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人工智能时代学生学习主体性的复归与路径

2022-11-21杨红兰

湖北文理学院学报 2022年9期
关键词:教育领域学习者智能化

杨红兰

(安徽文达信息工程学院 计算机工程学院,安徽 合肥 231201)

当前,我国正处在技术驱动和社会变革的时代,生产技术迅猛发展,社会变化速度飞快。近些年来,在信息技术及智能技术的推动下,人工智能已被广泛应用在社会的各个领域和人们生活的方方面面。在教育领域,人工智能的应用将会带来教育形态、教育理念、教学模式、教学方法、学习方式、学习样态等各方面的巨大变革。习近平总书记曾指出,“在现代高新技术迅速发展的时代背景下,中国要高度重视人工智能及其在教育领域的应用,积极推动人工智能与教育的深度融合,借助智能技术推进教育变革”。欧美发达国家非常注重人工智能技术的发展与应用,并出台了相关支持政策,以此来推进智能技术在教育领域的应用,促进智能教育发展。智能教育是以学习者为中心,以大数据、云计算、物联网等为载体,依托人工智能技术构建业务协同、数据融通的智能化教育环境,推动教学方法及人才培养模式变革,实现差异化教学与个性化学习,促进核心素养提升的新的教育形态。智能化教育中学生的学习样态发生了改变,那么,人工智能时代学生学习主体性复归有怎样的重要价值?如何复归?这些问题有待进一步探讨。

一、人工智能技术对学生学习的冲击

在社会发展和时代变迁的过程中,技术经历了不同阶段的发展。信息化背景下,现代信息技术快速发展,以人工智能、大数据等为代表的高新技术被广泛应用在教育领域。在教育领域教育变革的步伐远远落后于技术的发展,使得人工智能等技术对传统学习产生产生冲击。一方面刺激已有学习方式,重振学习新样态,构建以培养智能型、创新型人才为导向的新的教学与学习环境;另一方面提供学习方式变革技术可能,为新样态搭建平台,根据不同学生的学习表现和学习需求向其推送不同难度、不同类别的学习内容。

(一)刺激已有学习方式,重振学习新样态

智能时代,人工智能技术对传统学习产生冲击,刺激已有学习方式,重整学习新样态。智能化教育中,教师能够借助智能技术对学生的学习习惯、学习态度及行为数据进行全方位采集,并从多维度、多视角进行科学分析,深入挖掘其背后所蕴含的价值与意义,全面了解学生的学习状况,为学生提供更好的学习服务。人工智能时代,为紧跟时代步伐、满足社会发展对多元人才的需求,“教育+人工智能”力图在教育资源共建共享的基础上重塑教育内外部结构,转变传统教育模式,构建一个以培养智能型、创新型人才为导向的新的教学与学习环境。传统教育教学重视已有知识与技能的传承,注重经典著作和教科书中的硬知识,强调对书本知识的死记硬背,灵活性不足;智能时代的学习更加注重对新事物的生成,强调对软知识的社会化建构,注重学生高阶思维、实践操作能力和问题解决能力的培养。从整体来看,教育是通过教学活动将受教育者、学习环境、教育者联系在一起的一个整体,这三者之间通过相互影响、互相支撑,推动教育者和受教育者共同成长。在智能化教育中,智能学伴机器人能够根据社交关联性、自主性等预判学习者的学习需求,实现相应功能,学习者则要具备一定的信息素养和技能,以适应智能化的学习,增强人机互动,实现智能化自主学习。[1]

(二)提供学习方式变革技术,搭建学习新平台

随着技术的进步与发展,教育在不断变革,人工智能时代的教育不仅要使人类适应智能环境,还要使人类在适应和改造智能环境的过程中发展自身潜能和保持自身主体性,使自身处在主体性地位。从学习视角来看,智能化背景下学习者的学习方式发生了很大的改变,以往线下的学习已不能满足学生的学习需求,必须采用线上线下结合的学习方式,随着信息化、数字化、智能化等现代新型技术的发展,又从以线下学习为主、线上学习为辅转变成以线上学习为主、线下学生为辅。人工智能技术为这种学习方式变革提供了技术可能,为学习新样态搭建平台。目前人工智能在教育领域的应用已走向成熟,出现了自适应学习、虚拟助手、专家系统、商业智能等人工智能学习平台。如“自适应学习”系统能够搜集学生多维、有效的学习数据,精准测评学生的学习行为与学习结果,通过这些学习数据和测评结果预测未来学生的学习表情况、智能化规划学习途径,从而根据不同学生的学习表现和学习需求向其推送不同难度、不同类别的学习内容,实现学习效率最大化;“虚拟助手”提供的虚拟环境中拥有师生、资源、课程、平台、工具、交互等教与学所需的多种要素,这些要素能够满足绝大部分教与学活动的需要,即学生可以在虚拟环境中进行一定的学习。智能机器人在学习过程中可以扮演学习调解者、监督者的角色,当学生偏移学习目标时,可以对其进行及时有效的引导。

