人工智能促進(jìn)教育改革思考

時(shí)間:2022-11-08 09:15:16

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人工智能促進(jìn)教育改革思考

摘要:人工智能將給傳統(tǒng)的教育帶來(lái)革命性影響,必須充分把握人工智能促進(jìn)教育變革的機(jī)遇。人工智能在教育中的應(yīng)用將會(huì)在四個(gè)方面發(fā)揮突出作用:一是有助于破解題海戰(zhàn)術(shù)難題;二是有助于實(shí)現(xiàn)因材施教;三是有助于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng);四是有助于教師角色的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞:人工智能;教育變革;教育創(chuàng)新

“人工智能”是1956年發(fā)端于美國(guó)達(dá)特茅斯學(xué)院一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的研討會(huì)所提出的概念,在歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨之后,伴隨著算力的快速提升、數(shù)據(jù)的急劇增長(zhǎng),迎來(lái)了“天時(shí)、地利、人和”的發(fā)展新時(shí)代。教育既是百年大計(jì),又是舉世難題,人工智能如何為教育改革賦能,是一個(gè)重要而又有意義的話題,尤其是對(duì)處于高考重壓下的高中師生來(lái)說(shuō),如何利用人工智能更好地革新傳統(tǒng)的教學(xué)、教育方式,是十分值得探討的課題。

一人工智能將有助于破解題海戰(zhàn)術(shù)難題

在應(yīng)試教育的重壓下,無(wú)論是學(xué)校還是學(xué)生都面臨著殘酷的競(jìng)爭(zhēng),為了提高成績(jī),不得不選擇“題海戰(zhàn)術(shù)”的方式以應(yīng)對(duì)可能的挑戰(zhàn)。但這種類似“地毯式轟炸”的方式既對(duì)學(xué)生的身心健康帶來(lái)極大損害,又極不利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和成長(zhǎng)。如果無(wú)法破解“題海戰(zhàn)術(shù)”的難題,我國(guó)的教育發(fā)展和人才培養(yǎng)事業(yè)很難能取得突破?!邦}海戰(zhàn)術(shù)”之所以長(zhǎng)期來(lái)盛行不衰,很大程度上是因?yàn)閭鹘y(tǒng)近乎工廠化的教育模式對(duì)不同的學(xué)生提出相同的要求,為防止知識(shí)學(xué)習(xí)的疏漏而迫使學(xué)生普遍撒網(wǎng),全面出擊。由于針對(duì)性不夠強(qiáng),學(xué)習(xí)效果得不到保證,加上對(duì)學(xué)生時(shí)間精力消耗過(guò)大,學(xué)生和社會(huì)各界對(duì)此有不同認(rèn)知不同聲音,但又找不到可行的解決出路。人工智能的發(fā)展給破解題海戰(zhàn)術(shù)帶來(lái)了新的希望,人工智能利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法,將漫無(wú)目的的題海戰(zhàn)術(shù)變?yōu)橹鲃?dòng)出擊的查漏補(bǔ)缺,使學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加輕松,成效也更加穩(wěn)固。目前國(guó)內(nèi)外已有不少人工智能項(xiàng)目在這方面做出了探索,如美國(guó)教育人工智能初創(chuàng)開(kāi)發(fā)的Volley項(xiàng)目運(yùn)用人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理技術(shù),支持智能搜集教學(xué)文本和相關(guān)視頻,讓復(fù)習(xí)功課變得跟自拍一樣輕松簡(jiǎn)單。學(xué)生下載APP并啟用后,只要對(duì)課本或是作業(yè)的某道題拍個(gè)照,就能立刻幫學(xué)生劃出相應(yīng)考點(diǎn)、分析重要知識(shí)點(diǎn),還能提供相關(guān)的教學(xué)視頻或是學(xué)習(xí)指南。Volley提供的“學(xué)習(xí)概念圖”能幫助學(xué)生更加全面地掌握知識(shí)點(diǎn),比如在了解光合作用的原理前,APP能為學(xué)生提供糖酵解過(guò)程的講解,既幫助學(xué)生梳理知識(shí)點(diǎn),又讓學(xué)生做到融會(huì)貫通。從中可以看出,只要合理應(yīng)用人工智能技術(shù),就能變耗時(shí)費(fèi)力的題海戰(zhàn)術(shù)為更加精準(zhǔn)、更為高效的主動(dòng)式學(xué)習(xí),只要應(yīng)用得法,就可能改變長(zhǎng)期困擾的題海戰(zhàn)術(shù)。

