從智能教育測評應用的角度看教師專業發展新趨勢

歐賢成 方順濤

浙江師范大學教師教育學院 浙江金華 321004

0 引言

近年來，大數據以及人工智能技術已逐漸滲透到社會的各個領域，引起經濟結構、社會生活和工作方式的深刻變革。受到人工智能浪潮的沖擊，教育領域也經歷著深刻變革，其中具有代表性的包括人工智能、大數據相關技術與教育測評領域相互融合產生了智能教育測評技術；大數據支持的精準教學提出使得傳統的精準教學理念再次在中國受到研究者關注；智能學習系統在在線學習平臺中的初步應用等。智能技術不同于傳統的信息技術，其智能化程度更高，能夠完成很多普通信息技術無法完成的高難度任務。智能技術的出現與應用再次給教育發展與改革帶來新的疑問與挑戰：教師如何在教育教學過程中與智能技術和諧相處？智能時代的教師專業發展應該走向何方？

1 智能教育測評技術

教育領域的新興智能技術——智能教育測評技術作為人工智能、大數據相關技術與教育測評領域相互融合產生的一種技術，將人工智能領域新興技術應用于能力評估、人格評估、課程風險評估、學習過程評估等評價任務中，不僅可以提高評價的效率和準確性，有助于實現過程性評價和個性化評價，而且能夠整合多維度信息對學生個體進行全面評估。教育評價是教育活動的“指揮棒”，是教學過程中不可或缺的一部分，直接影響著教育活動的開展。教育評價改革受到國家的高度重視，國務院在2020 年發布《深化新時代教育改革總體方案》，從各方面對教育評價改革提出了要求，明確指出要充分利用信息技術提高教育評價的科學性、客觀性和專業性。信息時代的教育評價改革需要依托可靠且先進的前沿技術，智能教育測評技術的出現將為教育評價難題的解決以及我國教育評價變革帶來很大的機遇。

1.1 學生評價

傳統的教育評價對學生往往采用終結性評價的方式，將分數作為評價學生能力和知識掌握水平的唯一標準。這種評價方式在知識水平測量中有較為標準的結果，但是唯一的成績并不能很好地表現學生在問題解決、創新創造、科學探究等方面的綜合性能力。而且，成績是一個會受到試題難度影響的變量，會上下起伏，但是學生的能力水平往往是穩定的。作為一個階段性的終結性評價，成績只能反映學生知識水平在一段時間內的變化，無法反映整個變化過程。相較于傳統的評價方式，智能教育測評在學生能力表示、過程性評價以及綜合能力評價方面都取得了較大的進步。

智能教育測評技術能夠針對學生的能力水平與完成任務的表現之間的關系進行建模，在學生學習與練習的過程中獲取數據來訓練模型，通過模型很好地預測學生知識水平與下一次答題表現，很好地表示學生的知識水平以及知識水平的變化過程，進行精確完整的學習過程性評價。項目反應理論[1]（IRT）用一種穩定反映學生能力水平的變量來代替卷面總分，將學生能力水平與學生答題正確率之間的關系進行建模，精確反映答題正確率隨著學生能力的變化而變化。貝葉斯知識追蹤[2]（BKT）對學生學習一個知識點的過程進行動態建模，通過觀察學生答題表現動態分析學生能力水平變化，進行完整的學習過程性評價。在大規模的綜合性能力評價中，研究者設計模擬的環境，為學生提供一個真實的問題情境，讓學生能夠在其中自由地探索、發現，從而解決問題。通過從學生探索過程中收集到的交互性數據，對學生各方面的綜合能力水平進行評價。有研究通過分析學生作答時間、題目跳轉作答情況，采用聚類分析劃分學生類別并分析其表現差異[3]。PISA 測試從2015 年開始進行問題解決與科學探究能力的交互式測評，這種測試貼合真實問題，作答過程數據更容易被保留[4]。

總的來說，智能教育測評技術在學生評價中能夠更精確地表示學生的能力水平變化，同時能夠利用學生學習的過程性數據進行建模分析，對學生的知識能力水平變化過程進行表示，能夠實現學生評價的智能化和高效性。