二、人工智能时代学生学习新样态

在现代技术发展过程中,随着信息技术在教育教学中的普及和应用,现代高新技术对传统学习产生了重大冲击。智能时代的到来带来了新的学习样态,主要表现为学习时间的自由化,学习空间的超越性,学习兴趣的多元化,学习形式的多样化,学习模式合作化,构建人机学习共同体,实现人机合作学习。

(一)学习时间自由化,学习空间超越化

随着社会的进步和技术的发展,人工智能技术得到了快速发展和广泛应用,其在教育教学中的应用使传统的学习环境发生了很大的改变,智能技术下的学习环境呈现出新的学习样态。智能化教育中,人工智能机器人在贮存、提取、选择既存知识方面具有远远超过现实人的优势,在教育教学中它将成为线上教育和线下学校教育的“教师”,为学生学习提供更多方便。[2]人工智能时代,学校运行模式、教学环境、学习方式等都发生了重大变革,人工智能在教育教学中的应用突破了时空壁垒,打破了传统学习在固定时间与地点上的限制,为学生创造了更多学习机会与平台。智能教育中的学习既可以是社会化的,也可以是个性化的,它不再受时间与空间的限制,学习时间自由化,学习空间超越化。尤其是智能教育中人工智能机器的情感识别、语音对话、人机交流等特性,能够激发学生的学习兴趣和积极性,让学生更愿意在人机交互的智能化学习环境中以互动交流的方式进行学习。现代信息技术的发展和在教育领域的应用,使未来学校教育发生结构性变革,打破传统教育在固定围墙和有限课堂的时空限制,促进学生正式学习与碎片化学习的有效融合,让学生通过信息工具、互联网络等进行学习。在时间方面,学生随时都可以进行学习,科学、有效利用完整时间和碎片化时间;在空间方面,学生不再受物质空间的束缚,学生随地都可以借助信息技术、互联网络等开展学习,也可以在数字化的虚拟世界中进行学习。[3]

(二)学习兴趣多元化,学习形式多样化

教育改变的不只是人身体力行的外在行为习惯,更是心灵深处的内在思想意识。因此,智能化时代背景下,教师在教育教学过程中要充分发挥人工智能技术的各种优势,采用多元化的教学形式,激发学生的学习兴趣,调动其学习积极性,让学生从内心深处愿意并且喜欢学习。人工智能技术下,以大数据为基础的自主在线学习平台能够通过相关技术对学生的课堂表现、学习状况及作业完成情况等进行记录,并通过对这些学习数据的分析与评估预测学生的学习需求和未来学习表现,并向学生智能化推荐最适合的学习方法、学习内容,提高学生学习效率,为学生自主化学习提供可能。[4]智能化教育中,人与机的交互、人与物的融合是一种教育常态,自主在线学习平台以及其他智能化的学习工具正是这种教育常态的体现。随着智能技术的发展,智能机器人被广泛应用在教育教学之中,其教育意义逐渐凸现。当学生在学习中遇到困难时,可以向机器人发出求助,机器人能够及时展开详细的讲解。智能教学机器可以提供一对一的学习支持服务,能够根据不同学生的学习特点提供差异性的教学方法,丰富学生的学习形式,激发学习兴趣,提高学习效率。可见,相较于传统教育,智能时代的教育拥有丰富多元的智能化学习工具,使学习形式更加多样,学习方式更加多元,能够从内心深处调动学生的学习热情与学习积极性。

