『 導 語 』

2018年世界人工智能大會正在上海如火如荼地舉行。會上，專家學者、企業代表們齊聚一堂，思維火花四濺。

未來已來！人工智能將如何改變當下的學校教育？華東師範大學慕課中心曾就這個話題有過深入探討。在專家看來，以人工智能為代表的現代信息技術將在學習形式、教學形式、教學任務、教學管理、教學評價等五個方面深刻改變中小學目前的現狀。

目前，在上海，已有不少學校開始擁抱人工智能。上海市市西中學就打造了全球首個人工智能高中課堂。

讓我們一起來看看專家的觀點和學校的實踐吧~

本文選自《上海教育》雜誌2018年6A刊，文章有刪減，更多內容，請參考雜誌。

作者：華東師範大學慕課中心 陳玉琨 田愛麗

一部人類文明發展史，也是一部人類技術發展史。人類生產生活水平的提高離不開技術的不斷髮展。石器時代發展到青銅器時代、鐵器時代，提高的不僅是部落之間的戰鬥力，還有原始民族的生產力。生產工具的改變很快就促進農業進步，這才有了後來的農業剩餘支持工商業發展。在工業領域，蒸汽機的發明引發了工業革命，不僅極大地提高了生產效率，同時也有力地改變著生產關係。馬克思說:“手推磨產生的是封建主為首的社會，蒸汽磨產生的是工業資本家為首的社會”(《馬克思恩格斯選集》第1 卷, 第108 頁)。計算機的發明更是將人類社會帶入了一個新的信息化和人工智能的時代。

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。從實際應用的角度來說，人工智能最核心的能力就是根據一定的“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”。人工智能在教育領域具有極大的應用領域和前景，歷史上，為滿足學生個性化學習需求、讓學生更為主動地學習，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家普萊西（S.Pressey）就設計了幾種自動測驗學生智力和知識的機器，以便讓學生按照自己的節奏學習知識，並在學習後得到及時反饋。但是讓普萊西失望的是，該機器雖然被髮明出來了，但是普萊西所期望的“教育產業革命”並沒有出現。從教育技術發展史的角度觀之，普萊西的重要貢獻在於，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輔助機器相比，他想出了一個讓學生擔任主要角色的機器

1958 年，著名的行為主義心理學家斯金納（B.F.Skinner）在《科學》（Science）上發表了“教學機器” 一文，他認為，要滿足越來越多受教育者的需求，僅靠辦更多的學校和訓練更多的老師是不夠的，需要發明一臺機器來替代教師或教材的部分功能，以便讓教師和學生進行更有成效的交往，不讓學生成為學習的被動接受者。基於學生學習的實驗結果，他發明了“能為自我教學創造最有條件”的機器，以便像“私人導師”一樣支持學生循序漸進地、自主地學習。在隨後的歲月中，努力設計更為精密的教學機器輔助學生學習更有效的嘗試並沒有停止。

縱而觀之，儘管利用教學機器來改善教學的努力並沒有取得理想的效果，但是利用技術普及教學、提高知識學習效益、讓學生學習更為自主的思想和實踐是非常值得肯定的，如程序教學所倡導的積極反應原則、小步子原則、即時反饋原則、自定步調原則等，在今天依然是指導教育信息技術應用的重要理念。

分析當時機器教學沒有得到充分實踐和有效利用的原因主要有如下三點：

1.機器教學在程序設計上還存在不少問題，不能滿足複雜的教學需要

2.在當時普及這些教學機器也不可能

3.社會上還缺少系統的技術支持

今天，隨著移動互聯網的發展，超大規模數據被記載，計算機的運算能力大幅增強，深度學習等算法和運算性能發展快速，這些代表人工智能的核心領域已有了翻天覆地的變化和進步，並已經深刻地改變了人類的生產和生活方式。教育作為人們生產和生活方式的核心領域之一，不可能成為例外，這也再次引起了人們利用技術改變教育的熱忱和努力。

人工智能改變教育的現實關照和未來展望

如上所言，人工智能是讓機器來模仿人類認知能力的技術，以便讓機器像人一樣具備耳聰目明、心靈手巧的能力。反觀現實，展望未來，以人工智能為主的現代信息技術將會在如下領域改變學校教育的形式和生態。

學生學習更加自主

人工智能改變教育的最終目的和指向是實現每位學生學習的個性化和自主化。原古時代的教育依賴的是年長者對年輕一代的口耳相傳，私塾制、師徒制下的個性化教育，只是少數人的專利。造紙術、活字印刷術以及書籍的發明，讓知識的普及、學校教育的普及有了可能。伴隨著班級授課制的產生，現代學校制度得以確立，這才使得每個人都有機會接受學校教育，這在教育史上是一個巨大的進步。教育的內容、形式、節奏， 按學生年齡分班，以課時為準，整齊劃一，標準一致。可以看出，過往的歲月中，教育經歷了少數人的個性化教育（主要體現為教育中的師徒制和私塾制）到多數人的標準化教育（主要體現為班級授課制度和現代學校制度）。這其中，既離不開制度變革的保障，更需要有技術的支持。

