摘 要:倡导数字技术与智能教学深度融合的人机协同教学,已成为顺应数智时代教育教学转型的必然选择。其中,“人师”对人机协同教学的认知理解、能力适配、行动负荷和风险规避是关键问题。针对“机师”加速技术驱动与“人师”教学认知协调的对峙、“机师”多重任务叠加与“人师”数字能力掣肘的困境、“机师”技术提质增效与“人师”智能教学负荷加重的悖论、“机师”技术赋权增能与“人师”教学风险衍生的矛盾等现实挑战,“人师”亟需从认识驱动、立足所长、善于选择、有效防范等层面,加强参与人机协同模式的自觉性和行动力,助推数字技术与智能教学的融合发展。
关键词:人机协同教学;数字技术;智能教学;教育变革;教师数字素养
一、引言
“数智化”是智慧数字化与数字智慧化的合成,最早见于2015年北京大学“知本财团”课题组提出的思索引擎研究报告,是对“数字智商”(digital intelligence quotient)的阐释。伴随着科学技术的进步,人类社会正从工业时代向数智时代迈进,社会资源的数字化、智能化转型势在必行。在这一浪潮中,数字技术已在教育领域按下“快进键”,正成为推动教育变革的引领力量。以数字化和智能化相融互促为本质特征的新型教学环境备受关注。其中,数字化是智能化的基础和支撑,数字技术为智能创新提供训练和推理支持,人工智能、区块链、云计算、大数据等技术,作为数字化的核心底层技术架构,也在理念、标准、技术、方法、评价等方面促进了教育教学的智能化升级。智能化是数字化的升级和拓展,智能创新提高了数字技术应用的自动化、智能化水平,成为推动产业变革和科技革命的重要驱动力量。例如,微软的办公软件、脸书和推特的社交图谱、谷歌的搜索引擎、亚马逊的电商网络、YouTube的影音系统等智能平台,重构了数字生产关系,解放了数字生产力。值得一提的是,数字化和智能化深度关联,将极大地拓展教育时空、激发教育活力。当前,5G、人工智能、云计算、大数据等新兴技术为教育教学数智化带来契机。例如,ChatGPT等生成式人工智能的蓬勃发展,持续提升数字技术的赋权增能功能,学习者因此拥有高质量、高效率、多样化的内容生成技术和学习分析技术等。构建丰富、深入的预测系统,借此识别学习困难的学生成为许多高等教育机构的优先关注点。概言之,数智时代的人机协同教学融合了“机器”的逻辑和“人类”的意识,重塑教育教学的深层次变革,催生出新的教育教学形态,推动教学数字化、智能化的高阶应用和结构性变迁。
二、“人师”与“机师”协同教学关键点
课堂是教育数字化转型的核心和主阵地,能显现数字技术引发教育变革所具备的典型特征,因此成为人类智能和人工智能的智能竞技场和智力搏击台。在课堂教学实践中,教师要厘清人类智能在数智化教学变革中的边界,并在人工智能的赋能下唤醒学生的自我认知,建立智能化教学与现实世界的情感联结。换言之,课堂教学要相应地变革与发展,加速教学范式的人机协同转型,基于数字化信息技术,借力智能设备的精准干预、基于大数据的学情诊断,加快实现教师教学行为和教学智慧的算法化、模型化,即在集数据化、网络化、交互化、智能化为一体的数智课堂中,数据与智能驱动的自然语言处理工具变得愈加“类人化”。“以机器为师”(简称“机师”)与“以教师为师”(简称“人师”)将产生人机协同效应,筑蓄多维度、过程性、科学化的教学势能,激发学生探索学习数据化、智慧化的兴趣与热情。推而广之,人机协同教学倡导对话交流、数智融合。当数字化、智能化技术全面融入教师教学、机器教学、学生学习的智慧发展阶段或应用层面时,人师、机师和学生作为三元主体,将相互协同进而创生一体化“数智生态圈”(见表1)(表1略)。
尽管目前智能技术可以改变课堂教学内容中高度事实性和程序性知识的生成方式,但尚无法完全引领高质量的互动配对。因此,教师对学生的高阶思维能力、情感态度和学习转化的关注和支持仍至关重要。从本质上看,教育的价值旨归指向教育者与学习者之间的深度交往,而非表面上人与数字机器(技术与算法系统)之间的协作关系。由此可见,高质量课堂教学需要高质量人机协同范式,而高质量的人机协同范式需要以“人师”的高质量参与为主要支撑。基于此,数字化、智能化技术与课堂教学深度融合的实现,需要解决“人师”对人机协同教学的认知理解、能力比配、行动执行和风险规避问题。这主要体现在“人师”对数智化教学情境的认知协调,对数智化教学技能的匹配适切,对数智化教学行动的机理挖掘,对数智化教学风险的防范化解。为便于理解“人师”在人机协同教学进程中的角色定位和作为方式,本研究提出“情境认知—技能适切—行动负荷—风险防范”的发展模型(见图1)(图1略),借此阐释人机协同教学不同阶段的内容结构及面临的挑战。
