的新定位[J].中國教育學刊，2018（09）：91-95.