二人工智能將有助于實(shí)現(xiàn)因材施教

“因材施教”既是人類的教育夢(mèng)想,也是千百年來(lái)教育工作者不懈追求的方向。但在當(dāng)今教育環(huán)境下,數(shù)十甚至上百人的中學(xué)課堂中,學(xué)生們盡管在接受能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣上千差萬(wàn)別,但只能按照老師的統(tǒng)一要求齊步走。曾經(jīng)有一位數(shù)學(xué)基礎(chǔ)良好而物理、化學(xué)相對(duì)薄弱的初三女生,如果在中考前的數(shù)月時(shí)間中把更多的時(shí)間和精力分配到物理和化學(xué)中,并能得到有效的輔導(dǎo),要考上理想的高中完全是可能的,但她不得不按老師的要求完成幾乎每天一張的數(shù)學(xué)卷子,只有很少的時(shí)間安排物理和化學(xué)的學(xué)習(xí),最終沒(méi)有考上普通高中,錯(cuò)失了上高中考大學(xué)的機(jī)會(huì)。這樣的例子雖然是少數(shù)個(gè)別現(xiàn)象,也正是因?yàn)榍宦傻膶W(xué)習(xí)要求和時(shí)間安排,使部分優(yōu)秀的年輕人失去了進(jìn)一步深造的機(jī)會(huì)。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)為傳統(tǒng)條件下無(wú)法實(shí)現(xiàn)的因材施教提供了可能,一些專注于人工智能在教育中應(yīng)用的公司已經(jīng)做出了不少有益的探索,基本的思路是通過(guò)采集和系統(tǒng)分析學(xué)生的多維學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),用人工智能技術(shù)總結(jié)出學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和特點(diǎn),然后自動(dòng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、方式和節(jié)奏,使每個(gè)孩子都能得到最適合自己的教育,實(shí)現(xiàn)真正意義上的因材施教。全球最受歡迎的外語(yǔ)學(xué)習(xí)工具——Duolingo(中文名稱為“多鄰國(guó)”),每天有數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的學(xué)員通過(guò)它的手機(jī)APP或PC端來(lái)學(xué)習(xí)外語(yǔ),數(shù)據(jù)顯示使用這一工具學(xué)習(xí)34小時(shí)所達(dá)到的語(yǔ)言水平相當(dāng)于一個(gè)學(xué)期的大學(xué)語(yǔ)言課程。人工智能技術(shù)的應(yīng)用是這一由美國(guó)企業(yè)開(kāi)發(fā)的工具廣受歡迎的重要原因,系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者從平臺(tái)所收集的大量學(xué)習(xí)者所犯的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)中,發(fā)現(xiàn)許多有價(jià)值的線索。比如,他們發(fā)現(xiàn)很多母語(yǔ)為西班牙語(yǔ)的學(xué)員者在學(xué)習(xí)英語(yǔ)時(shí)會(huì)對(duì)代詞“it”很困惑,原因是“it”很難翻譯成西班牙語(yǔ)。于是,開(kāi)發(fā)人員針對(duì)這類學(xué)員調(diào)整了學(xué)習(xí)安排,先讓他們學(xué)習(xí)其他代詞,等時(shí)機(jī)成熟再開(kāi)始教“it”,這樣就起到了事半功倍的效果。人工智能和學(xué)生個(gè)人大數(shù)據(jù)的結(jié)合可為個(gè)人設(shè)計(jì)出最為合理和優(yōu)化的學(xué)習(xí)路徑,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的適應(yīng)也會(huì)變得越來(lái)越精準(zhǔn),由此形成的良性循環(huán)和“正激勵(lì)”會(huì)讓學(xué)生越來(lái)越喜愛(ài)學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)效率自然越來(lái)越高,效果必然會(huì)越來(lái)越好。

