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,并在學習后得到及時反饋。但是讓普萊西失望的是,該機器雖然被發明出來了,但是普萊西所期望的“教育產業革命”并沒有出現。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。基于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。在隨后的歲月中,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并沒有停止。
縱而觀之,盡管利用教學機器來改善教學的努力并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:機器教學在程序設計上還存在不少問題,不能滿足復雜的教學需要;在當時普及這些教學機器也不可能;社會上還缺少系統的技術支持等。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,并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
學生學習更加自主。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,那么,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,并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于教師。微課視頻可以讓學生反復觀看,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于教師。所以,人工智能的運用可以將教師從大量的重復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的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,“傳道”“授業”的功能部分可以由人工智能來替代,“解惑”等更具創造性、更具有人性的工作,需要教師做得更多、更好。
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。那么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。基于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鑒賞和創作;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,基于學生在線的自主學習,學??梢越M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。