1.2 教師評價

傳統的教師評價主要分為兩種方式：一種是教學專家通過對教學過程、班級管理、教學備課材料等考查，對教師進行打分評價；另一種是在每學期末，學生通過回答統一定制的評價問卷以及主觀性的評價題對教師進行評價。兩種評價方法雖然是從兩種不同類型的視角對教師的教育教學等方面進行評價，允許學生表達對教師的不同看法，但是存在一定的主觀性。此外，兩種方法都只是在長時間階段內開展一次，評價結果不具備高代表性，對于教學的反饋作用在時效性方面不強。傳統的教師評價方法更像是用分數對教師能力或者等級的一種認定，沒有達到教師評價反饋教學、提高教師教學能力和教學效果的根本目的。

智能教育測評技術在教師評價方面的應用主要包括兩個方面。

1）應用自然語言處理技術自動分析學生的主觀評教文本。有研究將評教文本的分析轉化為情感分析問題，采用隨機森林與支持向量機對某大學的學生評教文本進行情感分類（正向、負向與中性三個類別），以自動識別學生對教師教學的滿意度[5]。

2）通過對授課過程中的音視頻進行分析從而對教師進行評價，通過提取課堂教學音視頻的關鍵特征信息，使用機器學習方法構建課堂教學氛圍的自動評分系統，對課堂教學進行實時評價[6]。一些現有的智能教學系統（如清華大學的雨課堂）能夠實時對教學情況進行評價，同時將相關信息反饋給教師，作為教師調整教學的依據[7]。

智能教育測評系統使用的基于數據的量化評價方式相比于教學專家對教師的評價來說更加客觀，相比于學生對教師的評價，它的可控性更強，在反饋及時性上具有極大的優勢。

2 智能技術應用給教師帶來挑戰

智能教育測評技術已經在研究中取得了階段性的成果，其技術合理性及功能豐富性等方面都逐漸趨于完善，相比于傳統教育評價方式，智能教育測評技術在多方面似乎都具備極大優勢，以智能教育測評技術為代表的智能技術應用必然會給教育教學領域帶來許多變革，教師在教育教學多方面的作用與地位將受到嚴峻的挑戰。

2.1 人工智能挑戰教師的主導地位

自教育誕生之日起，教師始終在教育教學過程中居于主導地位。“三人行，必有我師焉”“師者，傳道授業解惑者也”，無不在傳達教學真理的同時表明：沒有教師就沒有教學。即使在如今受到建構主義教育思想的影響，大力強調學生在教育教學過程中的主體地位，仍然不會忽視教師在教育教學過程中啟發與引導的主導作用。在過去，有許多傳統的技術順利地運用到教育教學的過程中，但是他們的智能化程度并不高，都只是被作為一種輔助性工具，遠不及教師在教育教學過程中的地位；如今的智能教育技術卻有所不同，其在功能性以及智能化方面已經大大增強，在教育教學過程產生的影響不同凡響。

在智能教育測評技術應用中，智能測評能夠根據傳感器搜集的教育教學過程的全方位、多模態數據進行分析與決策，自動完成對學生學習過程表現的測評。同時，根據過程性表現數據，智能測評系統能通過自動出題與自動評卷完成對學生知識水平的終結性評價，最終將評價結果反饋給教師或者學生。在整個評價過程中，教師只需完成教育教學的一般過程，不參與評價過程，只對評價結果進行了解。智能教育測評技術似乎在教育評價過程中可以完全取代教師的主導地位，而在其他的教育教學過程中，同樣會有其他相關的智能技術的應用，教師的主體地位受到嚴峻挑戰，教學實踐也開始由人作為唯一實踐主體向人類智能與機器智能并存的二元實踐主體轉型。

2.2 人工智能改變傳統的教學工作范式

傳統的教育教學過程是通過教師的教學設計工作進行設計與計劃實施，在教學設計過程中往往依賴教師的教學經驗和主觀判斷來進行學習者特征分析、教學內容分析等工作，這些工作的可信度往往受限于教師個人經驗水平以及價值觀，新老教師的教學計劃實施效果往往存在差異性。智能技術的應用可以在某些程度上使用基于數據和科學模型的量化分析代替教師的經驗性工作。

智能教育測評技術的使用使得學生學習的過程性評價得以實現，智能測評技術可以在教育教學過程中隨時采集學生各個維度的數據，通過智能數據分析技術完成學生能力評估，即時反饋評估信息給教師甚至學生。反饋的及時性意味著教學過程具備可調整的依據，教育教學過程不再是依據固定教學設計的唯一過程，而是能夠根據學生能力水平動態變化而調整的過程。對于教師的課前教學設計來說，基于全方位數據的評價結果能夠與教師經驗相結合，為教學設計提供更加科學、合理的支持，從而進行更加準確的學習者與教學內容分析。人工智能技術的應用使得教師經驗化的傳統教學活動范式逐漸被科學化、理性化的技術工作所取代。