三、“人师”与“机师”协同教学的现实挑战
(一)情境认知:“机师”加速技术驱动与“人师”教学认知协调的对峙
当前,在教育需求升级、智能技术加速演化等的助推下,人们对知识资源的竞争日益激烈,知识生产和更替周期正在加速。“效率至上”成为加速技术驱动教育发展的主要原则,刺激课堂教学以更快的速度、更短的时间实现育人绩效。面对课堂大数据挖掘分析与全场景教学应用转向的新形势、新任务、新挑战,“人师”存在着“新旧教学理念”的“认知之争”,对人机协同教学的选择也存在着竞相博弈的境况(见表2)(表2略):一是应用判断上的“存旧拒新”,即“人师”出现抵制和畏难心理,坚持原有认知(即课堂内部信息和数据的呈现几乎不涉及外部链接),否弃新的认知(即破除物理壁垒,将信息和数据纳入课程业务全链条)。这时,“人师”对人机协同教学趋于从踟蹰不前转向谨慎尝试。二是数据价值上的“弃旧纳新”,即“人师”具备发现数据价值的洞察力与判断力,否弃原有认知(即收集和呈现的课堂数据分散于无法互通的各个“孤岛”软件里),接纳新的认知(即视数据为课堂教学开展必备资源,积极收集、呈现、优化课堂数据)。这时,“人师”对人机协同教学趋于从被动响应转向共创引领。三是思维演绎上的“新旧兼修”,即“人师”具备人机协同思维,更新了旧有认知(即数智化教学是原有课堂模式的简单复盘),增加了新的认知(即数智化教学是课程集成的数智化),从而使两者相互协调并共存于课堂教学形态之中。这时,“人师”对人机协同教学趋于从提升竞争力转向打造响应力。随着对人机协同教学认知的逐渐清晰,“人师”会向“机师”让渡部分教学育人的主导权,但相对保守的“人师”仍会产生自我判断的认知失调(即我的地盘由我做主):一方面,如果“人师”缺乏外部压力或恰当疏导,加之对数智化教学效果的认可和信任不足,他们就可能倾向于选择第一种策略缓解自身的认知失调;另一方面,如果课堂教学与人机协同智能系统获得耦合发展,并持续彰显系统优化与迭代优势,那么“人师”大多会选择后两种策略缓冲自身的认知失调。
(二)技能适切:“机师”多重任务叠加与“人师”数字能力掣肘的困境
生成式人工智能快速的内容生成能力能满足教师日常工作需求,它在教师的教学设计、教材分析、课后辅导、作业批改等环节能提供高效的教学支持,如一键生成课件教案、拓展课堂知识内容、启发学生自主探索、自动提炼学生作文要点并批改等,能减轻教师日常工作负担。在教育教学数智化转型的背景下,以生成式人工智能为代表的数字技术应用广泛,越来越多的教师利用数字工具开发教学视频、资源库、习题库等教学资源。然而,这些数字技术为教学带来便利的同时,也导致教师产生“认知困境、岗位替代、技术障碍”等技术焦虑。在协同“机师”赋能课堂教学内容从人工生产转向智能生产的过程中,“人师”如果能正向迎合数字化教学,自我强化数字技能方法,那么人机协同教学的佳效将很可能应运而生。反之,“人师”如果负向背离数字化教学,缺乏探索数字技能的意愿,就势必掣肘人机协同教学行动的执行力与创新力(见表3)(表3略)。
(三)行动负荷:“机师”技术提质增效与“人师”智能教学负荷加重的悖论
伴随着智能系统促进教学模式从知识传授到知识建构的转变,课堂教学将越来越多地根据学习者的个性特征进行调整,并构建有效的协作策略。但“人师”智能教学负荷不会因此变得轻松。这些教学负荷包括以下几方面:
一是基于技艺的负荷。“机师”要检测、诊断与反馈学生学习的个性化特点,动态监管学生学习全过程,“人师”则需要及时甚至同步进行学习任务匹配、学习效果评价,甚至需要经常保持良好的工作韧性。
二是基于觉知的负荷。“机师”主要提供视频、音频、图片等网络资源,“人师”负责检测学生的学习情感、学习动机等非认知因素,分析诊断学生的学习困难,响应学生的隐私诉求,保护学生数字资源版权。这些都需要“人师”保持情境觉知的能力,不至于让学生在“机器文本海洋”中迷失方向、丧失自我。
三是基于直观的负荷。“机师”负责提供教学媒介、设计学习任务、创设学生互动场景,“人师”则需判断学生数字媒介技能水平,关注学生个体差异,并开展差别化指导(见表4)(表4略)。
