作者簡介：陳玉琨，田愛麗，華東師范大學(xué)慕課中心。
人工智能是怎樣一步步改變教育的
所謂人工智能，簡而言之，即是讓機器來模擬人類認知能力的技術(shù)。從實際應(yīng)用的角度來說，人工智能最核心的能力就是根據(jù)一定的“算法”，使得機器與人類相比在面對外部世界時“耳更聰”“目更明”，在解決問題的過程中“心更靈”“手更巧”。人工智能在教育領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用領(lǐng)域和前景，歷史上，為滿足學(xué)生個性化學(xué)習(xí)需求、讓學(xué)生更為主動地學(xué)習(xí)，利用機器輔助改善教育的努力早已有之。
20世紀20年代，美國著名的教育心理學(xué)家普萊西(S.Pressey)就設(shè)計了幾種自動測驗學(xué)生智力和知識的機器，以便讓學(xué)生按照自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)知識，并在學(xué)習(xí)后得到及時反饋。但是讓普萊西失望的是，該機器雖然被發(fā)明出來了，但是普萊西所期望的“教育產(chǎn)業(yè)革命”并沒有出現(xiàn)。從教育技術(shù)發(fā)展史的角度觀之，普萊西的重要貢獻在于，和以往的利用電影放映機、電視裝置、影片及磁帶錄音等視聽教學(xué)輔助機器相比，他想出了一個讓學(xué)生擔任主要角色的機器。1958年，著名的行為主義心理學(xué)家斯金納(B.F.Skinner)在《科學(xué)》(Science)上發(fā)表了“教學(xué)機器”一文，他認為，要滿足越來越多受教育者的需求，僅靠辦更多的學(xué)校和訓(xùn)練更多的老師是不夠的，需要發(fā)明一臺機器來替代教師或教材的部分功能，以便讓教師和學(xué)生進行更有成效的交往，不讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的被動接受者?；趯W(xué)生學(xué)習(xí)的實驗結(jié)果，他發(fā)明了“能為自我教學(xué)創(chuàng)造最有條件”的機器，以便像“私人導(dǎo)師”一樣支持學(xué)生循序漸進地、自主地學(xué)習(xí)。在隨后的歲月中，努力設(shè)計更為精密的教學(xué)機器輔助學(xué)生學(xué)習(xí)更有效的嘗試并沒有停止。
縱而觀之，盡管利用教學(xué)機器來改善教學(xué)的努力并沒有取得理想的效果，但是利用技術(shù)普及教學(xué)、提高知識學(xué)習(xí)效益、讓學(xué)生學(xué)習(xí)更為自主的思想和實踐是非常值得肯定的，如程序教學(xué)所倡導(dǎo)的積極反應(yīng)原則、小步子原則、即時反饋原則、自定步調(diào)原則等，在今天依然是指導(dǎo)教育信息技術(shù)應(yīng)用的重要理念。分析當時機器教學(xué)沒有得到充分實踐和有效利用的原因主要有如下三點：機器教學(xué)在程序設(shè)計上還存在不少問題，不能滿足復(fù)雜的教學(xué)需要；在當時普及這些教學(xué)機器也不可能；社會上還缺少系統(tǒng)的技術(shù)支持等。今天，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，超大規(guī)模數(shù)據(jù)被記載，計算機的運算能力大幅增強，深度學(xué)習(xí)等算法和運算性能發(fā)展快速，這些代表人工智能的核心領(lǐng)域已有了翻天覆地的變化和進步，并已經(jīng)深刻地改變了人類的生產(chǎn)和生活方式。教育作為人們生產(chǎn)和生活方式的核心領(lǐng)域之一，不可能成為例外，這也再次引起了人們利用技術(shù)改變教育的熱忱和努力。
人工智能改變教育的現(xiàn)實關(guān)照和未來展望