2.3 人工智能弱化教師的知識權威

教育的基礎功能就是傳播知識。在從古至今的教育教學過程中，為了高效率地培養人才，往往都采用教師講授的方式對各領域知識進行傳遞。一個人要想成為教師，其需要具備的知識水平往往要高于其所教授的內容。因此，師生之間的知識水平呈現出不平衡的狀態，教師在教學內容方面始終保持著他們的知識權威。然而，進入信息化時代，隨著互聯網信息技術的發展，人們獲取知識的途徑增多，人們不再局限于通過教師教授的方式獲取知識。人工智能技術擁有知識圖譜、大數據等大型知識庫，相比于教師僅僅局限于其所教學科的知識掌握度，人工智能知識庫涉及各方面、各領域的知識，在對結構化知識、程序性知識以及顯性知識的收集、整合和提取等方面具有教師難以企及的優勢[8]。教師在教學內容上的知識權威受到來自學生與技術兩方面的沖擊，這兩方面都是技術的發展導致的。人工智能的應用將會大大弱化教師的知識權威。

3 智能技術教育應用缺陷

在教育技術的發展史上，一代代技術狂熱主義者始終在追尋著教育問題的最佳技術解決方案，幻燈片、電影、電視等極具時代代表性的技術相繼被引入教育領域，每一項技術都被作為教育技術的最終答案，但是面對復雜的教育教學過程，這些技術由于自身的某些缺陷性和無法適用于教育教學過程，最終全都被吞噬在歷史的洪流中。隨著智能教育技術的逐漸應用與研究，智能教育技術某些不適應教學過程的缺陷也在不斷顯現，給教育教學過程帶來負面的影響。

3.1 智能技術片面化教育目標

在人類社會發展過程中，使用技術的目的就是提高生產效率，這也被視為技術可用性的首要標準。在教育領域，一種技術是否能夠被接納， 往往取決于該技術是否能夠提升知識傳遞的效率以最大限度滿足社會對“知識人”和“技術人”的需求，是否縮小了教育輸出與教育預設目標之間的距離，是否幫助教育在更短的時間完成了更多的任務[9]。在這種標準的驅使下，適用的教育技術往往趨向于作為一種工具，以追求效率為應用目的。在不斷地追求效率提升的過程中，智能教育技術將教育過程變得唯標準化、唯績效化，教育目標逐漸片面化，只追求成績、表現、效率的提升。然而，真正的教育過程不只是教書，同樣包括育人，學習不只是知識水平技能的提升，同樣包括讓學生樹立正確的價值觀與倫理道德。

智能教育測評技術足夠先進與智能化，但是它只能根據學生學習過程表現數據分析學生知識技能掌握水平的變化，對于學生在學習過程的價值形成、倫理道德修養等方面都無從測量。如果僅靠智能教育測評技術負責整個教育評價過程，學生的這部分素養測評將會被忽視，也無法根據反饋對這方面素養進行加強培養。

3.2 智能技術程序化教學實施

人工智能技術能夠以教育領域知識庫為基礎數據，使用充足數量的數據不斷地訓練智能模型使之具備模擬教師思維并進行工作的能力。在教學開始前，智能模型能根據各方數據制定教學路徑甚至預設教學結果，但是這樣預設的學習過程使得整個學習過程陷入程序化，教學過程中，人工智能表現出的思維特性是固化和機械性的，它始終無法超越教師思維的整體性，難以表現出教師思維所特有的創造性，更難以像教師意識那樣具有多向度、多維度并且與周圍環境密切關聯的特點，沒有更大的拓展空間[8]。

智能技術作為一種教育工具，在使用中難免會出現不適應性缺陷，作為技術它是不完美的，在教育教學過程的應用仍有很大的改進空間。但是缺陷已經表明智能技術在教育中的應用無法完全取代教師，智能時代的技術應用仍需與教師發展相結合，人機協同仍是智能教育技術應用的最佳方案。

