人工智能 未來 教師 是什麼樣子的？

人工智能

隨著微電子學及互聯網的跨越式發展，運算、存儲能力大幅度的提升助力了人工智能的騰飛; 大數據技術的突破與廣泛應用驅動了人工智能的實質進步。人工智能在教育中的應用已成為熱議話題。

教育縮影

人工智能成為人們關注的焦點，而實際 上人工智能並不是新生事物，它最初是在 1956 年達 特茅斯會議上提出的，後來歷經三次高潮三次低谷 發展，在知識工程、機器人、機器視覺、語音識別、語 言翻譯等領域取得了實質性發展。當前，互聯網的 快速發展帶來了海量數據的匯聚，再加上獲得了以前無法擁有的強大計算能力，從而使得近年來人工智能取得了實質性突破，這一突破不僅體現在研究 層面，更體現在各種實踐領域的產品與服務上。可以說，人工智能正在變革我們的社會生產與生活，第 三波人工智能的浪潮已經來臨。

人工智能大腦

面對人工智能的應有之態: 不高估，也不低看

人工智能發展的迅猛之勢，引發了人們的熱議。人工智能能否取代現代人成為人們關注的焦點。有人憂慮: 人類會不會被取代? 有人擔心 AI 是個危險 的潘多拉魔盒。早在 1993 年，計算機科學家弗農· 維格( Vernon Vinge) 就提出了奇點概念，即人工智能驅動的計算機或機器人能夠重新設計和改進自身，或者設計出比自己更先進的人工智能。不可避免的是，這將導致人工智能的發展遠超出人類的智力、理解力和控制力，這也是溫格所說的人類時代的終結。

智能大腦

當然，對於人工智能，我們不要過分高估也不要過分低看，就像雷·克種福德( Ray Clifford) 所言，

“科技不能取代教師，但是使用科技的教師卻能取代不使用科技的教師 。”同理 ，人工智能不 會取代教師，但是使用人工智能的教師會取代不使用人工智能的教師。

綜上所述，人工智能對教育的影響，我們既不要高估 ——— 短期它不會對教育產生實質性影 響 ，又不要低看人工智能疊加其它技術，如疊加大數據、互聯網、增強現實後的影響，這些技術經過長時間的進化後，會實質性地改變教育體系。所以，我們要秉承理性態度看待人工智能的教育影響。

人於智能未來

人工智能教師的未來

建立了教育大數據平臺，採集全學習過程數據，對青少年兒童的知識、情感、認知、社會網絡等進行全面仿真，通過數據精確瞭解青少年發展的一般規律及個體特徵，實現自然語言交互形態的“人工智能教師”服務。

圖1. 人工智能教師的角色

圖 1 是研究的功能框架。我們希望基於全學習過程數據的教育智能平臺，為每個教師提供基於雲的智能助理，希望它能達到相當於人類特級教師的 水平，甚至能完成一些優秀教師甚至特級教師都不能完成的任務，為減輕教師壓力和工作量提供支持。 12個方面的研究，初顯了人工智能教師未來的功能與角色。

角色一: 可自動出題和自動批閱作業的助教

人工智能教師的第一個角色，是成為可自動出題和作業自動批閱的助教，幫助教師對不同能力的學生自動生成不同的試題，並對作業、試卷等實現自動化批改。

智能批改作業

建立某個特定領域完備的知識圖譜，實現計算機基於知識庫的規則，基於各種情景模板和情景素材，自動生成各類試題。基於知識規則生成的試題，可以遍歷各種知識組合與應用情境，更好地診斷學生對 核心知識的掌握程度 。

角色二: 學習障礙自動診斷與反饋分析師

人工智能教師的第二個角色，應成為學習障礙自動診斷與及時反饋分析師，幫助教師、家長髮現學生學習中隱含的問題，並及時給予反饋與解決。我們開展了學習障礙自動診斷與及時反饋研究，通過對中小學的學科建立知識圖譜，在知識圖譜中標記 學生的學科能力，即對每個核心概念上學生應達到哪一個學科能力都進行了標記，建立了學生學科能力的標記模型。然後，通過對學生的試題作答數據進行分析，就可以通過數據仿真出學生對該知識的掌握程度 。

自動診斷

角色三: 問題解決能力測評的素質提升教練

人工智能教師的第三個角色，是成為問題解決 能力測評的素質提升教練，協助教師評估學生問題 解決能力的發展，並通過綜合性項目學習提升學生 素質。我們在評價學生時，除了所學的知識外，還要考察學生的問題解決能力。也就是說，需要判斷學生在解決問題時的分析能力、策略形成能力、高級認 知能力等。