(四)风险防范:“机师”技术赋权增能与“人师”教学风险衍生的矛盾
“机师”技术赋权增能可以促进学科间的相互衔接、学段间的相互贯通、知行间的相互联通、学用间的相互融通。然而,人工智能只是一种技术手段,不是魔法。2018年,谷歌机器学习资深研究科学家格雷格·克拉多(Greg Corrado)认为,技术在伦理上是中立的,且内在地具有伦理价值。随着数字世界的不断扩张,开发和使用数字技术的风险陡增,数字技术甚至可能被用来“作恶”,如生成虚假内容、代写论文、生成极端暴恐言论等,这些都是“人师”数字化教学需防范的风险。就数字化师生交往教学生态而言,“人师”对数字技术的认知不足或者过度依赖,极易让充满温情的教育环境失去温度。换言之,如果“人师”不能正确认识和有效驾驭数字技术,会导致师生关系紧张甚至陷入教学伦理困境。本研究发现师生新型数字交往关系倾向于颠覆传统的教学交往模式,包括革新传统意义上的“师为本”教学观念,冲击传统意义上的“可把控”教学环境,挑战传统意义上的“传与授”教学过程,激荡传统意义上的“流水式”教学节奏,并针对可能发生的教学风险提出应对措施(见表5)(表5略)。
四、“人师”与“机师”协同教学可持续发展路径
(一)理解数字素养内涵
20世纪90年代初,数字素养概念出现,并被《远程教育百科全书》列入数字化学习的主要模式。数字素养是使用数字技术定位、组织、理解、评估和分析信息的能力,涉及数字环境中的知识、技能与经验及大量复杂的认知、价值观和态度。20世纪初,欧盟着手制定数字素养框架。2017年,欧盟发布《教育者数字素养:欧洲教育者数字素养框架》。
2.1版《欧洲公民数字素养框架》指出,数字素养包括专业性活动、数字资源、教与学、评价等,赋能教育者提升数字素养。联合国教科文组织将数字素养界定为,人们使用数字媒体进行信息处理和检索所需资源的基本技能,以参与社交网络,创造和分享知识。2022年,欧盟推出数字素养框架DigComp2.2版本,将信息和数据素养、沟通和协作素养、数字内容制作素养、数字安全素养、问题解决素养包含其中。近年来,教育教学转型的呼声日益高涨,作为驱动教育教学转型的内在动因,教师数字素养日益成为关注的热点。
(二)把握教师数字素养评估标准与发展需求
2022年,我国教育部(2022)发布的《教师数字素养》标准指出,教师数字素养是教师适当利用数字技术获取、加工、使用、管理和评价数字信息和资源,发现、分析和解决教育教学问题,优化、创新和变革教育教学活动而具有的意识、能力和责任。教师教学数智化转型有赖于教师数字素养的培育。换言之,教师数字素养应关涉教师对人机协同教学环境的适应性与超越性等问题。在智慧课堂环境的支持下,教师应顺应技术工具与应用整合能力日益深度融合的趋势,把握教学新范式所呈现的个性化学习、适应性学习、教育大数据、翻转课堂、在线教育、业务协同等多元化特征,强化数字化意识、知识与技能,开展数字化应用,承担数字化社会的责任和任务,获取专业发展权利。诚然,作为知识生产的原生力量、教书育人价值的坚守者、社会良知的维护者,教师不能将知识生产、教书育人、社会公器的责任和义务完全让渡于技术和机器。下文提出的“四维一体”数字素养培育体系,能够帮助“人师”在主动适应数字技术与有限让渡责任义务之间,取得合理的平衡点。
(三)构建“人师”数字素养“四维一体”培育体系
在数智时代,信息技术赋能教育要求教师具备数字化教学素养。作为教学数智化转型的主体,“人师”携手“机师”创新教学模式,是教学数智化有序转型的重要推手。诚然,教学数智化转型的成功,一定程度上取决于知识生产的数字样态与知识演化的智能技术迭代之间的耦合水平。进一步说,它取决于由知识创新与技术创新构成的协同创新水平。教学数智化转型应从协同创新关系中的“人师”出发,搭建与运作认识驱动、立足所长、善于选择、有效防范“四维一体”的数字素养培育体系,夯实人机协同教学基座,撬动教学数智化转型。
1.认识驱动:“人师”应具备良好的数智知识与技能
在深入走向人机协同的教学进程中,“机师”依托Arab Code Week、NFT教育平台、区块链认证系统等先进智能技术,在不断迭代升级的过程中产生倍数效应。“人师”则需具备驾驭数字化、智能化技术的意识、态度与能力。有研究发现,教师的技术整合自我效能感与技术教育能力高度正相关。因此,“人师”应发挥数字信息灵感和智能知识创造力的自觉能动性,在教学设计、演示、测评等资源一体化集成环境中,积极开展数字化、智能化技术赋能教学模式创新,为学生个性化、精准化的学习体验提供有效支持。