3.3 人機協同填補缺陷

智能技術在促使學生績效提升、知識掌握方面具備極強的執行力與較好的效果，但是教育過程同樣包括學生在學習過程中，在與知識和他人的交互中逐漸樹立正確的倫理觀和價值觀，人機協同能夠確保這方面的構建讓教師參與其中，在與學生溝通交流的過程中重視精神方面的正確引導，實現教育目標的全面化。人工智能的機械化思想使得其在教學過程中只能居于教師的助手位置，人機協同思想下的教學過程應該是教師教學多變性與機器教學嚴謹性的結合，人類思維的多樣性使得教師在教學過程中十分靈活，能夠充分利用理性的思維對教學過程作出彈性調整，創造性地使用新方法，力求達到教學的最佳效果。機器教學可以在固定程式化內容的教學中發揮作用，減輕教師負擔。

4 人機協同視域下的教師專業素養發展

智能時代技術應用與教師專業發展二者應該有一個共同努力方向——人機協同。在人機協同背景下，重復性、單調性和例規性的工作應由機器負責，創造性、情感性和啟發性的工作應由教師負責，教師與機器的這種互補性充分表明了人機協同的必要性。人機協同新環境下，智能教育技術帶來的教育教學方式與教學流程及教學工具的變化對教師專業素養發展提出了新的要求。

4.1 積極的技術使用者

智能技術在教育領域的推廣使用，最基礎的支持來自教師。面對智能技術帶來的挑戰，教師的態度不應該是拒絕與恐慌，教師應該對自己的職業能力保持信心，以開放包容的心態對待新技術的到來。積極學習新技術的使用，對技術的功能性保持一定的信心，在技術應用中避免出現不必要的越俎代庖，以保證技術功能的完全發揮。作為技術應用的直接實驗者，教師能夠第一時間發現技術應用過程的缺陷與不足；作為積極的技術使用者，教師要與研究者合作，積極反饋技術問題，共同努力確保技術的適用性。

4.2 基層的教育研究者

斯滕豪提出：沒有教師的發展就沒有課程的開發，每一個課堂都是一個實驗室，每一位教師都是教學與科學研究的成員。作為基層教育工作者，教師擁有課堂這一天然的研究環境。教育教學的過程就是一個蘊含豐富可研究現象的實驗過程，智能時代的技術應用能夠減輕教師的工作負擔，教師應該具備以研促學的積極心態，積極參與技術應用的基礎教學過程研究[10]，以研究成果促進教學效果提升，優化智能技術的教學應用。

4.3 完備的技術素養與數據素養

在信息時代，教師應該具備獲取信息、處理信息以及應用信息的基本能力，也就是所謂的信息素養。如今進入智能時代，在信息素養的基礎上，對教師的能力素養提出了新的要求——教師需要具備技術素養與數據素養。智能時代的校園必然充斥著智能技術，能否與這樣的教學環境相融合成了教師職業發展的瓶頸。技術素養即要求教師具備一定的接受能力，能夠學習新技術并將其融入教育教學過程[11]。智能時代，大數據的技術發展是智能技術使用的重要支撐，數據素養要求教師意識到數據在智能時代的重要性，具備在龐大的數據海洋中搜集有用信息的能力、處理智能教育技術搜集的教育教學過程數據的能力，以及通過分析教育教學數據得出反饋并對教育教學過程進行調整的能力。

4.4 不完美的終身學習者

教師應該時刻保持自身發展并不完美的心態，從而一直保證自己處于學習的狀態以不斷追求完美。智能時代新技術的應用不是簡單的接納過程，需要教師學習技術的基本使用、學習技術與教學過程的融合、學習使用技術提升教學效果。教師應隨著時代發展不斷成長，時刻保持學習的姿態，方能立于潮頭，直面挑戰，在不斷提升自我的過程中追趕時代的步伐，在不斷學習的過程中為學生樹立良好的榜樣。

5 結束語

不同于傳統的信息技術，以智能教育測評技術為代表的智能化程度較高的智能教育技術的應用將會給傳統教育環境、教育教學過程帶來翻天覆地的變化，對教師教育教學各方面造成沖擊。但是智能技術并不完美，如果沒有合適的應對措施，技術的適用性將大打折扣。智能時代的技術應用與教師專業發展共同努力的方向應該是人機協同，重復性、單調性和例規性的工作由機器負責，創造性、情感性和啟發性的工作由教師負責，教師與機器的工作能夠互補，以實現智能技術應用的最優解。