(三)学习模式合作化,构建人机学习共同体

智能化教育中,从学习模式来看,个人学习将会被人机合作式学习所取代。在智能技术的支持下和人机交互、人机协同及人机协作的不断发展下,智能机器人被广泛应用在教育领域,且应用价值得到有效彰显,在此背景下产生了智能教育机器人。作为人工智能赋能课堂的产物,智能教育机器人将会引领未来教育变革。智能化教育中进行的学习,不仅有人的参与,还有智能机器的参与,这种由人与智能机器共同组成的合作学习小组,实际上构建了一种人机学习共同体,提高了学习的深度与广度,实现了人机合作学习。随着人工智能技术的发展,教育领域的“人—机对话”取代“人—人对话”将成为智能时代的重要对话。人工智能时代的教育教学中,人类教师与智能机器人教师是平等的伙伴关系,他们通过分工合作,共同完成教育教学任务,实现教学目标。这样教育中的对话不再仅是生生之间和师生之间的“人—人对话”,而是教师与学生、智能机器人之间的“人—机—人”的对话,这也是当代教育的基本语境。[5]智能化环境中,传统意义上的教育教学可能会消失,人类以人机一体的方式获取知识与信息,其学习方式也是人—智能机器一体式的。也就是说,智能化环境中,需要构建人类与智能机器的学习共同体,在教师、学生、智能机器的互动下,实现人机合作学习,提高学生学习效率。

三、人工智能时代学生学习主体性复归价值

与传统教育相比,智能时代的教育以学生为中心,不仅注重学生的学习过程,还强调学生在学习中的主体地位。人工智能时代背景下学生学习主体性复归有哪些重要价值?这是一个值得探讨的议题。经深入分析和仔细探讨发现,人工智能时代学生学习主体性复归具有两个方面的重要价值:一是可以突显学生在学习中的主体地位,尊重学生的个体性差异;二是激发学生学习兴趣,提供智能学习环境支持,促使学生积极参与学习过程,成为学习的主人。

(一)突显学生在学习中的主体地位,尊重个性化差异

在现代信息技术快速发展和教育事业不断进步的过程中,人们越来越注重信息技术对教育产生的深刻影响,关注教育与智能技术的深度融合。智能技术在教育领域的应用,为学生个性化学习提供服务支持,促使学生个性化、差异性发展的实现。作为学习主体,学生的学习主体性复归在智能化教育中是非常重要的,它既能够突显学生的学习主体地位,还可以强调学生在学习中的个体性差异。智能化教育中,要充分发挥人工智能与大数据的技术功能,深入挖掘和详细分析关于学生学习过程与学习结果的数据,全面了解学生在学习中的表现、对知识的掌握程度等学习情况。同时,还要构建智能化的学习者模型,实现多元时空智能感知,为教师和学生的智能化教学、学习、评价、管理提供重要支持。[6]智能自主学习平台是一种辅助性记忆学习工具,它可以通过多种智能技术手段帮助学生更好地记忆和管理知识。另外,智能化的学习者模型,可以全方位对学习者进行建模分析,精准刻画学习者的学习动机、学习风格、认知发展、知识水平等,预测学习者的学业水平、学习表现、知识能力等,为精准化工作、智慧化教学、个性化学习等提供多元支持,促进学生全面健康发展。

(二)激发学生学习兴趣,提供智能学习环境支持

人工智能、大数据、物联网等技术在教育领域的应用,将会引发一场巨大的、历史性的教育变革。这些新技术能够深入诊断和全面分析整个教学过程,如教师的教学情况和学生的学习情况等,并通过及时的智能反馈,有针对性地向教师提供改进教学目标、教学方法及教学内容的意见,辅助教师改进教学方法、调整教学内容与教学进度,激发学生学习兴趣。智能化环境下,以大数据、智能技术等为依托的智能教学平台在教育教学中发挥重要作用,它通过智能技术手段为学生学习创建智能化、网络化的环境,为教师教学的线上线下和课内课外一体化发展提供重要支持,还可以为各类教学业务提供智能化的服务。作为现代教育理论与数据科学联合发展的产物,量化学习理论在人工智能与大数据技术的快速发展下,利用数据科学方法和量化自我理论,创建了以学习过程为追求、以智能技术为依托、以知识建构为目的、以学生成长为宗旨的新型教育研究范式。且人工智能与大数据技术的应用、网络学习平台的普及、自适应学习平台的发展等,为构建学习者模式提供了技术支持。[7]在学习者模式中学生是知识学习的建构者、合作者、联结者,是学习的主体。智能化教育教学中,学生学习主体性的复归可以促使学生积极参与学习过程,成为学习的主人。

四、人工智能时代学生学习主体性复归路径

传统教学模式注重学生的学习结果、轻视学习过程,强调教师在教育教学中的主导作用,忽视学生的学习主体地位。人工智能时代学生学习主体性复归具有重要的现实意义,不仅可以突显学生的学习主体地位,尊重个体间差异,还能够激发学生的学习兴趣与积极性。智能化环境下的教育教学将大数据、人工智能等作为学生智能化学习的重要支持。人工智能时代学生学习主体性的复归,需要从三个方面着手。