2.立足所长:“人师”应坚持挖掘人机对话的育人价值
“人师”“机师”和学生三者纵深交往、兼容发展,是课堂教学的未来发展潮流,每个利益相关主体都将深深地卷入数智社交网络之中。“机师”赋能学生数字化学习、“人师”通过智能化教学培育学生成才,是人机协同教学取得成效的支撑。数字化转型赋能高质量课堂教学目标的设计,应以落实课堂育人价值为发展基点。同时,教师智能化教学与课堂育人价值也应具备兼融性。因此,构建技术驱动与人本驱动的“双轮驱动”育人价值体系势在必行。其中,“机师”负责提供高质量教学的数字工具,创新交互模式、形态与架构;“人师”则探索多源多态、异质同构的育人方式,发挥育人的特有优势:在人际接触与知识沟通中,“人师”的语言风格、叙述逻辑不像“机师”那样生硬,能够创造更亲切的互动方式;“人师”深度思考“教什么”和“学什么”,继而挖掘人机对话的技术价值和情感价值,并适时适地调整教学方法与策略。
3.善于选择:“人师”应聚焦数字化应用与个性化教学的双向赋能
伴随着数字化、智能化技术的发展和普及,教育全过程、全要素将逐步实现数智化计算、数智化标识、数智化存储,从时间、空间和权利上赋能“人师”数字化应用与个性化教学。教师数字素养中数字化应用维度是检验教师理论联系实际的重要体现,也是教师实现数字化教育教学的核心要素。因此,一方面,“人师”借力“机师”进行书面、视觉或输出代码的数字化生成,将提问权、质疑权、工具权甚至将评价权赋予学生,加速数字化应用创新;另一方面,“人师”利用智能工具延伸自身智慧,在文本和图像的交互界面中凸显自身个性化教学的经验与形象思维优势。譬如,在学生使用语言模型训练的可感知过程中,“人师”主要提问自身擅长的定性问题,促进以师生交流、同桌互动、小组合作、组际对话为主要特征的传统课堂模式,向优质多元的人机协同模式转型。
4.有效防范:“人师”应履行数字社会责任与获取专业发展
在数字技术快速发展的今天,数字素养已成为应对数字技术迭代升级、抵御数字风险的必然要求。大数据驱动下知识决策的科学高效,知识的高质量创造、高标准保护和高效率运用,在深刻改变人们的学习方式、生活方式、生产方式的同时,也带来了手机依赖、网络沉迷、信息茧房等问题。有些智能平台算法推荐借娱乐与快乐之名,实现对使用人群的精神操控,更不要说由此带来的数据欺诈、版权侵犯、滥采滥用等问题。事实上,真正的风险不是来自数字技术和智能模型,而是来自其应用的可能后果——数字技术和智能模型的安全输出,归根到底取决于人们的选择与使用,包括对知识库的提示问题和改进措施的选择。作为人机协同教学的重要参与者、见证者、受益者,“人师”应在智能化信息分发机制下,学习如何应对数字伦理挑战。欧盟发布的《通过教育和培训应对虚假信息和提高数字素养的教师和教育工作者指南》指出,教师应在虚假与真实信息混杂的世界里保持理性。这为“人师”增强对数字伦理问题的敏感性,提高对数字信息的辨识与选择能力提出了警示。在我国,“人师”应力争率先成为合格的“数字公民”,带动学生树立数字社会责任意识,塑造人文理性价值与技术理性相统一的数字使用观。
五、余论
当今世界,互联网、人工智能、虚拟现实、自适应技术的应用,打破了物理空间和时间维度上的思维定势。教师参与数字化、智能化教学实践的动力强劲。在人机协同教学进程中,“人师”的参与频次和实践进程会被“机师”记录下来形成数据,并经算法分析后自动生成系统性的评价反馈。基于此,“人师”对知识内容的传授方式,将由传统的单向信息传播,朝着场景化、体验式的方向过渡。换言之,数字学习技术为分析和评价教学场域中产生的大量数据提供了智能化工具支持。所有这些都激活了评价结果对教与学的反馈和矫正功能,助推“人师”不断改进和创新教学方式。因此,人机协同教学的动态频次和发展方式,是“人师”适应数字化、智能化教学发展的主观能动性要求。
