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人工智能时代:课程教学如何以变应变

来源:中国教育报2019-04-17 09:06

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  作者:中关村学院 吕文清

  人工智能带来教育条件“质”的改变,学什么、在哪学、跟谁学、怎么学的概念将进一步被颠覆。

  人工智能带给教育三个改变

  具体而言,人工智能带给教育三个方面的改变:

  改变“长相”——朝向深度社会化。以前借助互联网、移动互联网、大数据,教育从学校拓展到家庭、图书馆、游戏厅、工厂车间,甚至是任何地方,技术工具延伸了人的身体,也延伸了教育的时空。人工智能时代,这些方面又有新的进化,高级阶段的人工智能具有类人脑的学习力和思考力,将来还能进化到“自适应”学习,不但能够完成基础性教学任务,而且能做学生的高级助理,能让学生执行超越他们能力的挑战性工作。在这个意义上,人工智能将进一步改变教育的外形,过去只有在学校才能完成的正规教育,也可以在其他地方完成,即所谓“泛在学习”,教育将呈现“深度社会化”样态。

  改变“筋脉”——探索“认知智能化”。人工智能将改变教育的生产流程。目前教育实施的程序和路径,还是以学校为核心、以教学为中心、以输入方式为主,教育内容由权威机构选定,教学流程由学校和教师主导,学生只负责接收信息。人工智能环境下的教育教学,人机交互将成为主要形态,学习中的陪读、陪作业、教练、监督大多由机器人替代。再如现在流行的听网课、打卡学习、分享读书等,将进一步发展为智能导师系统,有更周详的学习“保姆”。

  改变“内芯”——追求教育个性化。人工智能将改变教育的内容,重新思考“学什么”。从大的趋势看,教育内容将越来越具有适切性,真正实现每人一个规划、每人一套课表、每人一个私人定制。所以,人工智能时代,教育改变的不仅是边界和方式,更多触及内核的改变,满足每个人的差异需求,让每个孩子都成功不再是口号,“教育个性化”将真正得以实现。

  学生需要哪些素养和能力

  人工智能时代,低阶认知技能的重要性会下降,如记忆、复述、再现等初级的信息加工任务将更多由机器代替,而深层知识和高阶认知的重要性会更加凸显。在此背景下,特别要强调培养学生四个素养和五种能力。

  四个素养即终身学习素养、计算思维素养、设计思维素养和交互思维素养。终身学习素养主要基于人工智能时代需要更强大和持续的学习力,强调学会学习和建构不断演进的知识框架;计算思维素养主要基于学习和理解人工智能,强化思考的逻辑。现在很火的编程课程,主要就是培养计算思维;设计思维素养主要基于人工智能时代学生执行困难任务的需要重点引导学生学会选择、学会决策、学会判断;交互思维素养主要基于人工智能时代学生交往方式的变化,需要高级信息素养、媒体素养、沟通交流能力重点引导学生学会开源共享、参与协商、组建社区等,理解复杂的相互关系。

  五个能力即高阶认知能力、创新能力、联结能力、意义建构能力和元认知能力。高阶认知能力强调独立思考、逻辑推理、信息加工等;创新能力强调好奇心、想象力和创新思维、创新人格等;联结能力强调学会统筹、组织资源、建立联系,特别是包括人工智能在内的多个空间的联结;意义建构能力强调社会情感、责任意识和高感性、高概念等要素;元认知能力强调自我认知、自我监控和自我指导。

  课程教学要进行结构性调整

  人工智能时代,对学生的学习目标、内容框架、能力层级以及心智模式,都提出了新的需求。教育要更好地适应这种变化,需要进行四个方面的调整。

  调整课程内容。首先是增加关于人工智能的课程,如编程、软硬件、开源共享、技术伦理、计算思维、设计思维和系统集成等。其次,应设置人工智能情境下的课程内容,如社会情感、交互知识、联结技能等。这两者又需要相应的知识基础框架的对接,实施方式、方法、流程的对接,评价体系的对接,这些方面都要相应作出调整。

  转移教学重心。人工智能时代要以思维教学为主线,既强调基于认知能力的信息加工、分析综合、逻辑推理等高阶思维的培养,又要增加和突出计算思维、设计思维和交互思维的培养。在具体落点上,强调概念性知识、方法性知识和价值性知识的教学,要注重教原理、教统筹、教高概念、教大观点、教元认知等不可替代的知识。但这些又建立在坚实的知识基础之上,如何既把知识基础夯实,又解决好高阶学习,并根据社会发展的需要实现两者的动态平衡,是一个不小的挑战。

  改善供给结构。学校建筑要考虑到人工智能时代硬件系统的要求,学校空间要按照人工智能时代交互方式和教学流程来规划,学习环境要增加人工智能过程化学习的设计,教学资源要增加场景学习、混合学习和交互学习的设施设备,师资要增加人工智能相关专业教师,在继续教育中补充人工智能内容。

  探索新的教育范式。随着人工智能时代学习边界、流程、方式的改变,新的教育范式已露端倪,如学生用户化、交互学习、智能导师、学习者控制等,这也许能触发新的教育愿景。

  本文为教育部教育装备研究与发展中心基本科研业务费专项资助项目“未来学校建设的理论与实践探索研究”阶段性成果

[ 责编:万霁萱 ]
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