(一)重建学生知识观,凸显学生在知识学习中的主体价值

人工智能、大数据、物联网在教育领域的应用,给传统教育带来巨大变革。智能化教育中学生的学习主体性显得尤为重要,而学生学习主体性的复归需要重建学生知识观,突出学生在知识学习中的主体价值。人工智能环境下的教育不再以向学生传授已有知识经验为主,而是要培养学生创造知识、构建知识的能力。智能化教育中,教师要有效利用各种智能技术手段,充分发挥人类教师优势,深入思考机器智能与人类智能的关系,重点强调学生在知识学习中的主体价值。在具体的教学中要利用量化学习思维,量化表征与学生相关的要素,构建多层次、时序性、全时空的学习者建模形态,有效提取学习者特征要素。从认识发生论来看,大数据、人工智能技术通过智能化知识教学、智能推荐学习内容、精准分析知识点,明显地促进了学生的知识习得与知识记忆,但人的思维不是自然发生和与生俱来的,而是与历史、文化、社会、技术的发展密切相关。因此,智能化时代的学生学习主体性复归需要重建学生知识观,改变学生思维,突出学生在知识学习中的主体价值。人工智能环境下的人机学习,是一个智能机器向人类个体或群体传授知识的过程,也是在人工智能技术的支持下,学生与学生进行交流互动、相互学习的过程。

(二)组建学生学习空间,突出学校智能化建设的人本主体

智能教育实际上就是在智能技术支持下构建的一种智能化学习环境,它以智能资源为内容,以人工智能为技术支持,以学生学习为中心,在智能技术的支撑下推动教育教学向个性化、精准化、智能化方向发展。这就要求智能化教学中更要注重学生的学习主体性,而学生学习主体性的复归需要重新组建学生学习空间,有效凸显学生的人本主体。随着现代信息技术的快速发展和广泛应用,智能化、网络化的学习空间运用而生,这就意味着教师在教育教学过程中要将传统教学环境不断向网络空间延伸,形成现实物理与虚拟网络双空间一体化的全新教学环境。即人工智能时代的学生学习空间不再仅限于现实物理空间,还延伸至虚拟网络空间,由两者共同构成。在该环境中要发挥智能学习空间的重要作用,注重学生的学习主体性,强调学生的人本主体。智能学习空间普遍存在着学生与教师、其他学生、教学环境、教学媒体、教学资源、教学内容等之间的交互作用。[8]这就需要人工智能背景下运用智能感知技术、大数据分析技术等构建复杂交互网络——面向智能学习空间,分析学生的学习风格、认知水平、先验知识等,梳理教学中学生之间的交互,采集学生在网络学习中的作业提交、论坛评论、浏览痕迹等情况,从而为学生的个性化学习提供服务。

(三)构建智慧评价体系,强调学生在智能评价中的主体地位

智能教育能够以场景感知、情感计算、认知诊断、知识图谱等为支撑,构建个性化学习者模式——面向智慧教学场景,充分发挥智能技术在采集、获取、分析、评价学生学习数据方面的技术功用。从评价视角来看,人工智能技术的发展使得以数据为基础的多元教学评价成为可能。与传统教学评价相比,智能技术支持下的教学评价更加丰富、多元,除了注重教师教和学生学的结果之外,更重要的是还要关注教师教和学生学的过程以及这个过程中的各种行为。智能化环境下的教学强调以学生为中心,注重学生在学习中的主体性地位,故从评价层面来看,学生学习主体性的复归需要构建以学生学习为中心的智慧评价体系,对学生的学习过程、学习表现及学习行为等进行全面评价。智能评价中,人工智能技术会将学生的所有课堂表现、学习过程以及学习行为等数据跟踪记录,通过全面掌握学生的学习重点、难点以及学习历程,来帮助学生及时调整学习内容与学习过程,进而提高学习效果。智能教育中的学习评价是通过人机共生活动中的实时数据分析、教学模式各环节设计分析等学习分析功能实现的。这就需要教师或课程设计者为学生参与和分享学习过程提供相应的环境支持,让他们在拥有技术支持的环境中更好地进行实践探索和理论学习活动,从而全面深入地掌握和分析学生的学习过程、学习表现以及其他方面的学习行为等。

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