學(xué)生學(xué)習(xí)更加自主。過往的歲月中，教育經(jīng)歷了少數(shù)人的個性化教育(主要體現(xiàn)為教育中的師徒制和私塾制)到多數(shù)人的標準化教育(主要體現(xiàn)為班級授課制度和現(xiàn)代學(xué)校制度)。這其中，既離不開制度變革的保障，更需要有技術(shù)的支持。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，教育將迎來多數(shù)人個性化教育階段。如果說中國古代的因材施教的理想體現(xiàn)在少數(shù)學(xué)生身上，那么，移動互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)，尤其是人工智能技術(shù)的發(fā)展將使得對多數(shù)人乃至對每一個人的因材施教成為可能。豐富的在線資源、智能的診斷與推送等，使得學(xué)生可以自主和個性化地學(xué)習(xí)。當今的學(xué)校教育已經(jīng)開始體現(xiàn)這一特點，并將在未來得到進一步發(fā)展。
教師工作將更具人性和創(chuàng)造性。人工智能技術(shù)的發(fā)展將極大地解放教師在認知領(lǐng)域的教學(xué)與評價工作，如事實性知識、概念性知識以及部分程序性知識的教學(xué)都可以由機器來完成。學(xué)生作業(yè)的自動批改，在線學(xué)習(xí)的智能支持和服務(wù)等，這些都可以通過技術(shù)來解決，甚至技術(shù)解決問題的效率要遠遠高于教師。微課視頻可以讓學(xué)生反復(fù)觀看，智能診斷系統(tǒng)對學(xué)生作業(yè)的批改的效率、反饋的及時性等遠遠高于教師。所以，人工智能的運用可以將教師從大量的重復(fù)性機械勞動中解放出來。這樣教師就有了更多時間和學(xué)生進行個性化的交流與溝通，組織學(xué)生參加更多的活動，進行更有效的教學(xué)設(shè)計等，充分發(fā)揮教師作為人的不可被替代的作用與功能。從知識分類的角度而言，認知領(lǐng)域的教學(xué)交給機器，讓教師有更多的時間從事情感態(tài)度價值觀領(lǐng)域的教育以及動作技能領(lǐng)域的教與學(xué)。從我國古代教師的“傳道”“授業(yè)”“解惑”的角色而言，“傳道”“授業(yè)”的功能部分可以由人工智能來替代，“解惑”等更具創(chuàng)造性、更具有人性的工作，需要教師做得更多、更好。
課堂教學(xué)更多實踐和體驗。人工智能時代學(xué)生學(xué)習(xí)打破了時空限制，隨時隨地均可在線自主學(xué)習(xí)。那么將師生聚集在一起的課堂教學(xué)有哪些不可替代的功能，就成了一個重要課題。和學(xué)生在線自主學(xué)習(xí)不同，師生面對面的課堂教學(xué)，應(yīng)有更多的實踐和體驗、更多的活動和交流。未來學(xué)校課堂可能會有諸多形式，翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)是其中一種。基于學(xué)生課前在導(dǎo)學(xué)任務(wù)單幫助下的在線自學(xué)，來到師生面對面的課堂上，人文社科類的課堂，師生、生生之間可以有更多針對問題的深度研討；物理化學(xué)等實驗類的課堂，學(xué)生可以有更多的時間開展探究實驗；音樂美術(shù)類的藝術(shù)課堂上，師生可以有更多的時間進行藝術(shù)鑒賞和創(chuàng)作；語言類的課堂上，學(xué)生可以有更多的時間進行口語對話練習(xí)。與此同時，基于學(xué)生在線的自主學(xué)習(xí)，學(xué)?？梢越M織更多的社會實踐，開展更多的活動，豐富和深化學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加自主，更加主動活潑，學(xué)習(xí)內(nèi)容更加綜合，切實改變當前課堂上學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主、知識接受為主的現(xiàn)狀等，這是人工智能改變課堂教學(xué)的重要方向。
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