三人工智能將有助于學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)

在機(jī)器越來(lái)越具有智能、人工智能越來(lái)越接近人類智能的今天,教育正面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。阿里巴巴創(chuàng)始人馬云對(duì)當(dāng)下像工廠流水線生產(chǎn)產(chǎn)品一樣培養(yǎng)學(xué)生的方式深感憂慮,他說(shuō),如果我們今天知識(shí)時(shí)代教育的方法跟過(guò)去100年沒(méi)有區(qū)別的話,很有可能未來(lái)的孩子出來(lái)真找不到工作了;未來(lái)我們?nèi)祟惛鷻C(jī)器比誰(shuí)聰明、誰(shuí)記得快、誰(shuí)背書(shū)背得好、誰(shuí)算得快根本沒(méi)有機(jī)會(huì)贏,唯有培養(yǎng)孩子的創(chuàng)造力力,才能不被時(shí)代淘汰。在傳統(tǒng)的教育體制下應(yīng)試僵化之風(fēng)越演越烈,甚至有一些以高升學(xué)率著稱的高中學(xué)校以“分鐘”為單位精確掌控學(xué)生時(shí)間,實(shí)行堪稱“集中營(yíng)”式的管教,簡(jiǎn)直是學(xué)生創(chuàng)造力培養(yǎng)的“天敵”。毋庸置疑,創(chuàng)造力的培養(yǎng)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,尊重學(xué)生的個(gè)性,揚(yáng)長(zhǎng)避短,最大限度地激發(fā)學(xué)生的興趣,必然是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的重要法寶。愛(ài)因斯坦曾說(shuō):“每個(gè)人都是天才,但如果以爬樹(shù)能力來(lái)評(píng)判一條魚(yú),他將一輩子相信自己是個(gè)笨蛋!”而當(dāng)今的學(xué)校教育,很大程度上不僅要讓魚(yú)去爬樹(shù),而且還要讓魚(yú)去參加長(zhǎng)跑比賽,它將無(wú)數(shù)莘莘學(xué)子變成了“學(xué)習(xí)機(jī)器人”,淹沒(méi)在無(wú)休無(wú)止的機(jī)械式學(xué)習(xí)中,既找不到自己的天賦所在,又培養(yǎng)不出創(chuàng)造力,這樣下去無(wú)疑是十分危險(xiǎn)的。人工智能為每位學(xué)生更好地了解自己的天賦、激發(fā)自己的興趣、激活自己的創(chuàng)造力提供了可能,學(xué)生可以通過(guò)人工智能建立知識(shí)圖譜,更容易、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)適合自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容,同時(shí)借助大數(shù)據(jù)分析,既可以真正找到自己的天賦和興趣所在,又可以在自己擅長(zhǎng)且喜愛(ài)的領(lǐng)域盡情發(fā)力,形成自己獨(dú)有的創(chuàng)造力和競(jìng)爭(zhēng)力??梢灶A(yù)料,隨著大規(guī)模在線開(kāi)放課程(MOOC)等學(xué)習(xí)方式的逐步普及,學(xué)生有更大的自主權(quán)來(lái)選擇自己喜歡的課程,并能在不同的學(xué)科領(lǐng)域形成創(chuàng)新的思想,真正幫助他們更加客觀、理性地認(rèn)識(shí)世界,使他們的創(chuàng)造力成為有本之木、有源之水。

四人工智能將有助于教師角色的轉(zhuǎn)變

長(zhǎng)期以來(lái),教師是學(xué)校教育的主體,“教師教什么、學(xué)生學(xué)什么”“教師教得怎樣、學(xué)生就會(huì)學(xué)得怎樣”,是基本的共識(shí)。在人工智能大發(fā)展的背景下,教師的角色將面臨極大的轉(zhuǎn)變,主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:

一是教師將有更多的時(shí)間從事創(chuàng)造性的工作。過(guò)去中小學(xué)教師需要投入大量的時(shí)間和經(jīng)歷用于批改作業(yè)、撰寫(xiě)各類評(píng)語(yǔ)等,人工智能中的文字識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義識(shí)別等技術(shù)的應(yīng)用,使得規(guī)?;淖詣?dòng)批改和個(gè)性化反饋成為可能,老師們可從繁重的重復(fù)性勞動(dòng)中解放出來(lái),能更好地?fù)?dān)當(dāng)起“傳道授業(yè)解惑”的重任。

二是將過(guò)去以“教書(shū)”為主轉(zhuǎn)向未來(lái)以“育人”為主?!敖虝?shū)”自古以來(lái)都是教師的天職,但“教書(shū)”主要側(cè)重知識(shí)的傳授,隨著人工智能應(yīng)用的深入,教書(shū)的職責(zé)將很大程度上可由人工智能來(lái)完成。目前各類名師的教學(xué)視頻、各類各具特色的教育平臺(tái)以及適合個(gè)性化學(xué)習(xí)需要的智能學(xué)習(xí)與測(cè)評(píng)系統(tǒng)正在不斷涌現(xiàn),為學(xué)生提供了多樣化的學(xué)習(xí)路徑,尤其是外語(yǔ)、數(shù)學(xué)等相對(duì)內(nèi)容較為固定的課程,由人工智能輔助教學(xué)已成為大的趨勢(shì)。在此背景下,教師的職責(zé)將逐步由傳統(tǒng)的“教書(shū)”向新型的“育人”轉(zhuǎn)變,促進(jìn)學(xué)生身心發(fā)展,幫助學(xué)生更好地成長(zhǎng)。可以預(yù)見(jiàn),“人工智能教書(shū)、人民教師育人”的教育模式將成為人工智能時(shí)代的基本特征。

三是教師將成為學(xué)生學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)的引領(lǐng)者。在人工智能時(shí)代,教師需要為學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)設(shè)計(jì)個(gè)性化的解決方案,并成為他們的引領(lǐng)者。人工智能技術(shù)為教師應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)提供了可能,總部位于澳大利亞的“SmartSparrow”公司在這方面做出了探索。該 公司開(kāi)發(fā)了一款集課程設(shè)計(jì)、在線學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)反饋、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析、在線合作學(xué)習(xí)與智能輔導(dǎo)等功能于一體的平臺(tái),教師可以利用平臺(tái)上的工具和內(nèi)容庫(kù)設(shè)計(jì)課程,追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度,發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的困難,從而隨時(shí)為學(xué)生優(yōu)化學(xué)習(xí)內(nèi)容,破解學(xué)習(xí)過(guò)程中的各類障礙。為學(xué)生的學(xué)習(xí)指點(diǎn)迷津、為學(xué)生的成長(zhǎng)提供指導(dǎo),引領(lǐng)學(xué)生成為卓越成才,將是人工智能時(shí)代每一位教師的光榮使命。

五結(jié)語(yǔ)

人工智能大潮洶涌襲來(lái),給各行各業(yè)帶來(lái)了前所未有的沖擊和機(jī)遇,作為驅(qū)動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展最強(qiáng)大動(dòng)力的教育也不例外,人工智能必將對(duì)變化相對(duì)緩慢的教育帶來(lái)革命性的影響。作為世界最大發(fā)展中國(guó)家,教育是我國(guó)最重大的民生工程之一,存在的問(wèn)題錯(cuò)綜復(fù)雜,如何借助人工智能發(fā)展機(jī)遇推進(jìn)教育全面的改革和創(chuàng)新,是一個(gè)值得深入探討的問(wèn)題,本文對(duì)此做了一些初步的探索,希望能起到拋磚引玉的作用,期待更多的有識(shí)之士對(duì)此做更加深入、更為專業(yè)的探討。

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作者:吳沁宇 王承紅 單位:南京市第29中學(xué)