角色四: 學生心理素質測評與改進輔導員

人工智能教師的第四個角色，是成為學生心理 素質測評與改進的輔導員，協助教師及早發現學生 的心理問題並及時給予干預。我們不僅要了解學生 的 知 識 、能力 ，還要了解他的認 知能力與心理狀態 ，即綜合心理素質。我們聯合北京師範大學心理學部建立了八個維度的綜合心理素質評估模型，包括心理健康、人格發展、基本認知能力、高級認知能力、學習品質與能力、發展潛力、教育環境、漢語閱讀能力; 從青少年發展潛力、心理健康、人格特徵、學習品質、 認知能力 ，家庭環境 、學校環境 、教育環境等方面編制了40多個項目的心理測評量表。

測評餅圖

角色五: 體質健康監測與提升的保健醫生

人工智能教師的第五個角色，是成為體質健康監測與提升的保健醫生，幫助教師基於數據，精確瞭解學生體質發展及健康狀況，並給出促進發展的訓練方案。

未來人工智能教練可以協助教師傳授健康及運動知識、教授運動技能、指導體育鍛煉、引導學生科學健康的生活方式，讓學生學會自主鍛鍊、自主監控、自主評價、 自主反饋。

角色六: 反饋綜合素質評價報告的班主任

人工智能教師的第六個角色，是成為反饋綜合 素質評價報告的班主任，在期末或其它關鍵時間為學生 、家長提供全面 、客觀 、有科學數據支撐的綜合素質評價報告。我們建立了一個“智慧學伴”學習平臺 ，集成了心理 、體質 、學科知識 、學科素養等模型，然後通過採集海量的學生學習過程數據，得出包括知識、能力、非智力因素等的學生綜合素質評價報告 。

角色七: 個性化智能教學的指導顧問

人工智能教師第七個角色，是成為個性化智能教學的指導顧問，實現因人而異、因情境而異的個性化智能教學。 不僅能給學生推薦相應的知識，更能推薦相應的服務以及知識背後的人際網絡，實現因人而異的個性化學習方案，進而實現精準診斷、智能推薦。

角色八: 學生個性化問題解決的智能導師

人工智能教師的第八個角色，是成為學生個性 化問題解決的智能導師，以自然交互的方式對學生個性化問題進行解答與指導。IBM的Watson 助教 系統實際上是典型的智能導師系統，它通過建立教育領域的專家知識庫，實現類似教師功能的智能指導。借鑑智能導師系統，我們希望把老師教學過程中隱性的知識顯性化 、工程化 ，內置到智能系統中 ，通過自然語言交互的人機對話系統，為學生提供個性化的幫助、個性化的問答。

角色九: 學生成長髮展的生涯規劃師

人工智能教師的第九個角色，是擔當學生生涯發展顧問或規劃師，幫助學生認識自己、發現自己的特長 、興趣 ，協助完成學生成長髮展的智能推薦 ，適應中考、高考改革中給予學生越來越大的選擇權。 我們通過採集學生各階段的學業成就和心理、能力發展特徵、測評學生整體特徵和能力、識別學生個體、特長和優勢，給出關鍵期的學科選擇和專業選擇及未來發展建議。學生的成長髮展推薦不僅基於分數，還涉及能力特徵、心理狀態、學習行為、傳感數據 以及國家招生與錄取政策、學科專業特點。在這些基礎上我們建立了數學模型，以此推薦最適合學生個性特徵及能力和分數段的報考專業和方向，及其個人職業生涯發展規劃。

角色十: 精準教研中的互助同伴

人工智能教師的第十個角色，是作為精準教研中的互動同伴，協助教師實現同伴間的教學問題發現與互助改進。我們開展了精準教研研究，希望老師能在教研中瞭解自己的知識結構、教學法、學科知識存在的問題，實現精準導向的教研 。

角色十一: 個性化學習內容的生成與匯聚的智能代理

人工智能教師的第十一個角色，是成為個性化學習內容的自動生成與匯聚代理，能根據學生個性化特徵自動尋找、關聯、生成與匯聚適合的學習資源，實現從人找資源到資源找人的轉變。如果我們要實現對學生的個性化教學，就需要提供不同類型的內容。

角色十二: 數據驅動的教育決策助手

人工智能教師的第十二個角色，是扮演數據驅動的教育決策助手，為現代教育治理提供決策輔助。 我們希望通過人機協同思維、協同思考的方式實現教育宏觀決策和宏觀政策研究。

邁向教師與人工智能協作的未來教育時代

未來的教育將進入教師與人工智能協作共存的時代，教師與人工智能將發揮各自的優勢，協同實現個性化教育、包容的教育、公平的教育與終身的教育，促進人的全面發展。 另一方面，人工智能教師能夠連接正式學習與非正式學習環境，教育將更開放，泛在學習會逐漸成為基本形態。學習不僅發生在課堂上，也發生在日常生活中; 知識不僅來源於學校老師，也來源於無處不在的人工智能教師。