隨著移動互聯網等現代信息技術的發展，教育將迎來多數人個性化教育階段。如果說中國古代的因材施教的理想體現在少數學生身上，那麼，移動互聯網等現代信息技術，尤其是人工智能技術的發展將使得對多數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，使得學生可以自主和個性化地學習。當今的學校教育已經開始體現這一特點，並將在未來得到進一步發展。

教師工作將更具人性和創造性

人工智能技術的發展將極大地解放教師在認知領域的教學與評價工作，如事實性知識、概念性知識以及部分程序性知識的教學都可以由機器來完成。學生作業的自動批改，在線學習的智能支持和服務等，這些都可以通過技術來解決，甚至技術解決問題的效率要遠遠高於教師。微課視頻可以讓學生反覆觀看，智能診斷系統對學生作業的批改的效率、反饋的及時性等遠遠高於教師。所以，人工智能的運用可以將教師從大量的重複性機械勞動中解放出來。這樣教師就有了更多時間和學生進行個性化的交流與溝通，組織學生參加更多的活動，進行更有效的教學設計等，充分發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，認知領域的教學交給機器， 讓教師有更多的時間從事情感態度價值觀領域教育以及動作技能領域的教與學。從我國古代教師的“傳道”“授業”“解惑”的角色而言，

課堂教學更多實踐和體驗

人工智能時代學生學習打破了時空限制，隨時隨地均可在線自主學習。那麼將師生聚集在一起的課堂教學有哪些不可替代的功能，就成了一個重要課題。

和學生在線自主學習相不同，師生面對面的課堂教學，應有更多的實踐和體驗、更多的活動和交流。未來學校課堂可能會有諸多形式，翻轉課堂應是其中一種。基於學生課前在導學任務單幫助下的在線自學，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；物理化學等實驗類的課堂，學生可以有更多的時間開展探究實驗；音樂美術類的藝術課堂上，師生可以有更多的時間進行藝術鑑賞和創作；語言類的課堂上，學生可以有更多的時間進行口語對話練習。與此同時，基於學生在線的自主學習，學校可以組織更多的社會實踐，開展更多的活動，豐富和深化學生的學習體驗，讓學生的學習更加自主，更加主動活潑，學習內容更加綜合，切實改變當前課堂上學生被動學習為主、知識接受為主的現狀等，這是人工智能改變課堂教學的重要方向。

教學管理更富彈性和靈活

和上述移動互聯時代學生學習時空的改變相一致的是，學校的教學管理需要更加靈活、更具彈性。每節課不一定是現在的40 分鐘，每天也未必是7 節課。學習論早就指出，針對特定的內容，為了達到特定的掌握程度，每個學生所需要的學習時間是不一樣的，有的學生10 分鐘即可掌握，有的學生需要30 分鐘。掌握是一個常量，學習時間則是變量，當然學習的變量還包括學習的材料、學習者個人的天賦以及學習的形式等。

以往在特定的教室內，在統一的時間內學習統一的內容，進行同樣的評價的班級授課制度，在歷史上，對於滿足大工業時代對大批受過教育的人才的需求，做出過巨大的貢獻。但是針對不同的學生個體，班級授課制這種整齊劃一的教學管理制度，也越來越暴露出其不能滿足學生個性化學習需求的弊端。人工智能時代的教學管理需要更具彈性， 基於學生學習的需求和掌握程度進行調整。

目前，美國日益增多的虛擬學校，在這方面做出了諸多嘗試，即拉長教學管理單位的週期，學校以學時、掌握程度即學分考核學生，至於學生在什麼時間學習、每次學習多長時間，則由學生自主決定。

教學評價更加多元和客觀

評價是檢查並促進學習的重要方式，利用人工智能技術改善學習評價，尤其是診斷性的學習評價，是人工智能之於教育最具潛力的領域之一，當前人工智能技術也催生了諸多智能診斷產業。

和學生學習自主性相一致，在人工智能技術的幫助下，人工智能平臺隨時主動收集、自動抓取學生學習的各個數據點，形成針對所有學生和每個學生的數據集。基於特定的分析模型，平臺快速及時地對每個學生的學習形成診斷評估報告，並給予個性化的學習資源和發展建議，切實做到一個學生一把尺子、一個學生多把尺子，促進學生做最好的自我，改變一把尺子評價所有學生的現狀，讓評價更為科學、客觀和及時。

綜上，以人工智能為代表的現代信息技術將在學習形式、教學形式、教學任務、教學管理、教學評價等五個方面深刻改變中小學目前的現狀。這些改變在有的學校已經發生，有的學校還缺乏應有的回應。

未來已來，將去未去，當前教育界一方面對信息化與人工智能充滿期待，期待著信息化與人工智能能引領教育的一場新變革，另一方面，卻面對眼前的、自己面臨的變革畏手畏腳，害怕變革帶來眼前利益的失去。

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