基于“人师”的视角,探索教学和技术更好地融合,加快由纯“人师”教学、“机师”辅助“人师”教学,向人机协同教学的过渡步伐,是教育面向未来的必然要求。需警惕的是,“机师”的相关数据内容的智慧生成过程,并不是百利而无一害的。譬如,假如无法区分技术所合成的数据与数据源就会产生版权争议。曾有评估显示,生成式人工智能驱动的引擎搜索,其能源消耗是传统网络搜索的四到五倍。因此,尽管“机师”在生成效率上,比“人师”的速度快、输出精度更强,但如果从版权利益、节省经济成本的角度考虑,“人师”却比“机师”更“智慧”——懂得平衡、取舍和节能等。从根本上看,人机协同教学的实现,亟须“人师”作出更大贡献——增强参与人机协同模式的自觉性和行动力,在数字蓝海、智能世界中突破关键点,真正成为教学数智化转型可持续发展的重要策源者。这一过程极具挑战,但刻不容缓。
(本文参考文献略)
Human-Machine Cooperative Teaching in the Era of Digital Intelligence
Su Xudong
Abstract: As a new teaching method, man-machine collaborative teaching advocates the deep integration of digital technology and intelligent teaching to transform teaching and education in the era of digital intelligence by organically integrating the advantages of humans and machines. For the man-machine collaborative teaching, cognitive understanding, ability matching, action load, and risk avoidance of “human-teacher” are the key factors in the play. At present, many practical challenges exist including the confrontation between the accelerated technology drive of "the pilot “and the teaching cognitive coordination of human teachers, the balance between multi-task superposition of "the pilot” and the digital capability of human teachers, the paradox of quality and efficiency improvement of “the pilot” technology and the added intelligent teaching load on human-teachers, and the contradiction between technology empowerment through “the pilot” and teaching risks for the human-teachers. Thus, it is urgent and critical for teachers to enhance the awareness and action power to engage in man-machine collaborative teaching by understanding the drive, anchoring on teacher strengths, making good choices, and effective prevention to finally boost the integration and development of digital technology and intelligent teaching.
Key words: human-machine cooperative teaching; digital technology; intelligent teaching; educational change; digital literacy of teachers
初审:曹洪家
复审:孙振东
终审:蒋立松